有心感應(yīng)爐組生產(chǎn)能力提升影響因素分析

劉喜龍，張 勇，張晶晶

（1.西安電爐研究所有限公司，陜西西安710061；2.陜西省電爐工程技術(shù)研究中心，陜西西安710061；3.西安中冶新材料有限公司，陜西西安710061）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步國內(nèi)對銅板帶產(chǎn)品量的需求不斷提高。銅板帶產(chǎn)品也在向多品種、多規(guī)格、高精度、高性能、高技術(shù)含量及高附加值方向發(fā)展。有心感應(yīng)爐組作為銅板帶生產(chǎn)線的龍頭設(shè)備，如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝，發(fā)揮設(shè)備的最佳性能成為生產(chǎn)廠家的實際需求[1]。某公司設(shè)計制造了一套有心感應(yīng)熔化保溫爐組，該設(shè)備用于銅合金的熔化、保溫及澆注。設(shè)備投產(chǎn)初期，生產(chǎn)能力未能達(dá)到最大產(chǎn)能。經(jīng)過收集現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，找出了其中影響生產(chǎn)能力的因素，根據(jù)影響因素提出了改進(jìn)措施，經(jīng)過現(xiàn)場實施后使得設(shè)備生產(chǎn)能力達(dá)到最大。

1 基本情況

有心感應(yīng)爐組用于銅合金鑄錠的生產(chǎn)，主要包括熔煉爐、保溫爐、轉(zhuǎn)爐流槽、控溫裝置、液壓系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、電源電控系統(tǒng)、半連續(xù)鑄造機等。

有心感應(yīng)爐組主要參數(shù)如下：

典型合金牌號：H65；

鑄錠規(guī)格/mm×mm×mm：220×630×7 700；

鑄錠質(zhì)量/t：9；

熔煉溫度/℃：1 060～1 210；

鑄造溫度/℃：1 060～1 200；

有心熔化爐：有效容量10 t；感應(yīng)體功率2×800 kW，熔煉爐熔化速率≥5 t/h；

有心保溫爐：有效容量10 t；感應(yīng)體功率500 kW；升溫能力≥100 ℃/h；

工藝操作順序：加料→升溫后扒渣→覆蓋干燥木炭→升溫噴火取樣分析→轉(zhuǎn)爐→保溫爐加細(xì)化劑和磷銅→扒渣→覆蓋干燥木炭→升溫噴火→成分微調(diào)→靜置、燙爐頭→澆注。

2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

從現(xiàn)場獲得的49根鑄錠的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，將其錄入表格中，然后進(jìn)行統(tǒng)計分析。

生產(chǎn)初期有心感應(yīng)爐組配備操作工4 人，其中兩人負(fù)責(zé)在熔化爐工位進(jìn)行加料、拔渣、取樣、成分調(diào)整、轉(zhuǎn)爐等工作，1 人負(fù)責(zé)配料，1 人在保溫爐工位負(fù)責(zé)保溫爐與鑄造機的操作及澆鑄工作。

從圖1可知熔化爐單個生產(chǎn)周期最快2 h，最慢7.65 h（包含故障維修時間）。經(jīng)過計算得出熔化爐平均生產(chǎn)周期3.9 h。保溫爐單個生產(chǎn)周期最快1.6 h，最慢4.8 h（包含故障維修時間），經(jīng)過計算保溫爐平均生產(chǎn)周期為3.12 h。

圖1 熔化爐、保溫爐生產(chǎn)時間匯總

從圖2 中可以看出，熔化爐的加料時間決定了熔化爐整個生產(chǎn)周期的時間。從圖2及表1可以看出熔化爐生產(chǎn)周期小于2.5 h的爐次加料時間均小于1.5 h。其中熔化爐單個生產(chǎn)周期中加料最快0.75 h 完成，最慢2.66 h完成。

圖2 熔化爐加料時間及生產(chǎn)時間匯總

表1 熔化爐加料時間分布表

由圖1對比分析可知保溫爐的一個生產(chǎn)周期小于熔化爐的一個生產(chǎn)周期，因此熔化爐的一個生產(chǎn)周期決定了有心感應(yīng)爐組的生產(chǎn)周期。按照收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算得出一個生產(chǎn)周期平均時間為3.9 h，日平均產(chǎn)能為6根鑄錠，每天生產(chǎn)鑄錠54 t。

針對有心感應(yīng)爐組生產(chǎn)周期長產(chǎn)能低的情況，經(jīng)過分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)存在以下影響因素：

（1）熔化爐配料速度不滿足加料要求，連續(xù)生產(chǎn)時熔化爐加料時長期出現(xiàn)一邊配料一邊加料的情況，造成加料時間過長，加料速度小于熔化速度，造成爐內(nèi)銅液溫度持續(xù)升高后被迫手動操作降低熔化功率。

（2）熔化爐拔渣、升溫噴火、取樣分析等相關(guān)工藝時間無標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間，造成生產(chǎn)周期不固定。

（3）其他設(shè)備占用、故障維修等造成生產(chǎn)停頓。

（4）操作人員的操作熟練程度直接影響具體操作時間。

（5）操作工藝不一致造成的工藝時間不一致。

經(jīng)過分析收集的多組數(shù)據(jù)，形成在生產(chǎn)初期熔化爐及保溫爐合理的工藝周期，見表2、表3。

表2 熔化爐生產(chǎn)周期 min

表3 保溫爐生產(chǎn)周期 min

熔化爐一個生產(chǎn)周期大于保溫爐一個生產(chǎn)周期，因此總的生產(chǎn)周期的時間為熔化爐一個生產(chǎn)周期的時間，按現(xiàn)有生產(chǎn)條件熔化爐一個生產(chǎn)周期為2.5 h，保溫爐一個生產(chǎn)周期為2.3 h。每天實際可以生產(chǎn)9 根鑄錠。將分析數(shù)據(jù)反饋給生產(chǎn)現(xiàn)場，在生產(chǎn)條件不變的情況下現(xiàn)場進(jìn)行充分準(zhǔn)備后每天可以生產(chǎn)9 根鑄錠，與分析數(shù)據(jù)一致。

3 采取的改進(jìn)措施。

綜上所述，為了能夠達(dá)到最大產(chǎn)能具體采取的措施如下：

3.1 規(guī)范操作時間。

（1）熔化爐加料單爐次50 min內(nèi)加完。

（2）70 min內(nèi)完成液面浮料下沉，使液面上部沒有漂浮料，確認(rèn)液面高度，保證低溫熔化。

（3）90～105 min 左右扒渣及取樣分析（扒渣15 min 內(nèi)完成，成分化驗10 min內(nèi)完成）。

（4）110～115 min左右噴火出爐。

（5）120～130 min 內(nèi)轉(zhuǎn)爐完成，每班轉(zhuǎn)爐完成后需清理流槽及熔化爐轉(zhuǎn)注口。

3.2 規(guī)范交接班條件

（1）保證熔化爐內(nèi)有一爐合格的銅水。

（2）保證加料平臺上有5箱配好的原料。

（3）保證流槽及熔化爐轉(zhuǎn)注口清理完成。

3.3 加強管理提高操作水平。

操作工人的操作水平直接影響設(shè)備的生產(chǎn)能力，通過加強對工人的專業(yè)技能的培訓(xùn)，提高工人的操作水平，并且制定合理的工藝，強化技術(shù)人員的跟蹤管理，完善考核機制，不僅能夠達(dá)到設(shè)備的最大產(chǎn)能，而且還能夠擁有穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4 加強生產(chǎn)維護(hù)降低設(shè)備故障率。

根據(jù)設(shè)備特點制定定期檢查維護(hù)制度，建立設(shè)備點檢表，落實檢查維護(hù)責(zé)任，安排專業(yè)檢查維護(hù)人員進(jìn)行設(shè)備的檢查維護(hù)。將設(shè)備的故障率納入日?？己藱C制，促使設(shè)備使用及維護(hù)人員努力降低設(shè)備故障率，從而將設(shè)備的生產(chǎn)能力發(fā)揮到最大。

4 結(jié) 論

有心感應(yīng)爐組的生產(chǎn)能力是銅板帶生產(chǎn)中的一項重要指標(biāo)，影響有心感應(yīng)爐組生產(chǎn)能力的因素涵蓋設(shè)備、生產(chǎn)工藝、操作、人員管理等各個方面，需要各個方面的精確配合。從生產(chǎn)情況及數(shù)據(jù)分析得出，在有心感應(yīng)爐組生產(chǎn)時需要規(guī)范操作時間、規(guī)范交接班條件、加強管理提高操作水平、加強生產(chǎn)維護(hù)降低設(shè)備故障率。只有將各個環(huán)節(jié)做到位，才可以發(fā)揮設(shè)備的最大生產(chǎn)能力。按照上述改進(jìn)措施實施后，最終有心感應(yīng)爐組達(dá)可以達(dá)到每天生產(chǎn)11根鑄錠的最大生產(chǎn)能力。