應(yīng)用PDCA循環(huán)對螺紋鋼筋表面爛鋼進行質(zhì)量攻關(guān)
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詳情介紹
1、存在的問題
盛隆冶金煉鋼二廠小方坯1#連鑄機于2019年9月底投產(chǎn)，所生產(chǎn)小方坯主要用于（七軋、八軋）軋制Φ12-Φ25mm規(guī)格的螺紋鋼筋。典型爛鋼形貌如圖1：
圖1 幾種典型的表面爛鋼形式
2、 質(zhì)量攻關(guān)的措施方法
遵循質(zhì)量管理工作程序，采用PDCA循環(huán)方法（見下圖2）進行螺紋鋼筋表面質(zhì)量攻關(guān)活動。
圖2 螺紋鋼筋表面爛鋼PDCA循環(huán)質(zhì)量攻關(guān)步驟
3、 現(xiàn)狀調(diào)查
2019.10-2020.02期間，每個月檢出爛鋼數(shù)量統(tǒng)計如下表1：
表1 煉鋼二廠坯軋制時檢出爛鋼數(shù)量
月份 | 七軋 檢出（噸） | 八軋 檢出（噸） | 合計檢出 （噸） | 爛鋼占生產(chǎn)量的百分比 % |
2019.10 | 407.260 | -- | 407.26 | 0.57% |
2019.11 | 381.920 | 109.940 | 491.86 | 0.44% |
2019.12 | 136.930 | 53.435 | 190.365 | 0.13% |
2020.01 | 158.206 | 211.558 | 369.764 | 0.25% |
2020.02 | 153.230 | 145.550 | 298.78 | 0.20% |
合計 | 1237.546 | 520.483 | 1758.029 | 0.28% |
4、 確定目標
攻關(guān)目標將目前的0.28%爛鋼比率降低到0.05%。
圖3 螺紋鋼筋表面爛鋼比率攻關(guān)目標
5、 要因論證
對爛鋼試樣取樣分析，發(fā)現(xiàn)爛鋼試樣附近及試樣邊部存在大塊、超長的塑形非金屬夾雜，見圖4/5。
圖4 縱向夾雜，長度1615μm 圖5 橫向夾雜，寬度110-200μm
對夾雜物進行能譜分析，發(fā)現(xiàn)兩類典型夾雜：
(1)含保護渣類復(fù)合夾雜，超長度（大于1mm）的塑性夾雜，為含保護渣（Si、Ca、Na成分）的復(fù)合夾雜，應(yīng)為結(jié)晶器卷渣，見圖4。
(2)中包卷渣，大塊夾雜，含有較高的Si、Ca、Mg 、Mn氧化物，應(yīng)是鋼水氧化產(chǎn)物與煉鋼渣、鋼包或中間包履蓋劑、中包耐材等有關(guān)物形成的復(fù)合夾雜。
圖6 超長塑性夾雜能譜分析
圖7 大塊夾雜能譜分析
圖8 發(fā)生表面爛鋼缺陷的爐次工藝原因分析圖
對發(fā)生表面缺陷爛鋼的爐次進行過程追溯和跟蹤，發(fā)現(xiàn)發(fā)生爛鋼的爐次主要存在下列工藝異常現(xiàn)象。
（1）連鑄等鋼水。由于生產(chǎn)組織不順暢，很多時候存在連鑄等鋼水，此時結(jié)晶器勢必減速-加速，拉速變化時容易造成結(jié)晶保護渣卷入結(jié)晶器中；
（2）連鑄燒包口。由于方坯連鑄時未采用長水口保護澆鑄，鋼花（渣、鋼水氧化物）容易在中包蓋口積聚而影響后續(xù)澆鑄，此時采用氧槍燒割包口，大塊的燒割物落入中包鋼水中容易卷入結(jié)晶器中；
（3）中包排渣的影響。當(dāng)中包渣層變厚時，如不及時排渣，或者排渣時中間包液面急劇變化，中包渣（覆蓋劑）卷入鋼水中出現(xiàn)爛鋼的幾率增加。
（4）鋼包吹氬不良。鋼包吹氬不良，鋼中夾雜物難以上浮，澆鑄時夾雜物富集鋼液——保護渣液面，一旦結(jié)晶器液面波動很容易卷入鋼水中。
以上四種情況，占了發(fā)生爛鋼爐次的83%。
根據(jù)金相能譜分析和工藝過程調(diào)查，確定產(chǎn)生爛鋼的主要原因是鋼中存在兩類大量超長、大塊的夾雜物，一類是結(jié)晶器卷渣形成的保護渣復(fù)合夾雜；二類是中包卷渣形成的鋼水氧化產(chǎn)物與煉鋼渣、鋼包或中間包履蓋劑、中包耐材等有關(guān)物形成的復(fù)合夾雜。由于夾雜物和鋼的基體變形能力的差異和熱膨脹系數(shù)的差異，如果軋件中存在大量的的夾雜物，夾雜物不能和鋼一樣均勻流變，隨著鋼的變形增加在夾雜物和鋼的表面產(chǎn)生應(yīng)力集中，縱肋處是應(yīng)力集中和變形集中地方，因此在縱肋上（周邊）很容易在夾雜物聚集處的表層產(chǎn)生表面縱向裂紋（拉裂、爛鋼、缺塊等）。
7、制定對策
序號 | 要因 | 對策 | 措施 | 目標 | 責(zé)任人 | 完成 日期 |
1 | 連鑄等鋼水 | 避免拉速波動造成結(jié)晶器保護渣卷入鋼水中 | 穩(wěn)順生產(chǎn)組織，以連鑄為龍頭，以穩(wěn)定連鑄拉速為切入點理順煉鋼過程生產(chǎn)組織；安排專人全程監(jiān)督 | 穩(wěn)定拉速2.7±0.2 m/min范圍內(nèi) | 石林波 | 2020.03 |
2 | 連鑄燒包口 | 減少或避免包壁耐材、渣鋼等掉入中包中 | 適當(dāng)擴大包口直徑； 盡量避免鋼流濺射到包口壁；燒包口時精細操作；使用長水口 | 每班燒包口的次數(shù)由平均約2次減少喂1次 | 陳建新 | 2020.03 |
3 | 中包排渣的影響 | 避免中包渣卷入鋼水中 | 優(yōu)化排渣口尺寸；采用小流慢排工藝；防止排渣口粘結(jié)。 | 避免中間包液面急劇變化 | 劉湧 | 2020.03 |
4 | 鋼包吹氬不良 | 減少鋼水中的氧化物夾雜物 | 加強鋼包管理，如出鋼后清渣，透氣磚安裝檢查等；同時保證底吹壓力與時間 | 鋼水中內(nèi)生氧化物夾雜控制≤2.5級 | 周春泉 | 2020.03 |
8、組織實施
（1）實施1：穩(wěn)定連鑄拉速，規(guī)定拉速控制2.7±0.2 m/min范圍內(nèi)，派專人全程進行監(jiān)控記錄，并制定嚴格的考核制度。
（2）實施2：減少或避免連鑄燒包口造成的耐材、渣鋼氧化物等掉入中包，對大包滑板、下水口的裝配進行優(yōu)化，減少鋼流分散、噴濺現(xiàn)象，并對燒包口的頻次、操作進行規(guī)范。
（3）實施3：避免中間包排渣引起的液面急劇變化，采用小流慢排工藝，同時排渣前檢查清理渣口情況，防止排渣口出現(xiàn)粘結(jié)。
（4）實施4：改善鋼包底吹氬，減少鋼中氧化物夾雜，規(guī)范底吹壓力、時間，保證氧化物夾雜能夠充分上浮。
9、效果檢查
通過活動的開展，表面爛鋼現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，逐月走勢見下圖9。
10、標準化
通過本次活動，認識到鋼水結(jié)晶度對螺紋鋼筋表面質(zhì)量上的影響。煉鋼二廠從生產(chǎn)組織、鋼包管理、轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄操作等幾個方面都制定了嚴格的工藝制度和操作制度。
11、下步打算
計劃對優(yōu)化中間包鋼水流場、控制轉(zhuǎn)爐終點溫度穩(wěn)定等幾個方面進行進一步的攻關(guān)，進一步減少螺紋鋼筋表面質(zhì)量缺陷。
二、質(zhì)量改進成果介紹
1、螺紋鋼筋綜合合格率逐年升高
圖1 螺紋鋼筋近5年綜合合格率走勢圖
2、螺紋鋼筋市場占有率逐年上升
圖2 螺紋鋼筋近5年市場占有率走勢圖
3、顧客滿意逐年上升
圖3 近5年顧客滿意度走勢圖
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