運用QC 方法降低硅鋼氧化色封閉率

郁 雷，孫 敏，尹開波，單軍戰，楊 斌

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，馬鞍山 243000）

硅鋼氧化色是因退火爐爐內氣氛、工藝速度等因素導致硅鋼表面顏色不均勻或整體發暗、發藍的表面缺陷。隨著工業電機行業的快速發展，用于電機磁性材料的硅鋼不僅應滿足設計規范的磁性能及力學性能要求，其表面觀感質量也應達到整體均勻美觀。目前，氧化色缺陷仍是硅鋼產品的主要表觀缺陷之一，影響產品美觀性且埋下質量隱患，可能給公司帶來經濟利益的損失和產品形象的損害。因此，必須對硅鋼氧化色缺陷開展質量管理與攻關。

某硅鋼分廠連退生產線成立了以“降低硅鋼氧化色封閉率”為課題的現場型QC 小組，由生產、機械、電氣單元共15 人組成，成員經驗豐富并均已通過QC 培訓。通過運用質量管理工具和方法，按照PDCA 循環的QC 小組活動程序，為消除連退生產線氧化色缺陷，進一步提高產品質量管理水平展開攻關活動。

1 目標設定及可行性分析

由表1 可知，2017 年1-12 月硅鋼氧化色平均封閉率為0.55%，根據分廠下達指令，本次QC小組活動目標設定為：使硅鋼氧化色封閉率由0.55%降至0.35%。經分析，氧化色封閉率歷史最好水平為2017 年8 月的0.40%，已十分接近所設目標值。

表1 2017 年1-12 月硅鋼氧化色封閉率

小組成員從工藝、設備、原料角度對造成硅鋼氧化色的因素進行分析查找，通過反查封閉卷的生產工藝記錄，統計出各因素引起硅鋼氧化色所占比重，結果如表2 所示。可見，退火爐爐內氣氛異常占比達81.5%，是影響硅鋼氧化色封閉率的主要問題癥結。如果能解決退火爐爐內氣氛異常問題的50%，那么氧化色封閉率可降低至0.33%［即0.55%×(1-81.5%×50%)］，低于目標值0.35%。

表2 導致硅鋼氧化色的因素統計表

通過歷史最佳水平比較和理論計算分析，小組認為“硅鋼氧化色封閉率由0.55%降至0.35%”的預期目標是具有可行性的。

2 原因分析

小組成員運用頭腦風暴法，從“人、機、料、法、環”五個方面[1-4]對退火爐爐內氣氛異常進行了原因分析，歸納總結出7 條末端因素（即培訓不足、爐體密封性差、輻射管開裂、來料油污嚴重、工藝溫度設定不當、爐內氣體流動性差、冷卻循環水滴落），并制作了因果圖，如圖1 所示。

圖1 退火爐爐內氣氛異常因果圖

3 要因確認

針對原因分析中查找出的7 條末端因素，小組成員明確分工，逐一進行現場確認，主要確認內容見表3。

表3 導致硅鋼氧化色的要因確認表

在末端因素逐一現場驗證過程中，小組成員發現：

（1）輻射管開裂數量較多，2017 年輻射管因開裂更換套數為13 套，高于標準要求的10 套，確認為主要因素。

（2）退火爐內因氣體流動性不佳，造成氧含量存在局部高點，氧含量最高點超過100ppm，造成帶鋼表面氧化，確認為主要因素。

（3）爐體密封性狀況不佳，密封性缺乏系統性檢查和有效處理，漏率＞10-4mbar·l/s 的漏點數量較多，確認為主要因素。

除以上3 種末端因素，其余末端因素經過確認均滿足標準要求，為非主要原因。

4 制定對策

找到主要原因后，小組召開群策群力會議，商討對策，針對要因提出最佳解決方案，明確落實負責人、完成時間等，并制定了對策表，如表4 所示。

表4 降低硅鋼氧化色封閉率的對策表

5 對策實施

根據上述分析和要因情況，小組制定了多項具體對策和解決辦法，其實施情況如下。

（1）針對“輻射管開裂”，采取以下措施：

利用檢修開爐機會檢查輻射管表面狀況，并對輻射管進行打壓、煤油滲漏試驗，查出存在問題輻射管并更換，避免裂紋擴大化；合理調整燒嘴空燃比，檢測分析燃燒廢氣成分，使輻射管處于良好工作狀態，減少裂紋發生率。

通過對策實施，輻射管年開裂更換數量由13 套降低至8 套（見表5），達到對策制定目標值10 套，輻射管工作狀態良好，開裂現象得到了有效控制。

表5 輻射管年開裂更換數量對比

（2）針對“退火爐爐體密封性差”，采取以下措施：

對爐內氣氛分析儀柜的10 個取樣管進行打壓試驗，細微泄露點拆除后更換接頭并用生料帶纏繞后擰緊；退火爐進行氫氣測漏，標準為漏率≤10-4mbar·l/s，并整體打壓，對檢查出的漏點逐一更換密封并打膠，提高爐體密閉性。

通過對退火爐爐體漏點檢查并處理，漏點數量由對策實施前的106 個降低至到28 個，鞏固期再次測量驗證時為31 個（如圖2 所示），達到目標值35 個，有效提高了退火爐爐體密封性。

圖2 對策實施前后退火爐漏點數量對比

（3）針對“爐內氣體流動性不佳”，采取以下措施：

爐內氣體流動性不佳會導致局部氧含量偏高，可通過離線測量退火爐各段氧含量，建立氧含量梯度曲線，觀察其變化趨勢，準確定位局部高點區域；合理調整入出口密封簾高度、爐內各段氮氣流量、各段TAL 擋板及放散口開口度，優化各段爐壓分布梯度，增強爐內氣體流動性，消除氧含量局部高點。

通過準確定位氧含量高點并增強相應區域的氣體流動性，有效消除了1#SF 區域氧含量局部偏高情況（如圖3 所示），減少了此要因引起的產品氧化色。

圖3 對策實施前后退火爐氧含量趨勢對比

6 效果檢查

（1）目標檢查

各項對策逐一實施后，小組成員再次分析并統計造成硅鋼氧化色各因素所占比重，繪制成排列圖（如圖4 所示）。由活動前后排列圖對比可看出，“退火爐爐內氣氛異常”這個主要癥結明顯減少，已降為影響硅鋼氧化色封閉率的次要因素。

圖4 QC 活動前后影響硅鋼氧化色封閉率因素對比

通過本次QC 活動，2018 年6-10 月的硅鋼氧化色平均封閉率為0.33%，比2017 年的封閉率0.55%降低了0.22%，圓滿完成了本次QC 活動的預期目標（如圖5 所示），活動取得了良好效果。

圖5 QC 活動目標完成情況

（2）產生效益

本次QC 活動使氧化色封閉率下降了0.22 個百分點，顯著提高了硅鋼產品表面質量，減少了讓步降級品的產生，降低了質量損失，提高了經濟效益。另外，由于年更換輻射管數量由13 套減少為8 套，節省了設備成本。綜上計算，本次QC 活動年創造經濟效益折合人民幣41.18 萬元。

7 鞏固措施

為了保持本次QC 活動所取得的效果，小組將以下有效措施形成標準化制度，見表6。

表6 鞏固措施內容及實施情況

8 小結

通過本次QC 活動的開展，很好地解決了硅鋼氧化色問題，進一步提升了產品表面質量和訂單合同兌現率，能夠很好地滿足客戶的質量需求，降低由表面質量引起的異議賠付，有益于公司品牌形象的樹立。同時，全體小組成員集思廣益、團結協作，發現、分析和解決問題的能力得到顯著提升，這不僅增強了團隊的綜合素質，更提高了公司質量管理水平，為公司今后生產中解決類似問題和開展QC 活動打下良好的基礎。