提高鋼水化學(xué)成分合格率

中國(guó)石化集團(tuán)江漢石油管理局第四機(jī)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(lái)石油機(jī)械生產(chǎn)廠家在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，面對(duì)如此嚴(yán)峻的市場(chǎng)局面，提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量就顯得尤為重要。中國(guó)石化集團(tuán)江漢石油管理局第四機(jī)械廠產(chǎn)品中80%鑄鋼件都要進(jìn)行磁粉探傷，技術(shù)要求高。力學(xué)性能是鑄鋼件最重要的技術(shù)指標(biāo)之一，而合格的鋼水化學(xué)成分是保證鑄件力學(xué)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(yàn)記錄，鋼水化學(xué)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(shì)，如果不及時(shí)采取措施遏制，化學(xué)成分超標(biāo)現(xiàn)象必將對(duì)鑄鋼件的產(chǎn)品質(zhì)量造成極大的負(fù)面影響。

3 現(xiàn)狀調(diào)查

3.1 統(tǒng)計(jì)月超標(biāo)次數(shù)

小組成員統(tǒng)計(jì)了2010年鋼水化學(xué)成分月超標(biāo)次數(shù)（表3）。從表3中可以看出，2010年鋼水化學(xué)成分超標(biāo)率為 5.6%，即鋼水化學(xué)成分合格率為94.4%。

3.2 統(tǒng)計(jì)元素超標(biāo)次數(shù)

小組成員對(duì)2010年鋼水化學(xué)成分元素超標(biāo)次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì) （表4）。從表4中可以看出，C占39.8%，Si占29.8%，2項(xiàng)之和為69.6%，說(shuō)明C和Si這2個(gè)元素是“關(guān)鍵的少數(shù)項(xiàng)目”，是化學(xué)成分超標(biāo)的主要問(wèn)題。

表3 2010年鋼水化學(xué)成分月超標(biāo)次數(shù)

表4 2010年鋼水化學(xué)元素超標(biāo)次數(shù)

4 目標(biāo)設(shè)定

小組曾在考察其它廠家時(shí)，了解到他們鑄鋼分廠的鋼水化學(xué)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(xué)成分合格率都達(dá)到了98%，這說(shuō)明該廠具備這樣的技術(shù)實(shí)力。小組以此為依據(jù)，確定目標(biāo)值為98%。

5 原因分析

由于C和Si這2個(gè)元素存在相互關(guān)聯(lián)的影響因素，因此采用關(guān)聯(lián)圖來(lái)分析原因（圖1）。

6 要因確認(rèn)

針對(duì)12條末端因素，小組成員進(jìn)行了要因確認(rèn)（表5）。

表5 要因確認(rèn)表

續(xù)表5

經(jīng)過(guò)以上確認(rèn)，小組成員確定了4項(xiàng)主要原因：取樣時(shí)間不當(dāng)、終點(diǎn)碳過(guò)低、電石渣下出鋼、考核力度不夠。

7 制定對(duì)策

8 實(shí)施對(duì)策

針對(duì)4個(gè)要因，制定了對(duì)策表（表6）。

8.1 對(duì)策實(shí)施1：完善煉鋼工藝

表6 對(duì)策表

（1）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工藝驗(yàn)證：以ZG35CrMo為例，根據(jù)取樣時(shí)間不同進(jìn)行了一組對(duì)比試驗(yàn)。根據(jù)還原末期鋼水的實(shí)際成分與規(guī)格成分差距，計(jì)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(yàn)。化驗(yàn)結(jié)果接近于理論計(jì)算值的取樣時(shí)間，我們將其作為最佳取樣時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。試驗(yàn)結(jié)果表明，加合金后10min取樣的化驗(yàn)結(jié)果比較接近理論計(jì)算值。

表7 加合金后不同時(shí)間取樣的成分對(duì)比表

（2）規(guī)定合理的取樣時(shí)間：經(jīng)工藝驗(yàn)證后，完善了《電弧爐煉鋼工藝》，對(duì)取樣時(shí)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(nèi)若不出鋼，必須重新取樣分析。

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月實(shí)施，取樣時(shí)間均按新規(guī)范實(shí)施（表8）。

表8 實(shí)施前后還原樣取樣時(shí)間對(duì)比

8.2 對(duì)策實(shí)施2：提高終點(diǎn)碳

（1）規(guī)范工人操作步驟。如果終點(diǎn)碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工藝規(guī)定值，必須堅(jiān)持“先增碳后還原”的原則，在達(dá)到規(guī)定的終點(diǎn)碳后方可扒渣還原。在接近終點(diǎn)碳規(guī)定值時(shí)必須停止吹氧，取樣化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果出來(lái)之后再繼續(xù)操作。嚴(yán)禁為搶時(shí)間，盲目操作。

（2）規(guī)定氧化期取樣次數(shù)不得少于3次。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，終點(diǎn)碳合格率有了顯著的變化（表9）。

8.3 對(duì)策實(shí)施3：白渣下出鋼

電石渣有如下缺點(diǎn)：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(chǎn)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(zhuǎn)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(dǎo)，讓爐前操作工掌握如何有效地將電石渣轉(zhuǎn)化為白渣的操作技能。

（2）出鋼前由過(guò)程檢驗(yàn)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(shuō)明熔渣是白渣；如果呈灰色甚至黑色，則說(shuō)明熔渣是電石渣或黑渣，此時(shí)禁止出鋼。

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的實(shí)施，我們?nèi)〉昧肆己玫男Чū?0）。

表9 實(shí)施前后終點(diǎn)碳合格率對(duì)比

表10 實(shí)施前后出鋼渣況對(duì)比

8.4 對(duì)策實(shí)施4：加大考核力度

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

分廠重新修訂了考核細(xì)則，加大了獎(jiǎng)罰力度。2011年分廠規(guī)定：以月為考核單位，若鋼水化學(xué)成分合格率達(dá)到100%，分廠獎(jiǎng)勵(lì)小組1 000元；鋼水化學(xué)成分每超標(biāo)一次，則扣班組效益工資350元，并對(duì)工藝抽查中出現(xiàn)的違規(guī)操作，每次扣罰當(dāng)事人效益工資50元。

在重獎(jiǎng)重罰的考核機(jī)制激勵(lì)下，班組成員對(duì)鋼水化學(xué)成分的重視度得到了極大的提升，忽視化學(xué)成分的現(xiàn)象得到了及時(shí)的制止。 在2011年4～10月的7個(gè)月中，煉鋼班有3個(gè)月份因鋼水化學(xué)成分合格率達(dá)到100%而拿到1 000元的效益獎(jiǎng)。

9 效果檢查

9.1 目標(biāo)值檢查

通過(guò)幾個(gè)月的對(duì)策實(shí)施，鋼水化學(xué)成分月超標(biāo)次數(shù)和去年同期相比，由15次/月降為0.7次/月（表11）。鋼水化學(xué)成分合格率從實(shí)施前的94.4%提高到實(shí)施后的99.7%，超過(guò)了設(shè)定的目標(biāo)值98.0%（表12、圖2）。

表11 實(shí)施前后每月鋼水化學(xué)成分超標(biāo)次數(shù)

表12 實(shí)施前后鋼水化學(xué)成分元素超標(biāo)次數(shù)

9.2 經(jīng)濟(jì)效益

2011年4～12月份共開(kāi)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(wàn)元/t，鋼水化學(xué)成分的合格率提高了5.3個(gè)百分點(diǎn)，按實(shí)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(bào)廢。

9.3 社會(huì)效益

這次活動(dòng)不僅取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也取得了很好的社會(huì)效益。鋼水化學(xué)成分合格率提高的同時(shí)，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(shí)間：合金加入后10min取樣；最后一次取樣5min之內(nèi)如果不出鋼，必須重新取樣分析成分。

（2）控制終點(diǎn)碳：各種牌號(hào)的終點(diǎn)碳必須嚴(yán)格控制在工藝規(guī)定范圍之內(nèi)，即比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格成分下限低0.05%左右。

（3）堅(jiān)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(zhuǎn)化為白渣。

10.2 修改經(jīng)濟(jì)責(zé)任制

將活動(dòng)中的考核細(xì)由納入分廠經(jīng)濟(jì)責(zé)任制，作為今后的考核依據(jù)。

11 總結(jié)和下一步打算

這次QC小組活動(dòng)不僅有效地解決了鋼水化學(xué)成分超標(biāo)的問(wèn)題，同時(shí)也使小組對(duì)QC活動(dòng)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了小組的凝聚力和集體榮譽(yù)感。通過(guò)此次活動(dòng)，雖然鋼水化學(xué)成分的超標(biāo)現(xiàn)象大大減少，但還沒(méi)有完全杜絕，將鋼水化學(xué)成分的超標(biāo)現(xiàn)象降到最低，煉出更多的優(yōu)質(zhì)鋼，將是我們下一步活動(dòng)的目標(biāo)和方向。