提高鋼水化學成分合格率

中國石化集團江漢石油管理局第四機械廠 鑄造分廠煉鋼QC小組

（湖北 荊州 434024）

1 小組概況

小組概況和小組成員（表1、表2）。

2 選題理由

近年來石油機械生產廠家在國內外市場上的競爭越來越激烈，面對如此嚴峻的市場局面，提高產品性能和質量就顯得尤為重要。中國石化集團江漢石油管理局第四機械廠產品中80%鑄鋼件都要進行磁粉探傷，技術要求高。力學性能是鑄鋼件最重要的技術指標之一，而合格的鋼水化學成分是保證鑄件力學性能最基本的前提。

表1 小組概況

表2 小組成員

查閱2008～2010年的爐前化驗記錄，鋼水化學成分合格率分別為97.4%、96.8%和94.4%，呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，如果不及時采取措施遏制，化學成分超標現(xiàn)象必將對鑄鋼件的產品質量造成極大的負面影響。

3 現(xiàn)狀調查

3.1 統(tǒng)計月超標次數

小組成員統(tǒng)計了2010年鋼水化學成分月超標次數（表3）。從表3中可以看出，2010年鋼水化學成分超標率為 5.6%，即鋼水化學成分合格率為94.4%。

3.2 統(tǒng)計元素超標次數

小組成員對2010年鋼水化學成分元素超標次數進行了統(tǒng)計 （表4）。從表4中可以看出，C占39.8%，Si占29.8%，2項之和為69.6%，說明C和Si這2個元素是“關鍵的少數項目”，是化學成分超標的主要問題。

表3 2010年鋼水化學成分月超標次數

表4 2010年鋼水化學元素超標次數

4 目標設定

小組曾在考察其它廠家時，了解到他們鑄鋼分廠的鋼水化學成分月合格率均在98%以上。查閱爐前記錄，在2007年4月、2008年9月、2009年3月，鋼水化學成分合格率都達到了98%，這說明該廠具備這樣的技術實力。小組以此為依據，確定目標值為98%。

5 原因分析

由于C和Si這2個元素存在相互關聯(lián)的影響因素，因此采用關聯(lián)圖來分析原因（圖1）。

6 要因確認

針對12條末端因素，小組成員進行了要因確認（表5）。

表5 要因確認表

續(xù)表5

經過以上確認，小組成員確定了4項主要原因：取樣時間不當、終點碳過低、電石渣下出鋼、考核力度不夠。

7 制定對策

8 實施對策

針對4個要因，制定了對策表（表6）。

8.1 對策實施1：完善煉鋼工藝

表6 對策表

（1）現(xiàn)場進行工藝驗證：以ZG35CrMo為例，根據取樣時間不同進行了一組對比試驗。根據還原末期鋼水的實際成分與規(guī)格成分差距，計算出所需合金加入量，然后分別在加合金后5min、10min、15min取樣化驗。化驗結果接近于理論計算值的取樣時間，我們將其作為最佳取樣時間，試驗結果見表7。試驗結果表明，加合金后10min取樣的化驗結果比較接近理論計算值。

表7 加合金后不同時間取樣的成分對比表

（2）規(guī)定合理的取樣時間：經工藝驗證后，完善了《電弧爐煉鋼工藝》，對取樣時間規(guī)定如下：①在還原期合金加入后10min取樣；②最后一次取樣后5min之內若不出鋼，必須重新取樣分析。

經過幾個月實施，取樣時間均按新規(guī)范實施（表8）。

表8 實施前后還原樣取樣時間對比

8.2 對策實施2：提高終點碳

（1）規(guī)范工人操作步驟。如果終點碳遠遠低于工藝規(guī)定值，必須堅持“先增碳后還原”的原則，在達到規(guī)定的終點碳后方可扒渣還原。在接近終點碳規(guī)定值時必須停止吹氧，取樣化驗，化驗結果出來之后再繼續(xù)操作。嚴禁為搶時間，盲目操作。

（2）規(guī)定氧化期取樣次數不得少于3次。經過幾個月的現(xiàn)場實施，終點碳合格率有了顯著的變化（表9）。

8.3 對策實施3：白渣下出鋼

電石渣有如下缺點：一是熔渣粘附在鋼液上，不易與鋼水分離而上浮至鋼水表面，從而造成鑄件產生夾渣缺陷；二是熔渣中含有大量的碳化鈣（CaC2），很容易使鋼水增碳。所以煉鋼工藝規(guī)定不允許在電石渣下出鋼。如果出現(xiàn)電石渣，必須在出鋼前將電石渣轉換為白渣。為杜絕在電石渣下出鋼的現(xiàn)象，采取了以下措施：

（1）由主管工程師跟班指導，讓爐前操作工掌握如何有效地將電石渣轉化為白渣的操作技能。

（2）出鋼前由過程檢驗檢查渣況：用鐵耙在熔池粘渣，待冷卻后看爐渣顏色。如果熔渣呈白色，說明熔渣是白渣；如果呈灰色甚至黑色，則說明熔渣是電石渣或黑渣，此時禁止出鋼。

經過幾個月的實施，我們取得了良好的效果（表10）。

表9 實施前后終點碳合格率對比

表10 實施前后出鋼渣況對比

8.4 對策實施4：加大考核力度

實施前,分廠規(guī)定：化學成分允許超標率為2%，在此基數上，化學成分每超一次，扣10元；每減一次，獎10元。在這樣的制度下，小組每月獎罰金額均未超過100元，平均每人次獎罰金額在10元以下。可見這樣的獎罰力度不足以引起煉鋼工對化學成分含量合格的重視程度。

分廠重新修訂了考核細則，加大了獎罰力度。2011年分廠規(guī)定：以月為考核單位，若鋼水化學成分合格率達到100%，分廠獎勵小組1 000元；鋼水化學成分每超標一次，則扣班組效益工資350元，并對工藝抽查中出現(xiàn)的違規(guī)操作，每次扣罰當事人效益工資50元。

在重獎重罰的考核機制激勵下，班組成員對鋼水化學成分的重視度得到了極大的提升，忽視化學成分的現(xiàn)象得到了及時的制止。 在2011年4～10月的7個月中，煉鋼班有3個月份因鋼水化學成分合格率達到100%而拿到1 000元的效益獎。

9 效果檢查

9.1 目標值檢查

通過幾個月的對策實施，鋼水化學成分月超標次數和去年同期相比，由15次/月降為0.7次/月（表11）。鋼水化學成分合格率從實施前的94.4%提高到實施后的99.7%，超過了設定的目標值98.0%（表12、圖2）。

表11 實施前后每月鋼水化學成分超標次數

表12 實施前后鋼水化學成分元素超標次數

9.2 經濟效益

2011年4～12月份共開爐458爐，每爐鋼水平均重量為3t，澆注鑄件1.85t，鑄件平均成本為1.72萬元/t，鋼水化學成分的合格率提高了5.3個百分點，按實施前的情況，其中有約二分之一的不合格鋼水澆注的鑄件直接報廢。

9.3 社會效益

這次活動不僅取得了可觀的經濟效益，同時也取得了很好的社會效益。鋼水化學成分合格率提高的同時，降低了能耗，使噸合格鋼水電耗量從2010年的695.98kW/t下降為2011年的616.62kW/t。

10 鞏固措施

10.1 完善煉綱工藝，將以下措施納入到《電弧爐煉鋼工藝》中

（1）規(guī)定取樣時間：合金加入后10min取樣；最后一次取樣5min之內如果不出鋼，必須重新取樣分析成分。

（2）控制終點碳：各種牌號的終點碳必須嚴格控制在工藝規(guī)定范圍之內，即比標準規(guī)格成分下限低0.05%左右。

（3）堅持白渣出鋼：電石渣下出鋼極易引起鋼水增碳，所以必須在出鋼前將電石渣轉化為白渣。

10.2 修改經濟責任制

將活動中的考核細由納入分廠經濟責任制，作為今后的考核依據。

11 總結和下一步打算

這次QC小組活動不僅有效地解決了鋼水化學成分超標的問題，同時也使小組對QC活動有了更深刻的認識，增強了小組的凝聚力和集體榮譽感。通過此次活動，雖然鋼水化學成分的超標現(xiàn)象大大減少，但還沒有完全杜絕，將鋼水化學成分的超標現(xiàn)象降到最低，煉出更多的優(yōu)質鋼，將是我們下一步活動的目標和方向。