興澄特鋼改善高壓管坯鋼鑄坯表面質(zhì)量攻關(guān)課件

江陰興澄特鋼一煉分廠“改善鑄坯表面質(zhì)量”生產(chǎn)技術(shù)QC小組創(chuàng)興澄品牌保用戶滿意改善高壓管坯鋼鑄坯表面質(zhì)量攻關(guān)發(fā)表人----張廣軍1一.小組概況小組名稱一煉分廠“改善鑄坯表面質(zhì)量”生產(chǎn)技術(shù)ＱＣ小組活動(dòng)時(shí)間2007.01-2007.12平均受ＱＣ教育時(shí)間18學(xué)時(shí)成立時(shí)間2006年12月小組成員序號(hào)姓名性別年齡文化程度職務(wù)組內(nèi)分工１張廣軍男38研究生首席工程師組長(zhǎng)2李金賢男３2中專連鑄作業(yè)長(zhǎng)副組長(zhǎng)3鄧新男33大專電爐作業(yè)長(zhǎng)組員4徐國(guó)龍男30中專甲作業(yè)長(zhǎng)組員5陳雪華男33大專乙作業(yè)長(zhǎng)組員6黃永生男31本科丙作業(yè)長(zhǎng)組員7袁杰男32大專丁作業(yè)長(zhǎng)組員8張國(guó)偉男43大專主任工程師顧問(wèn)

興澄公司一煉分廠生產(chǎn)技術(shù)ＱＣ小組，是專為解決生產(chǎn)過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題而成立的現(xiàn)場(chǎng)型ＱＣ小組?；顒?dòng)宗旨是：發(fā)揚(yáng)“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗”的職業(yè)精神，堅(jiān)持“細(xì)節(jié)決定成敗，執(zhí)行力決定競(jìng)爭(zhēng)力”的職業(yè)理念，實(shí)現(xiàn)“不斷提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量，增強(qiáng)顧客滿意度”的職業(yè)目標(biāo)。制表人：李金賢

二OO七年一月十三日2

二、選題理由質(zhì)量方針創(chuàng)興澄名牌保用戶滿意顧客要求改善高壓管坯鋼鑄坯表面質(zhì)量，減少修磨量，保證銷售、軋管和使用需要。存在問(wèn)題改善高壓管坯鋼鑄坯表面質(zhì)量管坯鋼300*340(320)鑄坯表面經(jīng)常有角裂、結(jié)疤、渣坑及凹槽（甚至裂紋）等缺陷。確定課題P---計(jì)劃階段制作人：張廣軍

二OO七年一月十五日3三、現(xiàn)狀調(diào)查

高壓管坯鋼主要鋼種有20系列、T系列以及12Cr1MoVG、15CrMoG等，這些鋼種成品碳含量都在0.20%以下，其中大部分屬于包晶反應(yīng)鋼，由于種種原因在連鑄坯表面經(jīng)常出現(xiàn)角裂、渣坑、結(jié)疤、縱橫向凹槽甚至裂紋等缺陷，如圖一所示。這些連鑄坯缺陷，在軋材上相應(yīng)會(huì)產(chǎn)生角裂、橫裂和縱裂等缺陷（見(jiàn)圖二）圖一高壓管坯鋼鑄坯常見(jiàn)表面缺陷P---計(jì)劃階段5續(xù)上頁(yè)：圖二高壓管坯鋼軋材常見(jiàn)表面缺陷

綜上所述，為盡快改善連鑄坯表面質(zhì)量，我們生產(chǎn)技術(shù)QC小組決定在生產(chǎn)、工藝、員工技能、設(shè)備以及原輔材料等方面找出導(dǎo)致表面質(zhì)量問(wèn)題的因素，進(jìn)行攻關(guān)以改變這種不利局面。匯總?cè)耍簭垙V軍

二OO七年一月二三日問(wèn)題很嚴(yán)重！

軋鋼分廠要對(duì)有問(wèn)題的爐號(hào)進(jìn)行扒皮修磨處理。裂紋嚴(yán)重不能修磨解決的軋材要做廢品處理，統(tǒng)計(jì)2006下半年高壓管坯鋼軋材表面廢品率為19.3噸/萬(wàn)噸、軋材扒皮修磨爐數(shù)比例為18.6%。項(xiàng)目2006.72006.82006.92006.102006.112006.12平均廢品率，噸/萬(wàn)噸16.411.67.516.922.824.619.3修磨爐數(shù)比例,%14.416.78.312.723.420.618.62006年7-12月軋材廢品和修磨比例統(tǒng)計(jì)表6小組成員在軋鋼現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究7五、原因分析

我們QC小組針對(duì)現(xiàn)狀調(diào)查中存在的高壓管坯鋼各種鑄坯表面缺陷問(wèn)題，集思廣益，多方面分析，做出關(guān)聯(lián)圖三。鑄坯表面質(zhì)量差渣坑角裂結(jié)疤縱向凹槽橫向凹槽保護(hù)渣結(jié)構(gòu)不好坯殼熱應(yīng)力大鑄坯渣皮導(dǎo)熱潤(rùn)滑差保護(hù)渣性能不好保護(hù)渣添加不好結(jié)晶器液面波動(dòng)大鑄坯渣皮薄鑄坯渣皮厚鋼液體積收縮大鋼液氣體含量高圖三高壓管坯鋼鑄坯表面缺陷形成關(guān)聯(lián)圖鋼水溫度波動(dòng)大拉速波動(dòng)大鋼水溫度過(guò)高鋼水溫度過(guò)低生產(chǎn)節(jié)奏不穩(wěn)結(jié)晶器變形水口、輥道對(duì)中精度低匯制人：張廣軍

二OO七年三月三日9六、確定主要原因P---計(jì)劃階段1.保護(hù)渣性能不好結(jié)晶器鋼液面上保護(hù)渣起保溫隔熱、吸附夾雜物和防止鋼水二次氧化作用；結(jié)晶器璧和坯殼間隙內(nèi)渣膜起潤(rùn)滑和控制導(dǎo)熱作用（右圖）。因此保護(hù)渣理化性能的穩(wěn)定、好壞對(duì)連鑄生產(chǎn)順行和鑄坯表面質(zhì)量有非常重要的作用。下表是QC小組在2007年1-2月活動(dòng)初期對(duì)管坯鋼使用的兩種保護(hù)渣主要理化性能指標(biāo)抽查結(jié)果：保護(hù)渣1熔點(diǎn)/℃η1300℃/Pa.sCaO,%SiO2,%Al2O3,%F-,%保護(hù)渣2熔點(diǎn)/℃η1300℃/Pa.sCaO,%SiO2,%Al2O3,%F-,%標(biāo)準(zhǔn)范圍113011500.600.80293227305712標(biāo)準(zhǔn)范圍111011300.200.40252829324646抽查111340.6530.527.65.621.7抽查111190.2727.330.64.564.2抽查211420.7231.228.46.151.5抽查211240.3426.929.85.114.6抽查311380.7429.829.65.971.7抽查311260.2927.132.15.125.1抽查411400.6730.728.56.431.6抽查411220.3627.830.24.625.6

從上表看出，兩種保護(hù)渣理化性能穩(wěn)定、再結(jié)合鑄坯表面缺陷偶發(fā)性的特點(diǎn)，得出結(jié)論：“保護(hù)渣性能不好”不是主要原因。

匯總?cè)耍豪罱鹳t

二OO七年二月五日102.拉速波動(dòng)大

連鑄生產(chǎn)拉速波動(dòng)一般發(fā)生在開(kāi)澆過(guò)程（0.30~0.65m/min）、換包過(guò)程(0.70~0.50~0.70m/min)、燒氧過(guò)程(0.50~0.25~0.70m/min)、澆注結(jié)束過(guò)程(0.70~0.50m/min)以及生產(chǎn)設(shè)備事故情況（0.70~0.25~0.70m/min

）等過(guò)程，這些過(guò)程往往發(fā)生拉速忽高忽低的異常操作，通常伴隨鋼液面波動(dòng)大、保護(hù)渣結(jié)構(gòu)遭到破壞、鑄坯坯殼要承受額外應(yīng)力和應(yīng)變，引起鑄坯表面縱橫向凹槽（裂紋）和渣坑的概率非常大，我們通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)了下面幾種鑄坯表面缺陷與拉速變化的關(guān)系。

開(kāi)澆拉速低形成的渣坑降低拉速導(dǎo)致的結(jié)疤提高拉速導(dǎo)致的裂紋和橫向凹陷高拉速形成的縱向裂紋

綜上所述，“拉速波動(dòng)大”是主要原因。匯總?cè)耍豪罱鹳t

二OO七年二月二五日P---計(jì)劃階段11中間包水口浸入深度（140-180mm）和間距（1500±3mm）調(diào)查示意圖5流4流3流2流1流·····1502mm1498mm1497mm1502mm結(jié)晶器對(duì)中情況調(diào)查示意圖

在結(jié)晶器和扇形段上線時(shí)用簡(jiǎn)易樣板再進(jìn)行一次在線?；?，如果弧度有偏差立即在線調(diào)整，確保弧度能對(duì)中。P---計(jì)劃階段連鑄機(jī)鑄坯運(yùn)行輥道對(duì)中精度調(diào)查4.水口、輥道對(duì)中精度低

浸入式水口、結(jié)晶器和輥道對(duì)中程度較好，況且精度提高受設(shè)備限制，因此“水口、輥道對(duì)中精度低”不是主要原因。135.鋼水溫度波動(dòng)大

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析得出：1.澆爐鋼水過(guò)熱度經(jīng)常超過(guò)45℃，拉速低，鑄坯表面經(jīng)常產(chǎn)生明顯的渣坑、凹陷等缺陷；2.低溫（過(guò)熱度低于15℃），拉速超快液面波動(dòng)大，非常容易引起角裂、縱裂等缺陷，表面質(zhì)量惡化明顯。

P---計(jì)劃階段

3.經(jīng)統(tǒng)計(jì)軋材產(chǎn)生裂紋廢品爐號(hào)60%與鋼水澆注溫度波動(dòng)大有關(guān)，右圖表是2006年7-12月180爐管坯鋼SA-210C軋材裂紋廢品率與澆注過(guò)熱度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，從分組正態(tài)直方圖可以看出3水平29-35℃平均廢品率和偏差最低。14P---計(jì)劃階段結(jié)論：“鋼水溫度波動(dòng)大”、“鋼水溫度過(guò)高”和“鋼水溫度過(guò)低”，統(tǒng)一為“鋼水溫度波動(dòng)大”是主要原因．考慮實(shí)際可操作性，過(guò)熱度設(shè)定在25-35℃內(nèi)比較好。匯總?cè)耍簭垙V軍

二OO七年二月五日續(xù)上頁(yè)：15續(xù)上頁(yè)“生產(chǎn)節(jié)奏不穩(wěn)”

P值等于0.006＜0.05，生產(chǎn)節(jié)奏與鑄坯表面質(zhì)量（軋材質(zhì)量）相關(guān)性強(qiáng)，并且軟吹時(shí)間在25-35分鐘之間比較理想。

“生產(chǎn)節(jié)奏不穩(wěn)”是主要原因。匯總?cè)耍亨囆?/p>

二OO七年三月五日17六、確定主要原因

--

----要因確認(rèn)總結(jié)見(jiàn)下表：序號(hào)項(xiàng)目要因確認(rèn)判斷依據(jù)要因判斷1保護(hù)渣性能不好保護(hù)渣影響表面質(zhì)量，經(jīng)抽查結(jié)晶器保護(hù)渣理化性能比較穩(wěn)定抽查分析否2拉速波動(dòng)大引起鑄坯表面縱橫向凹槽（裂紋）和渣坑的概率很大現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查是3結(jié)晶器變形管式結(jié)晶器壁薄，在水壓、鋼水靜壓和熱力作用下會(huì)有微小變形試驗(yàn)分析否4水口、輥道對(duì)中精度低浸入式水口、結(jié)晶器和輥道對(duì)中程度較好，精度提高受設(shè)備限制現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查否5鋼水溫度波動(dòng)大統(tǒng)計(jì)分析表明60%鑄坯表面缺陷與鋼水溫度偏差大有關(guān)數(shù)據(jù)分析是6鋼水溫度過(guò)高開(kāi)澆爐鋼水過(guò)熱度經(jīng)常超過(guò)45℃，鑄坯表面渣坑、凹陷明顯調(diào)查分析是7鋼水溫度過(guò)低低溫快注引起坯殼厚度和導(dǎo)熱不均勻度加大，表面質(zhì)量惡化明顯調(diào)查分析是8保護(hù)渣添加不好自動(dòng)加保護(hù)渣裝置不理想以及員工工作疏忽常導(dǎo)致液渣層暴露現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查是9生產(chǎn)節(jié)奏不穩(wěn)生產(chǎn)節(jié)奏不穩(wěn)常引起鋼水質(zhì)量差、大包燒氧、連鑄等鋼水、拉澆工藝執(zhí)行不到位等一系列惡性后果，直接影響鑄坯表面質(zhì)量。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查是P---計(jì)劃階段制表人：黃永生

二OO七年三月十五日18七、制定對(duì)策

小組成員針對(duì)上述原因，制定如下對(duì)策表。

序號(hào)要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施

時(shí)間負(fù)責(zé)人1生產(chǎn)節(jié)奏不穩(wěn)加強(qiáng)節(jié)奏調(diào)整意識(shí)，穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏VD破空軟吹時(shí)間控制在（30±5）分鐘以內(nèi)1、教育作業(yè)長(zhǎng)調(diào)控生產(chǎn)節(jié)奏的重要性，對(duì)責(zé)任性生產(chǎn)節(jié)奏紊亂事故考核作業(yè)長(zhǎng)及相關(guān)責(zé)任人。2、穩(wěn)定電爐出鋼速度，遇到連鑄鋼水供應(yīng)緊張時(shí)，及早閘流。2007.3----07.12各班作業(yè)長(zhǎng)2鋼水過(guò)熱度偏差大摸索生產(chǎn)過(guò)程鋼包溫降規(guī)律，提高連鑄溫度穩(wěn)定度。將高壓管坯鋼過(guò)熱度控制在（30±5）℃以內(nèi)，開(kāi)澆爐提高5℃。1、分析以往生產(chǎn)過(guò)程抽真空、軟吹、大包澆注溫降規(guī)律，準(zhǔn)確預(yù)定LF結(jié)束鋼水穩(wěn)定。2、對(duì)溫度變化異常爐次進(jìn)行分析，不斷提高員工溫度控制水平。3、教育精煉員工溫度控制的重要性，對(duì)溫度控制失常明顯的爐長(zhǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)考核。2007.2----07.12鄧新張廣軍P---計(jì)劃階段19八、對(duì)策實(shí)施１、穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏為了保證生產(chǎn)節(jié)奏穩(wěn)定，我們從源頭上控制電爐出鋼節(jié)奏，拉速高的鋼種冶煉周期控制在42分左右，拉速慢的鋼種以及連鑄出現(xiàn)事故需要中斷生產(chǎn)時(shí)、電爐裝料完畢要等待合適的時(shí)間；從末端上就是當(dāng)電爐、精煉的鋼水供應(yīng)緊張時(shí)連鑄及早閘流。以上這些工作的目的就是控制VD破空后軟吹時(shí)間在（30±5）分鐘內(nèi)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，作業(yè)長(zhǎng)控制生產(chǎn)節(jié)奏的意識(shí)和技巧得到了很大程度上的提高。為了量化生產(chǎn)節(jié)奏指標(biāo)，我們將VD破空后所有爐數(shù)軟吹氬時(shí)間的平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)衡量好壞，標(biāo)準(zhǔn)偏差值越小、生產(chǎn)越穩(wěn)定，越有利于鋼水溫度的控制和鋼中氣體、夾雜物的去除，下表為2007.1-2007.12生產(chǎn)節(jié)奏指標(biāo)走勢(shì)圖。月份123456789101112平均軟吹時(shí)間，分鐘34.632.327.229.430.832.631.532.430.533.230.734.2標(biāo)準(zhǔn)偏差，分鐘11.19.412.39.810.38.78.69.37.88.08.29.1生產(chǎn)爐數(shù)808411313915215615022214454210174D---實(shí)施階段

結(jié)論：生產(chǎn)節(jié)奏穩(wěn)定性逐月提高。匯總?cè)耍涸?/p>

二OO八年二月五日21電爐在出鋼連鑄在拉坯小組成員在開(kāi)展培訓(xùn)22２、提高連鑄鋼水溫度穩(wěn)定度

高壓管坯鋼多為低碳鋼，液相線溫度比較高、大都在1515℃左右，過(guò)程溫降比中高碳鋼大，在以往生產(chǎn)過(guò)程中低溫澆注情況經(jīng)常發(fā)生。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為中包鋼水過(guò)熱度控制在（30±5）℃、開(kāi)澆爐過(guò)熱度控制在（35±5）℃范圍內(nèi)比較好，為此我們分析了歷史數(shù)據(jù)，得出了低碳高壓管坯鋼正常情況下的溫降規(guī)律：式中，

△T1為L(zhǎng)F結(jié)束到VD過(guò)程溫降，正常每分鐘降2℃、總溫降約為10℃；

△T2為VD抽真空時(shí)間過(guò)程溫降，正常每分鐘降2℃，總時(shí)間一般為23分；

△T3為VD破空軟吹過(guò)程溫降，正常每分鐘降0.4℃，總時(shí)間一般為32分；

△T4為連鑄鋼包到中包過(guò)程溫降，正常溫降25℃。因此總過(guò)程溫降為△T=10+46+13+25=95℃，要想達(dá)到目標(biāo)過(guò)熱度就要求LF精煉結(jié)束鋼水溫度在相應(yīng)鋼種液相線溫度以上125℃左右，另外對(duì)于新鋼包和開(kāi)澆爐精煉鋼水溫度還要在此基礎(chǔ)上提高5℃左右。233、減輕拉速波動(dòng)，保證結(jié)晶器鋼液面穩(wěn)定度

為減輕開(kāi)澆、換大包和中包過(guò)程的拉速波動(dòng)，我們規(guī)定中包鋼水量達(dá)到15噸啟鑄,拉速確定根據(jù)溫度水平按正常規(guī)定執(zhí)行；大包澆注結(jié)束至中包鋼水15噸過(guò)程拉速要緩慢逐步降至0.55m/min；拉速調(diào)整時(shí)每10秒調(diào)0.02m/min。由于加強(qiáng)對(duì)VD起吊晚影響拉速穩(wěn)定情況的考核，此現(xiàn)象目前已基本消除。另外為規(guī)范拉速與過(guò)熱度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，規(guī)定高壓管坯鋼過(guò)熱度在25-35℃范圍內(nèi)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)拉速，每升高或降低5℃、拉速降升0.02m/min。下圖為0.70m/min拉速高壓管坯鋼2006年8-12和2007年1-12月拉速與過(guò)熱度對(duì)應(yīng)穩(wěn)定情況示意圖。（A）2006年8-12月拉速過(guò)熱度對(duì)應(yīng)散點(diǎn)圖（B）2007年1-12月拉速過(guò)熱度對(duì)應(yīng)散點(diǎn)圖D---實(shí)施階段

結(jié)論：活動(dòng)中后期拉速波動(dòng)度得到了有效控制。

匯總?cè)耍豪罱鹳t

二OO八年二月十日254、改善結(jié)晶器保護(hù)渣添加效果單管添加保護(hù)渣雙管對(duì)吹添加保護(hù)渣

1）

為了消除結(jié)晶器液渣層暴露、過(guò)厚或過(guò)薄對(duì)鑄坯表面質(zhì)量的影響，我們加強(qiáng)了對(duì)連鑄P3工人工補(bǔ)加保護(hù)渣的重要性及操作要點(diǎn)培訓(xùn)，并對(duì)保護(hù)渣添加效果加強(qiáng)監(jiān)督考核。2）另外考慮到單管噴吹加保護(hù)渣存在先天不均勻性的缺點(diǎn)，我們聯(lián)合設(shè)備室技術(shù)人員設(shè)計(jì)安裝了雙管對(duì)吹添加保護(hù)渣裝置，保護(hù)渣鋪展均勻性明顯提高。

結(jié)論：通過(guò)以上工作，從歷次鑄坯拋丸效果可看出，渣坑嚴(yán)重程度明顯降低，為連鑄坯表面質(zhì)量攻關(guān)工作奠定了良好基礎(chǔ)。D---實(shí)施階段匯總?cè)耍豪罱鹳t

二OO七年八月三十日26

1.直接經(jīng)濟(jì)效益

2007年生產(chǎn)高壓管坯鋼1678爐，軋材表面質(zhì)量廢品率每萬(wàn)噸4.8噸，減少直接廢品損失1678*100/10000*（19.3-4.8）*2000元/