1、江阴兴澄特钢一炼分厂江阴兴澄特钢一炼分厂“改善铸坯表面质量”生产技术生产技术QCQC小小组组改善高压管坯钢铸坯表面质量攻关改善高压管坯钢铸坯表面质量攻关发表人发表人-张广军张广军制表人制表人：李金贤李金贤 二二OOOO七年一月十三日七年一月十三日质量方针质量方针创兴澄名牌创兴澄名牌 保用户满意保用户满意顾客要求顾客要求改善高压管坯钢铸坯表面质量，减少改善高压管坯钢铸坯表面质量，减少修磨量，保证销售、轧管和使用需要。修磨量，保证销售、轧管和使用需要。存在问题存在问题改善高压管坯钢铸坯表面质量改善高压管坯钢铸坯表面质量管坯钢管坯钢300300*340(320)340(320)铸坯表面经常有角裂、铸
2、坯表面经常有角裂、结疤、渣坑及凹槽（甚至裂纹）等缺陷。结疤、渣坑及凹槽（甚至裂纹）等缺陷。确定课题确定课题P-P-计划阶段计划阶段制作人制作人：张广军张广军 二二OOOO七年一月十五日七年一月十五日100吨直流电弧炉吨直流电弧炉100吨吨LF精炼炉精炼炉100吨吨VD真空脱气炉真空脱气炉R12m五机五流大方坯连铸机五机五流大方坯连铸机图一图一 高压管坯钢铸坯常见表面缺陷高压管坯钢铸坯常见表面缺陷P-P-计划阶段计划阶段续上页：图二图二 高压管坯钢轧材常见表面缺陷高压管坯钢轧材常见表面缺陷 综上所述，为尽快改善连铸坯表面质量，我们生产技术QC小组决定在生产、工艺、员工技能、设备以及原辅材料等方面
3、找出导致表面质量问题的因素，进行攻关以改变这种不利局面。汇总人汇总人：张广军张广军 二二OOOO七年一月二三日七年一月二三日 轧钢分厂要对有问题的炉号进行扒皮修磨处理。裂纹严重不能修磨解决的轧材要做废品处理，统计2019下半年高压管坯钢轧材表面废品率为19.3吨/万吨、轧材扒皮修磨炉数比例为18.6%。2019年年7-12月轧材废品和修磨比例统计表月轧材废品和修磨比例统计表 综上，本次活动目标是消除高压管坯钢铸坯表面严重缺陷，具体衡量指标是2019年轧材扒皮修磨率降到10%、每万吨钢表面裂纹废品率降至5吨，见图三。目标保证条件：公司领导支持、小组成员业务能力高、有对铸坯表面进行酸洗、抛丸以及修
4、磨的装备和检验方法。P-P-计划阶段计划阶段 铸坯表面质量水平不易通过数据铸坯表面质量水平不易通过数据定量确定定量确定,所以攻关目标定性确定为所以攻关目标定性确定为消除高压管坯钢铸坯表面严重缺陷，消除高压管坯钢铸坯表面严重缺陷，定量指标间接通过轧材废品率定量指标间接通过轧材废品率(严重严重程度程度)和修磨炉数比例和修磨炉数比例(频繁程度频繁程度)来来确定。确定。通过查找文献通过查找文献,国内外先进特钢国内外先进特钢企业的低碳管坯钢类钢种，铸坯轧制企业的低碳管坯钢类钢种，铸坯轧制圆钢裂纹废品率低于圆钢裂纹废品率低于0.005%0.005%、修磨比、修磨比例低于例低于5%5%。根据调查分析我公司严
5、重。根据调查分析我公司严重铸坯表面缺陷可以控制，轻微表面缺铸坯表面缺陷可以控制，轻微表面缺陷（频繁性）短期难以控制。陷（频繁性）短期难以控制。图三 铸坯表面质量现状与攻关目标汇总人汇总人：张国伟张国伟 二二OOOO七年一月十日七年一月十日铸坯表面质量差铸坯表面质量差渣坑渣坑角裂角裂结疤结疤纵向凹槽纵向凹槽横向凹槽横向凹槽保护渣结构不好坯壳热应力大铸坯渣皮导热润滑差保护渣性能不好保护渣添加不好结晶器液面波动大铸坯渣皮薄铸坯渣皮厚钢液体积收缩大钢液气体含量高图三图三 高压管坯钢铸坯表面缺陷形成关联图高压管坯钢铸坯表面缺陷形成关联图钢水温度波动大拉速波动大钢水温度过高钢水温度过低生产节奏不稳结晶器变
6、形水口、辊道对中精度低汇制人汇制人：张广军张广军 二二OOOO七年三月三日七年三月三日P-P-计划阶段计划阶段1.1.保护渣性能不好保护渣性能不好 结晶器钢液面上保护渣起保温隔热、吸附夹杂结晶器钢液面上保护渣起保温隔热、吸附夹杂物和防止钢水二次氧化作用；结晶器璧和坯壳间隙物和防止钢水二次氧化作用；结晶器璧和坯壳间隙内渣膜起润滑和控制导热作用（右图）。因此保护内渣膜起润滑和控制导热作用（右图）。因此保护渣理化性能的稳定、好坏对连铸生产顺行和铸坯表渣理化性能的稳定、好坏对连铸生产顺行和铸坯表面质量有非常重要的作用。下表是面质量有非常重要的作用。下表是QCQC小组在小组在20192019年年1-21
7、-2月活动初期对管坯钢使用的两种保护渣主要理月活动初期对管坯钢使用的两种保护渣主要理化性能指标抽查结果：化性能指标抽查结果：从上表看出，两种保护渣理化性能稳定、再结合铸坯表面缺陷偶发性的特点，得从上表看出，两种保护渣理化性能稳定、再结合铸坯表面缺陷偶发性的特点，得出结论：出结论：“保护渣性能不好保护渣性能不好”不是主要原因。不是主要原因。汇总人汇总人：李金贤李金贤 二二OOOO七年二月五日七年二月五日2.2.拉速波动大拉速波动大 连铸生产拉速波动一般发生在开浇过程（连铸生产拉速波动一般发生在开浇过程（0.300.65m/min）、换包过程）、换包过程(0.700.500.70m/min)、烧氧
8、过程、烧氧过程(0.500.250.70m/min)、浇注结束过程、浇注结束过程(0.700.50m/min)以及生产设备事故情况（以及生产设备事故情况（0.700.250.70m/min）等过程）等过程，这些过程往往发生拉速忽高忽低的异常操作，通常伴随钢液面波动大、，这些过程往往发生拉速忽高忽低的异常操作，通常伴随钢液面波动大、保护渣结构遭到破坏、铸坯坯壳要承受额外应力和应变，引起铸坯表面纵保护渣结构遭到破坏、铸坯坯壳要承受额外应力和应变，引起铸坯表面纵横向凹槽（裂纹）和渣坑的概率非常大，我们通过现场调查发现了下面几横向凹槽（裂纹）和渣坑的概率非常大，我们通过现场调查发现了下面几种铸坯表面缺
9、陷与拉速变化的关系。种铸坯表面缺陷与拉速变化的关系。开浇拉速低形成的渣坑 降低拉速导致的结疤 提高拉速导致的裂纹和横向凹陷 高拉速形成的纵向裂纹 综上所述，综上所述，“拉速波动大拉速波动大”是主要原因。是主要原因。汇总人汇总人：李金贤李金贤 二二OOOO七年二月二五日七年二月二五日P-P-计划阶段计划阶段3.3.结晶器变形结晶器变形 在在300300*340340结晶器装配完毕试水冷打压过程中，小组成员通过仔细观察结晶器装配完毕试水冷打压过程中，小组成员通过仔细观察发现结晶器内腔有下图所示变形现象，最大内凹量可达发现结晶器内腔有下图所示变形现象，最大内凹量可达2mm2mm，初步分析可能，初步分
10、析可能是由于结晶器铜璧厚度（是由于结晶器铜璧厚度（20mm20mm）偏小造成的、如果在生产状态下保持这种）偏小造成的、如果在生产状态下保持这种变形量，很容易使人得出是横向凹槽产生的主要原因。但是经过仔细计算变形量，很容易使人得出是横向凹槽产生的主要原因。但是经过仔细计算，在热生产状态下结晶器内壁还要受到钢水静压力和热膨胀力作用，不会，在热生产状态下结晶器内壁还要受到钢水静压力和热膨胀力作用，不会有这种明显的变形现象。即使热状态下有如此或相反情况稍许变形，凭借有这种明显的变形现象。即使热状态下有如此或相反情况稍许变形，凭借小组力量也无法控制和解决。小组力量也无法控制和解决。根据上面分析，再结合铸
11、坯表面缺陷偶根据上面分析，再结合铸坯表面缺陷偶发性的特点，得出结论发性的特点，得出结论“结晶器变形结晶器变形”不是主要原因。不是主要原因。汇总人汇总人：陈雪华陈雪华 二二OOOO七年二月一日七年二月一日P-P-计划阶段计划阶段中间包水口浸入深度（中间包水口浸入深度（140-180mm）和间距（）和间距（15003mm）调查示意图）调查示意图5流流4流流3流流2流流1流流1502mm1498mm1497mm1502mm结晶器对中情况调查示意图结晶器对中情况调查示意图 在结晶器和扇形段上线时用简易样板再进行一次在线校弧，如果弧度有偏差立即在线调整，确保弧度能对中。P-P-计划阶段计划阶段连铸机铸坯
12、运行辊道对中精度调查连铸机铸坯运行辊道对中精度调查4.4.水口、辊道对中精度低水口、辊道对中精度低 浸入式水口、结晶器和辊道对中程度较好，况且精度提高受设备限制，因此浸入式水口、结晶器和辊道对中程度较好，况且精度提高受设备限制，因此“水口、辊道对中精度低水口、辊道对中精度低”不是主要原因。不是主要原因。5.5.钢水温度波动大钢水温度波动大 经过现场调查和分析得出：经过现场调查和分析得出：1.1.浇炉钢水过热度经常超过浇炉钢水过热度经常超过4545，拉速低，铸坯表面经常，拉速低，铸坯表面经常产生明显的渣坑、凹陷等缺陷；产生明显的渣坑、凹陷等缺陷；2.2.低温（过热度低于低温（过热度低于1515）
13、，拉速超快液面波动大，非常），拉速超快液面波动大，非常容易引起角裂、纵裂等缺陷，表面质量恶化明显。容易引起角裂、纵裂等缺陷，表面质量恶化明显。P-P-计划阶段计划阶段 3.3.经统计轧材产生裂经统计轧材产生裂纹废品炉号纹废品炉号60%60%与钢水浇与钢水浇注温度波动大有关，右图注温度波动大有关，右图表是表是20192019年年7-127-12月月180180炉炉管坯钢管坯钢SA-210CSA-210C轧材裂纹轧材裂纹废品率与浇注过热度的统废品率与浇注过热度的统计关系，从分组正态直方计关系，从分组正态直方图可以看出图可以看出3 3水平水平29-3529-35平均废品率和偏差最低。平均废品率和偏差
14、最低。P-P-计划阶段计划阶段 结论：结论：“钢水温度波动大钢水温度波动大”、“钢水温度过高钢水温度过高”和和“钢水温度过钢水温度过低低”，统一为，统一为“钢水温度波钢水温度波动大动大”是主要原因是主要原因考虑考虑实际可操作性，过热度设实际可操作性，过热度设定在定在25-35内比较好。内比较好。汇总人汇总人：张广军张广军 二二OOOO七年二月五日七年二月五日续上页：0.50.50.550.550.60.60.650.650.70.70.750.751 12 23 34 4废品率，%废品率，%6.6.保护渣添加不好保护渣添加不好 现场调查发现，自动加保护渣装置不理想现场调查发现，自动加保护渣装置
15、不理想以及员工工作疏忽常导致液渣层暴露，这种情况以及员工工作疏忽常导致液渣层暴露，这种情况下也是严重破坏了保护渣结构，液态保护渣流入下也是严重破坏了保护渣结构，液态保护渣流入坯壳与结晶器间隙不连续、不均匀，从铸坯抛丸坯壳与结晶器间隙不连续、不均匀，从铸坯抛丸表面常见到的如图所示渣条缺陷就可说明这一点表面常见到的如图所示渣条缺陷就可说明这一点。P-P-计划阶段计划阶段 “保护渣添加不好保护渣添加不好”是主要原因。是主要原因。汇总人汇总人：李金贤李金贤 二二OOOO七年二月二五日七年二月二五日7.7.生产节奏不稳生产节奏不稳 生产节奏不稳对铸坯表面质量的影响主要体现在：钢水不能按时到达浇生产节奏不
16、稳对铸坯表面质量的影响主要体现在：钢水不能按时到达浇注位引起拉速波动、软吹时间不确定导致钢水温度不稳定、精炼时间长短偏注位引起拉速波动、软吹时间不确定导致钢水温度不稳定、精炼时间长短偏差大导致钢水可浇性差引起液面波动，这些都是生产节奏不稳导致的恶性后差大导致钢水可浇性差引起液面波动，这些都是生产节奏不稳导致的恶性后果，直接影响铸坯表面质量。果，直接影响铸坯表面质量。下面采用下面采用6 6西格玛卡方检验工具确定生产节奏稳定性与轧材质量的相关性西格玛卡方检验工具确定生产节奏稳定性与轧材质量的相关性及合理软吹时间范围，以及合理软吹时间范围，以20192019年年7-127-12月份月份871871炉
17、低碳炉低碳Cr-MoCr-Mo系列管坯钢为例。系列管坯钢为例。P P值等于值等于0.0060.0060.050.05，生产节奏，生产节奏与铸坯表面质量（与铸坯表面质量（轧材质量）相关性轧材质量）相关性强，并且软吹时间强，并且软吹时间在在25-3525-35分钟之间分钟之间比较理想。比较理想。“生产节奏不稳生产节奏不稳”是主要是主要原因。原因。汇总人汇总人：邓新邓新 二二OOOO七年三月五日七年三月五日P-P-计划阶段计划阶段制表人制表人：黄永生黄永生 二二OOOO七年三月十五日七年三月十五日P-P-计划阶段计划阶段汇总人汇总人：徐国龙徐国龙 二二OOOO七年三月二十日七年三月二十日、稳定生产节
18、奏 为了保证生产节奏稳定，我们从源头上控制电炉出钢节奏，拉速高为了保证生产节奏稳定，我们从源头上控制电炉出钢节奏，拉速高的钢种冶炼周期控制在的钢种冶炼周期控制在42分左右，拉速慢的钢种以及连铸出现事故需要分左右，拉速慢的钢种以及连铸出现事故需要中断生产时、电炉装料完毕要等待合适的时间；从末端上就是当电炉、中断生产时、电炉装料完毕要等待合适的时间；从末端上就是当电炉、精炼的钢水供应紧张时连铸及早闸流。以上这些工作的目的就是控制精炼的钢水供应紧张时连铸及早闸流。以上这些工作的目的就是控制VD破空后软吹时间在（破空后软吹时间在（305）分钟内。）分钟内。经过一段时间的努力，作业长控制生产节奏的意识和
19、技巧得到了很经过一段时间的努力，作业长控制生产节奏的意识和技巧得到了很大程度上的提高。为了量化生产节奏指标，我们将大程度上的提高。为了量化生产节奏指标，我们将VD破空后所有炉数破空后所有炉数软吹氩时间的平均值及标准偏差来衡量好坏，标准偏差值越小、生产越软吹氩时间的平均值及标准偏差来衡量好坏，标准偏差值越小、生产越稳定，越有利于钢水温度的控制和钢中气体、夹杂物的去除，下表为稳定，越有利于钢水温度的控制和钢中气体、夹杂物的去除，下表为2019.1-2019.12生产节奏指标走势图。生产节奏指标走势图。D-D-实施阶段实施阶段 结论：生产节奏稳定性逐月提高。结论：生产节奏稳定性逐月提高。汇总人汇总人
20、：袁杰袁杰 二二OOOO八年二月五日八年二月五日电炉在出钢电炉在出钢 连铸在拉坯连铸在拉坯 高压管坯钢多为低碳钢，液相线温度比较高、大都在高压管坯钢多为低碳钢，液相线温度比较高、大都在15151515左右，左右，过程温降比中高碳钢大，在以往生产过程中低温浇注情况经常发生。过程温降比中高碳钢大，在以往生产过程中低温浇注情况经常发生。经过统计分析认为中包钢水过热度控制在（经过统计分析认为中包钢水过热度控制在（30305 5）、开浇炉过热度、开浇炉过热度控制在（控制在（35355 5）范围内比较好，为此我们分析了历史数据，得出了范围内比较好，为此我们分析了历史数据，得出了低碳高压管坯钢正常情况下的温
21、降规律：低碳高压管坯钢正常情况下的温降规律：4321TTTTT式中，式中，T1为为LF结束到结束到VD过程温降，正常每分钟降过程温降，正常每分钟降2、总温降约、总温降约为为10 ；T2为为VD抽真空时间过程温降，正常每分钟降抽真空时间过程温降，正常每分钟降2 ，总时间一般为，总时间一般为23分；分；T3为为VD破空软吹过程温降，正常每分钟降破空软吹过程温降，正常每分钟降0.4 ，总时间一般为，总时间一般为32分；分；T4为连铸钢包到中包过程温降，正常温降为连铸钢包到中包过程温降，正常温降25 。因此总过程温降为因此总过程温降为T=10+46+13+25=95，要想达到，要想达到目标过热度就要求
22、目标过热度就要求LFLF精炼结束钢水温度在相应钢种液相线温精炼结束钢水温度在相应钢种液相线温度以上度以上125125左右，另外对于新钢包和开浇炉精炼钢水温度左右，另外对于新钢包和开浇炉精炼钢水温度还要在此基础上提高还要在此基础上提高55左右。左右。上表为上表为2019.10-2019.122019.10-2019.12高压管坯钢开浇炉中包钢水过热度情况，高压管坯钢开浇炉中包钢水过热度情况，温度有下降趋势、且稳定度逐步提高。下图为各月连浇炉平均过热度温度有下降趋势、且稳定度逐步提高。下图为各月连浇炉平均过热度和标准偏差走势，温度有上升趋势、且稳定度逐步提高。和标准偏差走势，温度有上升趋势、且稳定
23、度逐步提高。续上页续上页:结论：连铸浇注钢水温度稳结论：连铸浇注钢水温度稳定性以及合理性明显改善。定性以及合理性明显改善。汇总人汇总人：黄永生黄永生 二二OOOO八年二月一日八年二月一日?50403020100.800.750.700.650.60Scatterplot of?vs?454035302520150.730.720.710.700.690.680.670.660.650.64Scatterplot of vs 为减轻开浇、换大包和中包过程的拉速波动，我们规定中包钢水量达到为减轻开浇、换大包和中包过程的拉速波动，我们规定中包钢水量达到1515吨启铸吨启铸,拉速确拉速确定根据温度水平
24、按正常规定执行；大包浇注结束至中包钢水定根据温度水平按正常规定执行；大包浇注结束至中包钢水1515吨过程拉速要缓慢逐步降至吨过程拉速要缓慢逐步降至0.55m/min0.55m/min；拉速调整时每；拉速调整时每1010秒调秒调0.02m/min0.02m/min。由于加强对。由于加强对VDVD起吊晚影响拉速稳定情况的考核，起吊晚影响拉速稳定情况的考核，此现象目前已基本消除。此现象目前已基本消除。另外为规范拉速与过热度的对应关系，规定高压管坯钢过热度在另外为规范拉速与过热度的对应关系，规定高压管坯钢过热度在25-3525-35范围内执行标准范围内执行标准拉速，每升高或降低拉速，每升高或降低55、
25、拉速降升、拉速降升0.020.02m/minm/min。下图为。下图为0.700.70m/minm/min拉速高压管坯钢拉速高压管坯钢20192019年年8-128-12和和20192019年年1-121-12月拉速与过热度对应稳定情况示意图。月拉速与过热度对应稳定情况示意图。（A）2019年年8-12月拉速过热度对应散点图月拉速过热度对应散点图 （B）2019年年1-12月拉速过热度对应散点图月拉速过热度对应散点图D-D-实施阶段实施阶段 结论：活动中后期拉速波动度得到了有效控制。结论：活动中后期拉速波动度得到了有效控制。汇总人：汇总人：李金贤李金贤 二二OOOO八年二月十日八年二月十日单管
26、添加保护渣单管添加保护渣双管对吹添加保护渣双管对吹添加保护渣 1 1）为了消除结晶器液渣层暴露、过厚或过薄对为了消除结晶器液渣层暴露、过厚或过薄对铸坯表面质量的影响，我们加强了对连铸铸坯表面质量的影响，我们加强了对连铸P3P3工人工补工人工补加保护渣的重要性及操作要点培训，并对保护渣添加加保护渣的重要性及操作要点培训，并对保护渣添加效果加强监督考核。效果加强监督考核。2 2）另外考虑到单管喷吹加保护渣存在先天不均匀另外考虑到单管喷吹加保护渣存在先天不均匀性的缺点，我们联合设备室技术人员设计安装了双管性的缺点，我们联合设备室技术人员设计安装了双管对吹添加保护渣装置，保护渣铺展均匀性明显提高。对吹
27、添加保护渣装置，保护渣铺展均匀性明显提高。结论：通过以上工作，从历次铸坯抛丸效果可看结论：通过以上工作，从历次铸坯抛丸效果可看出，渣坑严重程度明显降低，为连铸坯表面质量攻关出，渣坑严重程度明显降低，为连铸坯表面质量攻关工作奠定了良好基础。工作奠定了良好基础。D-D-实施阶段实施阶段汇总人：汇总人：李金贤李金贤 二二OOOO七年八月三十日七年八月三十日 经过QC小组一年的攻关活动，高压管坯钢表面质量得到了很大程度的改善，主要体现在以下三个方面：1.轧钢初轧铸坯平均裂纹点数（即每根铸坯出现的明显角裂、纵裂和横裂点数）逐月降低，下图为2019.10-2019.12初轧平均裂纹点数走势。2.数次铸坯抛
28、丸检查表明，铸坯表面已经很难见到以往那种严重的渣坑、纵横向凹槽及裂纹缺陷，见下页图示。3.2019年1-12月高压管坯钢轧材表面质量返废及轧材扒皮修磨情况见下页图示，圆满完成了计划目标。C-C-检查阶段检查阶段汇总人汇总人：张广军张广军 二二OOOO八年二月十日八年二月十日近期高压管坯钢抛丸铸坯表面质量状况示意图近期高压管坯钢抛丸铸坯表面质量状况示意图活动前后轧材表面裂纹废品情况对比图活动前后轧材表面裂纹废品情况对比图活动前后轧材修磨扒皮情况对比图活动前后轧材修磨扒皮情况对比图C-C-检查阶段检查阶段计算人计算人：张国伟张国伟 二二OOOO八年二月二十日八年二月二十日巩固措施：巩固措施：1.稳定生产节奏，保证精炼、真空去气操作以及连铸拉速稳定。稳定生产节奏，保证精炼、真空去气操作以及连铸拉速稳定。2.浇注过热度控制在（浇注过热度控制在（25-35），开浇炉在（，开浇炉在（30-40）之间之间。连铸要全面降低拉速波动，拉速调整连铸要全面降低拉速波动，拉速调整0.02m/min/10秒秒。3.持续做好结晶器保护渣添加效果工作。持续做好结晶器保护渣添加效果工作。A-A-总结阶段总结阶段总结人总结人：邓新邓新 二二OOOO八年二月三十日八年二月三十日兴澄特钢一炼分厂兴澄特钢一炼分厂“改善铸坯表面质量”生产技术生产技术QCQC小组小组A-A-总结阶段总结阶段
