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關(guān)于燃?xì)饬髁坑?jì)在機(jī)車鑄造技術(shù)中的改進(jìn)措施及對(duì)策
點(diǎn)擊次數(shù)：2809 發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 06:42:01
摘要：針對(duì)日益發(fā)展的機(jī)車鑄造技術(shù)和成本控制，本文結(jié)合公司技改后采用 LF 爐精煉鋼包+熱裝燃?xì)饬髁坑?jì)工藝，澆注前所產(chǎn)生的引流鋼過(guò)多，造成的鋼水利用率較低的頑固性難題，通過(guò)全過(guò)程因素分析，制定了工藝裝備、工藝參數(shù)，操作手段的改進(jìn)以及建立電爐與澆注工序考聯(lián)動(dòng)核競(jìng)爭(zhēng)制度等方面入手，著手改進(jìn)，取得了顯著成效。
引言 我公司自 2009 年技改后，電爐采用偏心爐+LF 爐雙聯(lián)冶煉工藝，澆注采用冷調(diào)、燃?xì)饬髁坑?jì)工藝，在生產(chǎn)過(guò)程中前期經(jīng)常發(fā)生燃?xì)饬髁坑?jì)關(guān)不住---大漏鋼事故，關(guān)不嚴(yán)---喇叭口澆注情況，對(duì)鑄件澆注質(zhì)量以及成本構(gòu)成嚴(yán)重影響，由于我公司是鐵路內(nèi)*一家采用上述工藝，存在裝備、技術(shù)狀態(tài)不明確的情況，作業(yè)方式變化所導(dǎo)致技能暫時(shí)缺失的困境。通過(guò)全面調(diào)查影響因數(shù)，找出問(wèn)題點(diǎn)，采取改進(jìn)措施，解決長(zhǎng)期的技術(shù)難題。
1 現(xiàn)狀調(diào)查
1.1 偏心爐+LF 爐雙聯(lián)冶煉工藝，鋼包冷調(diào)、熱裝燃?xì)饬髁坑?jì)工藝路線圖簡(jiǎn)介如圖 1。
1.2 引流鋼統(tǒng)計(jì)如表 1 所示
1.3 影響要素分析
1.3.1 我們參照人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)量六要素進(jìn)行了問(wèn)題摸排，繪制了問(wèn)題魚(yú)刺圖 2。
1.3.2 通過(guò)末端因素法確定了以下主要因素：
①熱裝后鋼包燃?xì)饬髁坑?jì)頭部與水口磚間隙不足，失去下降動(dòng)能，不利于引流后塞頭完全滑入水口窩內(nèi)，導(dǎo)致關(guān)閉失靈。
②LF 精煉過(guò)程導(dǎo)致鋼包上下層鋼水溫度不均勻，尤其是底部偏低---20 噸鋼包內(nèi)部高度 1.8m，靠鋼液上方三根電極加熱，底部通過(guò)透氣磚聯(lián)接氬氣進(jìn)行全程吹氬精煉。而氬氣是低溫的（液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)），所以造成上熱下冷的情況，同樣因偏心爐出鋼加入 400kg 的合金也會(huì)造成鋼水劇烈降溫，尤其是底部區(qū)域，而底部鋼水溫度過(guò)低，導(dǎo)致鋼水發(fā)粘，影響塞頭閉合，更嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致塞頭“凍住”打不開(kāi)。
③引流沙加入量的影響：我們選用的是鉻質(zhì)引流砂--其主要成分為鉻鐵礦砂，在鑄造中常用作鑄件型腔內(nèi)部需快速冷卻部位用料。所以當(dāng)加入量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致鋼包水口處鋼水凍結(jié)，如需沖開(kāi)，需較多的鋼水方行，所以導(dǎo)致引流鋼水量大。
④新砌筑鋼包由于注水口磚高度 290mm，而包底其他部位厚度 350mm，如氬氣口處，造成注水口窩處凹陷過(guò)深，此處鋼水氬氣攪拌不到，也會(huì)造成該處鋼水溫度過(guò)低的情況。
⑤由于存在精煉鋼水溫度不均勻的情況對(duì)引流產(chǎn)生巨大影響。
2 改進(jìn)措施及對(duì)策
2.1 鋼包機(jī)構(gòu)改進(jìn)
通過(guò)將鋼包主軸底部加焊 30mm 墊塊將機(jī)構(gòu)主軸上升定位銷孔進(jìn)行了抬高處理，同時(shí)明確了安裝注水口磚尾部時(shí)與鋼包底部相對(duì)位置要求（凸出底部 2cm 以上）。解決了熱裝后鋼包燃?xì)饬髁坑?jì)頭部與水口磚間隙不足的問(wèn)題。
2.2 鋼水溫度均勻性
通過(guò)增加精煉鋼水進(jìn)站測(cè)溫，記錄的工藝要求結(jié)合鋼包烘烤情況判斷偏心爐出鋼溫度是否到達(dá)技術(shù)要求，避免了精煉初期鋼水溫度過(guò)低的影響。增添了流量計(jì)，通過(guò)將精煉吹氬供氣，分三個(gè)階段制定了氬氣流量工藝參數(shù)，充分利用氬氣攪拌作用使鋼水上下層趨于均勻一致。通過(guò)改進(jìn)了鋼包底部砌筑工藝，解決了水口座磚處相較其他部位過(guò)深所導(dǎo)致的局部鋼水溫度過(guò)低的問(wèn)題。從而大大改善了鋼包內(nèi)鋼水溫度均勻性。
2.3 氬氣供應(yīng)改進(jìn)
用杜瓦罐替代了瓶裝氬氣，對(duì)氬氣供應(yīng)方式進(jìn)行了改進(jìn)，確保供氣長(zhǎng)期穩(wěn)定一致。
2.4 規(guī)范引流砂用量
明確了引流砂加入要求，在注水口窩處堆高20mm 即可，使用量降至原先的 1/3。
2.5 改進(jìn)作業(yè)規(guī)范、制定應(yīng)急預(yù)案
通過(guò)改進(jìn)燃?xì)饬髁坑?jì)冷調(diào)作業(yè)規(guī)范和過(guò)跨要求以及熱裝時(shí)的作業(yè)次序和制定特殊情況下的應(yīng)急預(yù)案，使得燃?xì)饬髁坑?jì)跑偏關(guān)不嚴(yán)的情況得以解決。
2.6 建立考核機(jī)制
通過(guò)將搭班電爐班與澆注班變?yōu)橐粋€(gè)考核單元，對(duì) 3 個(gè)考核單元（我 3 個(gè)電爐+3 個(gè)澆注班）建立*獎(jiǎng)末罰的聯(lián)動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，解決了職責(zé)不分，獎(jiǎng)罰不明的情況，提高了員工積極性。
3 改進(jìn)后效果
3.1 引流鋼水量大幅下降，降幅達(dá) 80%
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，平均每包鋼水引流量由原先的 1.2 噸降到目前的 0.25 噸，由此節(jié)約電耗：（1.2 噸-0.25 噸）/爐*700kWh/噸 *0.6 元/噸 *2000 爐/年=79.8 萬(wàn)元。鋼水利用率由 71.5%提升到 75%。同時(shí)日生產(chǎn)任務(wù)兌現(xiàn)率，由原先的 95%提高到目前的 99%。如表 2、圖 3 所示。
3.2 漏包澆注廢品大幅下降
改進(jìn)后每月減少了因漏包澆注所導(dǎo)致的澆不足等搖枕側(cè)架廢品數(shù)量由原先月 25 只降到目前的 4 只，由此年減少?gòu)U品損失 25 萬(wàn)元。車間廢品率由原先的 1%下降到目前的 0.5%。具體情況如圖 4 所示。
3.3 漏包澆注導(dǎo)致的砂箱披縫大幅減少
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，大幅減少了漏包澆注所導(dǎo)致的砂箱披縫產(chǎn)生，砂箱清理風(fēng)割人員由原先的 5 人降為 1 人，年節(jié)約人工成本 20 萬(wàn)元。
4 結(jié)論
①通過(guò)對(duì)鋼包機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，以及鋼包冷調(diào)、燃?xì)饬髁坑?jì)工藝操作手法的改進(jìn)確保了燃?xì)饬髁坑?jì)與水口磚相互配合的嚴(yán)密的要求。
②通過(guò)對(duì)電爐精煉工藝參數(shù)的優(yōu)化等措施確保了整包鋼水溫度的均勻性。
③通過(guò)對(duì)鋼包底部砌筑工藝的改進(jìn)，避免了水口磚處凹陷深所造成的局部鋼水溫度過(guò)低的危害。
④通過(guò)建立聯(lián)動(dòng)考核機(jī)制使得員工作業(yè)質(zhì)量得到明顯提升。綜上所述，通過(guò)有針對(duì)性的改進(jìn)后，引流鋼水量大幅下降 80%，鋼水利用率上升 3%。
引言 我公司自 2009 年技改后，電爐采用偏心爐+LF 爐雙聯(lián)冶煉工藝，澆注采用冷調(diào)、燃?xì)饬髁坑?jì)工藝，在生產(chǎn)過(guò)程中前期經(jīng)常發(fā)生燃?xì)饬髁坑?jì)關(guān)不住---大漏鋼事故，關(guān)不嚴(yán)---喇叭口澆注情況，對(duì)鑄件澆注質(zhì)量以及成本構(gòu)成嚴(yán)重影響，由于我公司是鐵路內(nèi)*一家采用上述工藝，存在裝備、技術(shù)狀態(tài)不明確的情況，作業(yè)方式變化所導(dǎo)致技能暫時(shí)缺失的困境。通過(guò)全面調(diào)查影響因數(shù)，找出問(wèn)題點(diǎn)，采取改進(jìn)措施，解決長(zhǎng)期的技術(shù)難題。
1 現(xiàn)狀調(diào)查
1.1 偏心爐+LF 爐雙聯(lián)冶煉工藝，鋼包冷調(diào)、熱裝燃?xì)饬髁坑?jì)工藝路線圖簡(jiǎn)介如圖 1。
1.2 引流鋼統(tǒng)計(jì)如表 1 所示
1.3 影響要素分析
1.3.1 我們參照人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)量六要素進(jìn)行了問(wèn)題摸排，繪制了問(wèn)題魚(yú)刺圖 2。
1.3.2 通過(guò)末端因素法確定了以下主要因素：
①熱裝后鋼包燃?xì)饬髁坑?jì)頭部與水口磚間隙不足，失去下降動(dòng)能，不利于引流后塞頭完全滑入水口窩內(nèi)，導(dǎo)致關(guān)閉失靈。
②LF 精煉過(guò)程導(dǎo)致鋼包上下層鋼水溫度不均勻，尤其是底部偏低---20 噸鋼包內(nèi)部高度 1.8m，靠鋼液上方三根電極加熱，底部通過(guò)透氣磚聯(lián)接氬氣進(jìn)行全程吹氬精煉。而氬氣是低溫的（液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)），所以造成上熱下冷的情況，同樣因偏心爐出鋼加入 400kg 的合金也會(huì)造成鋼水劇烈降溫，尤其是底部區(qū)域，而底部鋼水溫度過(guò)低，導(dǎo)致鋼水發(fā)粘，影響塞頭閉合，更嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致塞頭“凍住”打不開(kāi)。
③引流沙加入量的影響：我們選用的是鉻質(zhì)引流砂--其主要成分為鉻鐵礦砂，在鑄造中常用作鑄件型腔內(nèi)部需快速冷卻部位用料。所以當(dāng)加入量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致鋼包水口處鋼水凍結(jié)，如需沖開(kāi)，需較多的鋼水方行，所以導(dǎo)致引流鋼水量大。
④新砌筑鋼包由于注水口磚高度 290mm，而包底其他部位厚度 350mm，如氬氣口處，造成注水口窩處凹陷過(guò)深，此處鋼水氬氣攪拌不到，也會(huì)造成該處鋼水溫度過(guò)低的情況。
⑤由于存在精煉鋼水溫度不均勻的情況對(duì)引流產(chǎn)生巨大影響。
2 改進(jìn)措施及對(duì)策
2.1 鋼包機(jī)構(gòu)改進(jìn)
通過(guò)將鋼包主軸底部加焊 30mm 墊塊將機(jī)構(gòu)主軸上升定位銷孔進(jìn)行了抬高處理，同時(shí)明確了安裝注水口磚尾部時(shí)與鋼包底部相對(duì)位置要求（凸出底部 2cm 以上）。解決了熱裝后鋼包燃?xì)饬髁坑?jì)頭部與水口磚間隙不足的問(wèn)題。
2.2 鋼水溫度均勻性
通過(guò)增加精煉鋼水進(jìn)站測(cè)溫，記錄的工藝要求結(jié)合鋼包烘烤情況判斷偏心爐出鋼溫度是否到達(dá)技術(shù)要求，避免了精煉初期鋼水溫度過(guò)低的影響。增添了流量計(jì)，通過(guò)將精煉吹氬供氣，分三個(gè)階段制定了氬氣流量工藝參數(shù)，充分利用氬氣攪拌作用使鋼水上下層趨于均勻一致。通過(guò)改進(jìn)了鋼包底部砌筑工藝，解決了水口座磚處相較其他部位過(guò)深所導(dǎo)致的局部鋼水溫度過(guò)低的問(wèn)題。從而大大改善了鋼包內(nèi)鋼水溫度均勻性。
2.3 氬氣供應(yīng)改進(jìn)
用杜瓦罐替代了瓶裝氬氣，對(duì)氬氣供應(yīng)方式進(jìn)行了改進(jìn)，確保供氣長(zhǎng)期穩(wěn)定一致。
2.4 規(guī)范引流砂用量
明確了引流砂加入要求，在注水口窩處堆高20mm 即可，使用量降至原先的 1/3。
2.5 改進(jìn)作業(yè)規(guī)范、制定應(yīng)急預(yù)案
通過(guò)改進(jìn)燃?xì)饬髁坑?jì)冷調(diào)作業(yè)規(guī)范和過(guò)跨要求以及熱裝時(shí)的作業(yè)次序和制定特殊情況下的應(yīng)急預(yù)案，使得燃?xì)饬髁坑?jì)跑偏關(guān)不嚴(yán)的情況得以解決。
2.6 建立考核機(jī)制
通過(guò)將搭班電爐班與澆注班變?yōu)橐粋€(gè)考核單元，對(duì) 3 個(gè)考核單元（我 3 個(gè)電爐+3 個(gè)澆注班）建立*獎(jiǎng)末罰的聯(lián)動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，解決了職責(zé)不分，獎(jiǎng)罰不明的情況，提高了員工積極性。
3 改進(jìn)后效果
3.1 引流鋼水量大幅下降，降幅達(dá) 80%
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，平均每包鋼水引流量由原先的 1.2 噸降到目前的 0.25 噸，由此節(jié)約電耗：（1.2 噸-0.25 噸）/爐*700kWh/噸 *0.6 元/噸 *2000 爐/年=79.8 萬(wàn)元。鋼水利用率由 71.5%提升到 75%。同時(shí)日生產(chǎn)任務(wù)兌現(xiàn)率，由原先的 95%提高到目前的 99%。如表 2、圖 3 所示。
3.2 漏包澆注廢品大幅下降
改進(jìn)后每月減少了因漏包澆注所導(dǎo)致的澆不足等搖枕側(cè)架廢品數(shù)量由原先月 25 只降到目前的 4 只，由此年減少?gòu)U品損失 25 萬(wàn)元。車間廢品率由原先的 1%下降到目前的 0.5%。具體情況如圖 4 所示。
3.3 漏包澆注導(dǎo)致的砂箱披縫大幅減少
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，大幅減少了漏包澆注所導(dǎo)致的砂箱披縫產(chǎn)生，砂箱清理風(fēng)割人員由原先的 5 人降為 1 人，年節(jié)約人工成本 20 萬(wàn)元。
4 結(jié)論
①通過(guò)對(duì)鋼包機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，以及鋼包冷調(diào)、燃?xì)饬髁坑?jì)工藝操作手法的改進(jìn)確保了燃?xì)饬髁坑?jì)與水口磚相互配合的嚴(yán)密的要求。
②通過(guò)對(duì)電爐精煉工藝參數(shù)的優(yōu)化等措施確保了整包鋼水溫度的均勻性。
③通過(guò)對(duì)鋼包底部砌筑工藝的改進(jìn)，避免了水口磚處凹陷深所造成的局部鋼水溫度過(guò)低的危害。
④通過(guò)建立聯(lián)動(dòng)考核機(jī)制使得員工作業(yè)質(zhì)量得到明顯提升。綜上所述，通過(guò)有針對(duì)性的改進(jìn)后，引流鋼水量大幅下降 80%，鋼水利用率上升 3%。