運(yùn)用QC 方法降低硅鋼氧化色封閉率

郁 雷，孫 敏，尹開(kāi)波，單軍戰(zhàn)，楊 斌

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，馬鞍山 243000）

硅鋼氧化色是因退火爐爐內(nèi)氣氛、工藝速度等因素導(dǎo)致硅鋼表面顏色不均勻或整體發(fā)暗、發(fā)藍(lán)的表面缺陷。隨著工業(yè)電機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展，用于電機(jī)磁性材料的硅鋼不僅應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的磁性能及力學(xué)性能要求，其表面觀感質(zhì)量也應(yīng)達(dá)到整體均勻美觀。目前，氧化色缺陷仍是硅鋼產(chǎn)品的主要表觀缺陷之一，影響產(chǎn)品美觀性且埋下質(zhì)量隱患，可能給公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益的損失和產(chǎn)品形象的損害。因此，必須對(duì)硅鋼氧化色缺陷開(kāi)展質(zhì)量管理與攻關(guān)。

某硅鋼分廠連退生產(chǎn)線成立了以“降低硅鋼氧化色封閉率”為課題的現(xiàn)場(chǎng)型QC 小組，由生產(chǎn)、機(jī)械、電氣單元共15 人組成，成員經(jīng)驗(yàn)豐富并均已通過(guò)QC 培訓(xùn)。通過(guò)運(yùn)用質(zhì)量管理工具和方法，按照PDCA 循環(huán)的QC 小組活動(dòng)程序，為消除連退生產(chǎn)線氧化色缺陷，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量管理水平展開(kāi)攻關(guān)活動(dòng)。

1 目標(biāo)設(shè)定及可行性分析

由表1 可知，2017 年1-12 月硅鋼氧化色平均封閉率為0.55%，根據(jù)分廠下達(dá)指令，本次QC小組活動(dòng)目標(biāo)設(shè)定為：使硅鋼氧化色封閉率由0.55%降至0.35%。經(jīng)分析，氧化色封閉率歷史最好水平為2017 年8 月的0.40%，已十分接近所設(shè)目標(biāo)值。

表1 2017 年1-12 月硅鋼氧化色封閉率

小組成員從工藝、設(shè)備、原料角度對(duì)造成硅鋼氧化色的因素進(jìn)行分析查找，通過(guò)反查封閉卷的生產(chǎn)工藝記錄，統(tǒng)計(jì)出各因素引起硅鋼氧化色所占比重，結(jié)果如表2 所示。可見(jiàn)，退火爐爐內(nèi)氣氛異常占比達(dá)81.5%，是影響硅鋼氧化色封閉率的主要問(wèn)題癥結(jié)。如果能解決退火爐爐內(nèi)氣氛異常問(wèn)題的50%，那么氧化色封閉率可降低至0.33%［即0.55%×(1-81.5%×50%)］，低于目標(biāo)值0.35%。

表2 導(dǎo)致硅鋼氧化色的因素統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)歷史最佳水平比較和理論計(jì)算分析，小組認(rèn)為“硅鋼氧化色封閉率由0.55%降至0.35%”的預(yù)期目標(biāo)是具有可行性的。

2 原因分析

小組成員運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個(gè)方面[1-4]對(duì)退火爐爐內(nèi)氣氛異常進(jìn)行了原因分析，歸納總結(jié)出7 條末端因素（即培訓(xùn)不足、爐體密封性差、輻射管開(kāi)裂、來(lái)料油污嚴(yán)重、工藝溫度設(shè)定不當(dāng)、爐內(nèi)氣體流動(dòng)性差、冷卻循環(huán)水滴落），并制作了因果圖，如圖1 所示。

圖1 退火爐爐內(nèi)氣氛異常因果圖

3 要因確認(rèn)

針對(duì)原因分析中查找出的7 條末端因素，小組成員明確分工，逐一進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，主要確認(rèn)內(nèi)容見(jiàn)表3。

表3 導(dǎo)致硅鋼氧化色的要因確認(rèn)表

在末端因素逐一現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證過(guò)程中，小組成員發(fā)現(xiàn)：

（1）輻射管開(kāi)裂數(shù)量較多，2017 年輻射管因開(kāi)裂更換套數(shù)為13 套，高于標(biāo)準(zhǔn)要求的10 套，確認(rèn)為主要因素。

（2）退火爐內(nèi)因氣體流動(dòng)性不佳，造成氧含量存在局部高點(diǎn)，氧含量最高點(diǎn)超過(guò)100ppm，造成帶鋼表面氧化，確認(rèn)為主要因素。

（3）爐體密封性狀況不佳，密封性缺乏系統(tǒng)性檢查和有效處理，漏率＞10-4mbar·l/s 的漏點(diǎn)數(shù)量較多，確認(rèn)為主要因素。

除以上3 種末端因素，其余末端因素經(jīng)過(guò)確認(rèn)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，為非主要原因。

4 制定對(duì)策

找到主要原因后，小組召開(kāi)群策群力會(huì)議，商討對(duì)策，針對(duì)要因提出最佳解決方案，明確落實(shí)負(fù)責(zé)人、完成時(shí)間等，并制定了對(duì)策表，如表4 所示。

表4 降低硅鋼氧化色封閉率的對(duì)策表

5 對(duì)策實(shí)施

根據(jù)上述分析和要因情況，小組制定了多項(xiàng)具體對(duì)策和解決辦法，其實(shí)施情況如下。

（1）針對(duì)“輻射管開(kāi)裂”，采取以下措施：

利用檢修開(kāi)爐機(jī)會(huì)檢查輻射管表面狀況，并對(duì)輻射管進(jìn)行打壓、煤油滲漏試驗(yàn)，查出存在問(wèn)題輻射管并更換，避免裂紋擴(kuò)大化；合理調(diào)整燒嘴空燃比，檢測(cè)分析燃燒廢氣成分，使輻射管處于良好工作狀態(tài)，減少裂紋發(fā)生率。

通過(guò)對(duì)策實(shí)施，輻射管年開(kāi)裂更換數(shù)量由13 套降低至8 套（見(jiàn)表5），達(dá)到對(duì)策制定目標(biāo)值10 套，輻射管工作狀態(tài)良好，開(kāi)裂現(xiàn)象得到了有效控制。

表5 輻射管年開(kāi)裂更換數(shù)量對(duì)比

（2）針對(duì)“退火爐爐體密封性差”，采取以下措施：

對(duì)爐內(nèi)氣氛分析儀柜的10 個(gè)取樣管進(jìn)行打壓試驗(yàn)，細(xì)微泄露點(diǎn)拆除后更換接頭并用生料帶纏繞后擰緊；退火爐進(jìn)行氫氣測(cè)漏，標(biāo)準(zhǔn)為漏率≤10-4mbar·l/s，并整體打壓，對(duì)檢查出的漏點(diǎn)逐一更換密封并打膠，提高爐體密閉性。

通過(guò)對(duì)退火爐爐體漏點(diǎn)檢查并處理，漏點(diǎn)數(shù)量由對(duì)策實(shí)施前的106 個(gè)降低至到28 個(gè)，鞏固期再次測(cè)量驗(yàn)證時(shí)為31 個(gè)（如圖2 所示），達(dá)到目標(biāo)值35 個(gè)，有效提高了退火爐爐體密封性。

圖2 對(duì)策實(shí)施前后退火爐漏點(diǎn)數(shù)量對(duì)比

（3）針對(duì)“爐內(nèi)氣體流動(dòng)性不佳”，采取以下措施：

爐內(nèi)氣體流動(dòng)性不佳會(huì)導(dǎo)致局部氧含量偏高，可通過(guò)離線測(cè)量退火爐各段氧含量，建立氧含量梯度曲線，觀察其變化趨勢(shì)，準(zhǔn)確定位局部高點(diǎn)區(qū)域；合理調(diào)整入出口密封簾高度、爐內(nèi)各段氮?dú)饬髁俊⒏鞫蜹AL 擋板及放散口開(kāi)口度，優(yōu)化各段爐壓分布梯度，增強(qiáng)爐內(nèi)氣體流動(dòng)性，消除氧含量局部高點(diǎn)。

通過(guò)準(zhǔn)確定位氧含量高點(diǎn)并增強(qiáng)相應(yīng)區(qū)域的氣體流動(dòng)性，有效消除了1#SF 區(qū)域氧含量局部偏高情況（如圖3 所示），減少了此要因引起的產(chǎn)品氧化色。

圖3 對(duì)策實(shí)施前后退火爐氧含量趨勢(shì)對(duì)比

6 效果檢查

（1）目標(biāo)檢查

各項(xiàng)對(duì)策逐一實(shí)施后，小組成員再次分析并統(tǒng)計(jì)造成硅鋼氧化色各因素所占比重，繪制成排列圖（如圖4 所示）。由活動(dòng)前后排列圖對(duì)比可看出，“退火爐爐內(nèi)氣氛異?！边@個(gè)主要癥結(jié)明顯減少，已降為影響硅鋼氧化色封閉率的次要因素。

圖4 QC 活動(dòng)前后影響硅鋼氧化色封閉率因素對(duì)比

通過(guò)本次QC 活動(dòng)，2018 年6-10 月的硅鋼氧化色平均封閉率為0.33%，比2017 年的封閉率0.55%降低了0.22%，圓滿完成了本次QC 活動(dòng)的預(yù)期目標(biāo)（如圖5 所示），活動(dòng)取得了良好效果。

圖5 QC 活動(dòng)目標(biāo)完成情況

（2）產(chǎn)生效益

本次QC 活動(dòng)使氧化色封閉率下降了0.22 個(gè)百分點(diǎn)，顯著提高了硅鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量，減少了讓步降級(jí)品的產(chǎn)生，降低了質(zhì)量損失，提高了經(jīng)濟(jì)效益。另外，由于年更換輻射管數(shù)量由13 套減少為8 套，節(jié)省了設(shè)備成本。綜上計(jì)算，本次QC 活動(dòng)年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益折合人民幣41.18 萬(wàn)元。

7 鞏固措施

為了保持本次QC 活動(dòng)所取得的效果，小組將以下有效措施形成標(biāo)準(zhǔn)化制度，見(jiàn)表6。

表6 鞏固措施內(nèi)容及實(shí)施情況

8 小結(jié)

通過(guò)本次QC 活動(dòng)的開(kāi)展，很好地解決了硅鋼氧化色問(wèn)題，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品表面質(zhì)量和訂單合同兌現(xiàn)率，能夠很好地滿足客戶的質(zhì)量需求，降低由表面質(zhì)量引起的異議賠付，有益于公司品牌形象的樹(shù)立。同時(shí)，全體小組成員集思廣益、團(tuán)結(jié)協(xié)作，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力得到顯著提升，這不僅增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)，更提高了公司質(zhì)量管理水平，為公司今后生產(chǎn)中解決類似問(wèn)題和開(kāi)展QC 活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。