關(guān)于防爆渦街流量計在機車鑄造技術(shù)中的改進(jìn)措施及對策
點擊次數(shù)：2855 發(fā)布時間：2021-01-06 11:21:48
摘要：針對日益發(fā)展的機車鑄造技術(shù)和成本控制，本文結(jié)合公司技改后采用 LF 爐精煉鋼包+熱裝防爆渦街流量計工藝，澆注前所產(chǎn)生的引流鋼過多，造成的鋼水利用率較低的頑固性難題，通過全過程因素分析，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)動核競爭制度等方面入手，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)、防爆渦街流量計工藝，在生產(chǎn)過程中前期經(jīng)常發(fā)生防爆渦街流量計關(guān)不住---大漏鋼事故，關(guān)不嚴(yán)---喇叭口澆注情況，對鑄件澆注質(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)致技能暫時缺失的困境。通過全面調(diào)查影響因數(shù)，找出問題點，采取改進(jìn)措施，解決長期的技術(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)、熱裝防爆渦街流量計工藝路線圖簡介如圖 1。
1.2 引流鋼統(tǒng)計如表 1 所示
1.3 影響要素分析
1.3.1 我們參照人、機、料、法、環(huán)、測量六要素進(jìn)行了問題摸排，繪制了問題魚刺圖 2。
1.3.2 通過末端因素法確定了以下主要因素：
①熱裝后鋼包防爆渦街流量計頭部與水口磚間隙不足，失去下降動能，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 的合金也會造成鋼水劇烈降溫，尤其是底部區(qū)域，而底部鋼水溫度過低，導(dǎo)致鋼水發(fā)粘，影響塞頭閉合，更嚴(yán)重會導(dǎo)致塞頭“凍住”打不開。
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)加入量過多會導(dǎo)致鋼包水口處鋼水凍結(jié)，如需沖開，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深，此處鋼水氬氣攪拌不到，也會造成該處鋼水溫度過低的情況。
⑤由于存在精煉鋼水溫度不均勻的情況對引流產(chǎn)生巨大影響。
2 改進(jìn)措施及對策
2.1 鋼包機構(gòu)改進(jìn)
通過將鋼包主軸底部加焊 30mm 墊塊將機構(gòu)主軸上升定位銷孔進(jìn)行了抬高處理，同時明確了安裝注水口磚尾部時與鋼包底部相對位置要求（凸出底部 2cm 以上）。解決了熱裝后鋼包防爆渦街流量計頭部與水口磚間隙不足的問題。
2.2 鋼水溫度均勻性
通過增加精煉鋼水進(jìn)站測溫，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低的影響。增添了流量計，通過將精煉吹氬供氣，分三個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深所導(dǎo)致的局部鋼水溫度過低的問題。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，對氬氣供應(yīng)方式進(jìn)行了改進(jìn)，確保供氣長期穩(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
通過改進(jìn)防爆渦街流量計冷調(diào)作業(yè)規(guī)范和過跨要求以及熱裝時的作業(yè)次序和制定特殊情況下的應(yīng)急預(yù)案，使得防爆渦街流量計跑偏關(guān)不嚴(yán)的情況得以解決。
2.6 建立考核機制
通過將搭班電爐班與澆注班變?yōu)橐粋€考核單元，對 3 個考核單元（我 3 個電爐+3 個澆注班）建立*獎末罰的聯(lián)動競爭機制，解決了職責(zé)不分，獎罰不明的情況，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 萬元。鋼水利用率由 71.5%提升到 75%。同時日生產(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，由此年減少廢品損失 25 萬元。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 萬元。
4 結(jié)論
①通過對鋼包機構(gòu)的改進(jìn)，以及鋼包冷調(diào)、防爆渦街流量計工藝操作手法的改進(jìn)確保了防爆渦街流量計與水口磚相互配合的嚴(yán)密的要求。
②通過對電爐精煉工藝參數(shù)的優(yōu)化等措施確保了整包鋼水溫度的均勻性。
③通過對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低的危害。
④通過建立聯(lián)動考核機制使得員工作業(yè)質(zhì)量得到明顯提升。綜上所述，通過有針對性的改進(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)、防爆渦街流量計工藝，在生產(chǎn)過程中前期經(jīng)常發(fā)生防爆渦街流量計關(guān)不住---大漏鋼事故，關(guān)不嚴(yán)---喇叭口澆注情況，對鑄件澆注質(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)致技能暫時缺失的困境。通過全面調(diào)查影響因數(shù)，找出問題點，采取改進(jìn)措施，解決長期的技術(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)、熱裝防爆渦街流量計工藝路線圖簡介如圖 1。
1.2 引流鋼統(tǒng)計如表 1 所示
1.3 影響要素分析
1.3.1 我們參照人、機、料、法、環(huán)、測量六要素進(jìn)行了問題摸排，繪制了問題魚刺圖 2。
1.3.2 通過末端因素法確定了以下主要因素：
①熱裝后鋼包防爆渦街流量計頭部與水口磚間隙不足，失去下降動能，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 的合金也會造成鋼水劇烈降溫，尤其是底部區(qū)域，而底部鋼水溫度過低，導(dǎo)致鋼水發(fā)粘，影響塞頭閉合，更嚴(yán)重會導(dǎo)致塞頭“凍住”打不開。
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)加入量過多會導(dǎo)致鋼包水口處鋼水凍結(jié)，如需沖開，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深，此處鋼水氬氣攪拌不到，也會造成該處鋼水溫度過低的情況。
⑤由于存在精煉鋼水溫度不均勻的情況對引流產(chǎn)生巨大影響。
2 改進(jìn)措施及對策
2.1 鋼包機構(gòu)改進(jìn)
通過將鋼包主軸底部加焊 30mm 墊塊將機構(gòu)主軸上升定位銷孔進(jìn)行了抬高處理，同時明確了安裝注水口磚尾部時與鋼包底部相對位置要求（凸出底部 2cm 以上）。解決了熱裝后鋼包防爆渦街流量計頭部與水口磚間隙不足的問題。
2.2 鋼水溫度均勻性
通過增加精煉鋼水進(jìn)站測溫，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低的影響。增添了流量計，通過將精煉吹氬供氣，分三個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深所導(dǎo)致的局部鋼水溫度過低的問題。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，對氬氣供應(yīng)方式進(jìn)行了改進(jìn)，確保供氣長期穩(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
通過改進(jìn)防爆渦街流量計冷調(diào)作業(yè)規(guī)范和過跨要求以及熱裝時的作業(yè)次序和制定特殊情況下的應(yīng)急預(yù)案，使得防爆渦街流量計跑偏關(guān)不嚴(yán)的情況得以解決。
2.6 建立考核機制
通過將搭班電爐班與澆注班變?yōu)橐粋€考核單元，對 3 個考核單元（我 3 個電爐+3 個澆注班）建立*獎末罰的聯(lián)動競爭機制，解決了職責(zé)不分，獎罰不明的情況，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 萬元。鋼水利用率由 71.5%提升到 75%。同時日生產(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，由此年減少廢品損失 25 萬元。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 萬元。
4 結(jié)論
①通過對鋼包機構(gòu)的改進(jìn)，以及鋼包冷調(diào)、防爆渦街流量計工藝操作手法的改進(jìn)確保了防爆渦街流量計與水口磚相互配合的嚴(yán)密的要求。
②通過對電爐精煉工藝參數(shù)的優(yōu)化等措施確保了整包鋼水溫度的均勻性。
③通過對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低的危害。
④通過建立聯(lián)動考核機制使得員工作業(yè)質(zhì)量得到明顯提升。綜上所述，通過有針對性的改進(jìn)后，引流鋼水量大幅下降 80%，鋼水利用率上升 3%。