銅板帶材成材率的計(jì)算方法及影響因素

余 斌，張旺，趙久輝，劉羽飛，王敏，朱靖

（1.江西銅業(yè)集團(tuán)銅板帶有限公司，江西南昌 330096；2.江西江銅高精銅板帶有限公司，江西南昌 330096）

銅及銅合金板帶具有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、彈性性能、耐腐蝕性能及耐磨損性能，被廣泛用于精密電子、電氣通訊及新能源汽車等領(lǐng)域。銅板帶加工過程復(fù)雜、加工工序多、品種規(guī)格多，是銅加工領(lǐng)域加工難度最高、技術(shù)含量最高，成材率卻最低的一種銅加工材料［1-4］。加工工序繁多且復(fù)雜，導(dǎo)致國內(nèi)各銅板帶企業(yè)的成材率計(jì)算方法各不相同，使各企業(yè)之間的綜合成材率在一定程度上不具有可比性，而成材率是衡量產(chǎn)出比的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，計(jì)算準(zhǔn)確且標(biāo)準(zhǔn)通用的成材率指標(biāo)，是衡量企業(yè)技術(shù)水平的重要依據(jù)。因此，規(guī)范成材率計(jì)算方法對銅板帶加工行業(yè)具有重要意義。

目前，銅板帶企業(yè)成材率主要分為內(nèi)控成材率及企業(yè)綜合成材率。內(nèi)控成材率指的是企業(yè)內(nèi)部為指導(dǎo)某工序或某規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)過程或提高生產(chǎn)效率而進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，如單卷成材率、工序成材率、品種成材率等，各企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)需要自行選擇統(tǒng)計(jì)方法；企業(yè)綜合成材率是衡量企業(yè)技術(shù)水平、反饋生產(chǎn)成本等軟實(shí)力的重要指標(biāo)［5-6］，用于向上級單位報(bào)送數(shù)據(jù)、企業(yè)之間的橫向比較、行業(yè)協(xié)會的綜合統(tǒng)計(jì)等。成材率具有可比性對行業(yè)發(fā)展意義重大［7］。目前各企業(yè)使用較多的統(tǒng)計(jì)方法有單卷算術(shù)平均法、階段成材率組合法及產(chǎn)成品計(jì)算法等，這些統(tǒng)計(jì)方法各有特點(diǎn)。分析研究出一種各企業(yè)相互認(rèn)可，且能客觀反映各企業(yè)成材率水平，并可對企業(yè)成材率進(jìn)行比較的計(jì)算方法，對行業(yè)生態(tài)健康尤為重要。

提高成材率就是降低過程損耗，可以降低單位成本、增加企業(yè)效益，是技術(shù)水平及管理水平的綜合體現(xiàn)［8］。分析影響成材率的因素對于提高成材率具有重要意義。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，深入分析了造成成材率主要過程損失的幾大因素，包括斷帶、軋機(jī)頭尾料、切邊等，同時(shí)研究了幾種提高成材率的措施。

1 成材率指標(biāo)的概念及種類

1.1 成材率的概念

成材率是指從原料到成品過程的產(chǎn)出比例，反映了該公司生產(chǎn)該產(chǎn)品的技術(shù)水平、生產(chǎn)成本及投料情況。

1.2 成材率的種類及應(yīng)用

成材率按照單個(gè)樣本、各個(gè)工序、產(chǎn)品牌號及綜合樣本可分為單卷成材率、工序成材率、品種成材率及綜合成材率。單卷成材率主要用于判定某卷料或某個(gè)樣本的成品情況；工序成材率主要用于衡量各工序的損失情況，通過數(shù)據(jù)對比，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響成材率的問題，便于及時(shí)制定措施加以解決，同時(shí)也可驗(yàn)證措施的實(shí)施效果；品種成材率主要用于區(qū)分各品種的成材率，方便獨(dú)立核算、成本計(jì)算及制定改進(jìn)目標(biāo)；綜合成材率是一個(gè)時(shí)間段內(nèi)對產(chǎn)品綜合成品情況的評判，主要用于成本核算、技術(shù)實(shí)力比較、指導(dǎo)制定目標(biāo)，常用于企業(yè)管理或與外部數(shù)據(jù)的比較。

1.2.1 單卷成材率

單卷成材率指的是從鑄坯到成品的成材水平，單卷成材率=成品重量W成品/鑄坯重量W鑄坯。單卷成材率可以反映某卷鑄坯的成材水平，即成材水平=（鑄坯重量W鑄坯-生產(chǎn)過程中報(bào)廢重量W報(bào)廢）/鑄坯重量W鑄坯。從上述計(jì)算公式中可以看出，在鑄坯重量一定的情況下，提高單卷成材率的關(guān)鍵是減少生產(chǎn)過程中各工序金屬報(bào)廢量。此外，同時(shí)提高鑄坯重量也有利于提高單卷成材率。對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以反映某卷鑄坯的成材水平，也有利于針對性制定提升措施。

1.2.2 工序成材率

工序成材率指的是鑄坯到成品生產(chǎn)過程中各個(gè)工序的成材率，即工序成材率=流轉(zhuǎn)下道工序重量W流轉(zhuǎn)/來料重量W來料。工序成材率可以反映某一工序的技術(shù)水平及成材損失情況，對于指導(dǎo)該工序生產(chǎn)及改善整體成材率具有重要的意義。

1.2.3 品種成材率

品種成材率指的是銅及銅合金板帶材按不同品種分別進(jìn)行區(qū)分統(tǒng)計(jì)，如錫磷青銅、紫銅、銅鎳硅合金、黃銅等各品種成材率。品種成材率一般可以準(zhǔn)確區(qū)分不同種類產(chǎn)品的實(shí)際成材率，了解各個(gè)品種的生產(chǎn)水平，反映某一企業(yè)的某一品種銅板帶的生產(chǎn)水平，同時(shí)也可指導(dǎo)企業(yè)提高產(chǎn)品成材率，是企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)計(jì)、分析、對比及制定目標(biāo)的數(shù)據(jù)源之一。

1.2.4 綜合成材率

綜合成材率指的是企業(yè)內(nèi)所有銅及銅合金板帶產(chǎn)品生產(chǎn)的成材情況，是各工序各品種成材率的綜合，切實(shí)反映了企業(yè)的綜合技術(shù)水平。

目前行業(yè)內(nèi)公布的成材率一般是綜合成材率，但綜合成材率涉及范圍廣、品種多、工序復(fù)雜、流程長，計(jì)算方式多種多樣，一般統(tǒng)計(jì)方法難以準(zhǔn)確衡量和對比該企業(yè)的技術(shù)水平。本文通過調(diào)研銅板帶行業(yè)常用的綜合成材率的計(jì)算方法，并進(jìn)行比較分析，在此基礎(chǔ)上提出一種相對合理的計(jì)算方法，供相關(guān)企業(yè)參考。

2 綜合成材率的計(jì)算方法及優(yōu)劣勢分析

2.1 階段成材率組合法

階段成材率組合法是各個(gè)工序成材率連乘，通過工序成材率組合計(jì)算綜合成材率的方法，如式（1）：

式中，P為綜合成材率；P1，P2，P3…為各工序成材率。

階段成材率組合法受產(chǎn)品工序設(shè)定、物料傳遞平衡等因素影響較大，產(chǎn)品規(guī)格及種類嚴(yán)重影響階段成材率組合法計(jì)算綜合成材率的結(jié)果，如厚帶加工流程短、薄帶加工流程長、紫銅加工流程短、青銅加工流程長。此外，在一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)前道工序獲得的半成品在該統(tǒng)計(jì)期間未到成品，物料傳遞不平衡，由階段成材率組合法計(jì)算出的綜合成材率結(jié)果不能準(zhǔn)確表示該企業(yè)的技術(shù)生產(chǎn)水平，但這種方法可以清楚地呈現(xiàn)各階段成材率及問題，便于指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)分析、生產(chǎn)計(jì)劃制定等［9］。

案 例1：公 司A 生產(chǎn)磷青銅、紫 銅、C194、C7025等牌號銅板帶產(chǎn)品，某月各個(gè)工序成材率統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1，各種牌號產(chǎn)品綜合成材率（采用單卷成材率法）統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表1 公司A某月工序及綜合成材率Table 1 Process and comprehensive yield of Company A

表2 公司A某月按品種牌號統(tǒng)計(jì)的成材率及綜合單卷成材率Table 2 Yield by variety and brand and comprehensive single-roll yield of Company A

根據(jù)表1 及表2 結(jié)果可知，用不同方式計(jì)算出的成材率存在一定差異，且沒有對錯(cuò)之分，這是由于計(jì)算方式不一樣，其側(cè)重方向也不同。階段成材率組合法可以清楚地反映各工序的成材情況及波動情況，可以更好地指導(dǎo)制定工序目標(biāo)，但無法反映各品種成材率情況。不同品種的產(chǎn)品，其成材率、加工成本及加工費(fèi)也不一致，僅憑階段成材率這一項(xiàng)指標(biāo)，難以全面反映公司的實(shí)際經(jīng)營情況和加工水平。

2.2 產(chǎn)成品計(jì)算法

產(chǎn)成品計(jì)算法是一種統(tǒng)計(jì)相對簡單的計(jì)算方法，有兩種計(jì)算方式，其計(jì)算公式分別為：1）綜合成材率=本月成品入庫量W入庫/ 投料重量W投料×100%；2）綜合成材率=本月成品入庫量W入庫除以本月產(chǎn)出鑄坯重量W產(chǎn)坯×100%。

前者考慮了熔鑄過程中的熔煉損失，而后者僅考慮加工過程的損失。由于熔鑄過程的損失比較復(fù)雜，且體現(xiàn)了企業(yè)的鑄造技術(shù)水平，一般單獨(dú)考慮。因此，用后者表示綜合成材率較多。產(chǎn)成品計(jì)算法方法簡單，適用于某些加工流程短的企業(yè)，但對于綜合加工周期長、在某個(gè)時(shí)間段未達(dá)到成品的產(chǎn)品，使用該計(jì)算方法獲得的成材率相對不準(zhǔn)確。此外，如果本月在制品占用變化較大，對計(jì)算結(jié)果影響也較大，不利于該情況的計(jì)算。

案例2：公司B 和公司C 統(tǒng)計(jì)了相鄰兩月的成材率（見表3），公司B 生產(chǎn)品種單一，加工程序簡單（紫銅和黃銅），公司C 生產(chǎn)品種復(fù)雜，且加工流程長而復(fù)雜（磷青銅和C7025）。

表3 公司B及C相鄰兩月成材率情況Table 3 Yield of two months of Company B and Company C

由表3 可知，公司B 和C 某月成材率相差較大，除自身工藝原因外，還有一部分原因是加工工序長，一部分產(chǎn)品未到成品，但產(chǎn)坯數(shù)變化不大，造成成材率低，與實(shí)際情況不符。其次公司C相鄰兩月成材率相差大，產(chǎn)坯數(shù)不變，在制品變化大，到達(dá)成品數(shù)量不一致，造成前后月成材率相差很大，其實(shí)兩月加工和訂單均無明顯變化。因此該計(jì)算方式不適合工序復(fù)雜的企業(yè)，否則會造成領(lǐng)導(dǎo)決策與實(shí)際不符。對于加工流程簡單的企業(yè)，則可以使用該計(jì)算方法。

2.3 單卷算術(shù)平均法

單卷算術(shù)平均法的計(jì)算方法為：單卷成材率=單卷入庫重量W入庫/鑄坯重量W鑄坯×100%。

由于“單卷入庫重量W入庫=鑄坯重量W鑄坯-生產(chǎn)過程中報(bào)廢重量W報(bào)廢”，因此使用該種成材率計(jì)算方法進(jìn)行生產(chǎn)過程統(tǒng)計(jì)，其關(guān)注點(diǎn)更多在于每卷物料在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的金屬報(bào)廢量，這樣更便于生產(chǎn)管理人員發(fā)現(xiàn)單卷物料在某一工序產(chǎn)生異常報(bào)廢的原因，從而制定對應(yīng)的成材率提升措施，避免批量報(bào)廢事故的發(fā)生，達(dá)到提升綜合成材率的目的。

運(yùn)用這一統(tǒng)計(jì)方法，綜合成材率等于單卷成材率的算術(shù)平均值。由于只計(jì)算了算術(shù)平均值，未考慮重量權(quán)重比因素，因此采用該綜合成材率計(jì)算方法時(shí)，往往對不同牌號物料分別計(jì)算（不同牌號物料卷重差異較大），這種方式能夠較為準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)車間不同牌號物料的成材率水平。此外，整卷報(bào)廢情況也需要考慮進(jìn)去，不能忽略。因此，該種方法對于計(jì)算短期成材率具有一定優(yōu)勢，對于一個(gè)長時(shí)間范圍內(nèi)的成材率，采用這種方式時(shí)，其過程相對復(fù)雜、工作量大，同時(shí)未考慮特采供貨及退貨情況，因此所計(jì)算出的成材率有較大誤差。

案例3：公司D 生產(chǎn)銅板帶產(chǎn)品，采用單卷算術(shù)平均法統(tǒng)計(jì)某月的綜合成材率，其中當(dāng)月報(bào)廢銅帶20卷，依據(jù)單卷算術(shù)平均法計(jì)算的單卷成材率及考慮報(bào)廢銅卷的成材率（產(chǎn)成品計(jì)算法），見表4。

表4 不同計(jì)算方法統(tǒng)計(jì)的成材率Table 4 Yield of different calculation methods

由表4 可知，單卷算術(shù)平均法未考慮單卷報(bào)廢，導(dǎo)致成材率有明顯偏差，因此在實(shí)際統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)要注意規(guī)避整卷報(bào)廢的情況，一旦出現(xiàn)某卷材料整卷報(bào)廢時(shí)要引起重視，不要造成批量報(bào)廢。統(tǒng)計(jì)單卷成材率對于實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義，可減少或杜絕整卷報(bào)廢情況。單卷成材率不適宜作為當(dāng)月或更長周期的綜合成材率的核算依據(jù)，但用來指導(dǎo)短周期（如每周）實(shí)際生產(chǎn)具有較好的效果。

2.4 成品跟蹤計(jì)算法

帶材完成成品規(guī)格分切后，在包裝和倉儲過程中會因磕碰或保管不當(dāng)產(chǎn)生一定報(bào)廢；另外，產(chǎn)品發(fā)送給客戶后因質(zhì)量等原因會產(chǎn)生一定數(shù)量退貨。將這兩部分產(chǎn)品重量從成品分切量中剔除而計(jì)算綜合成材率的方法，稱為成品跟蹤計(jì)算法［10-11］。其計(jì)算公式為：綜合成材率=（成品分切量W分切-成品報(bào)廢量W報(bào)廢-當(dāng)月退貨量W當(dāng)月退貨）/分切卷鑄坯總量W鑄坯。

相比于產(chǎn)成品計(jì)算法，采用成品跟蹤計(jì)算法計(jì)算綜合成材率時(shí)，綜合考慮了在所有生產(chǎn)工序完成后，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值而進(jìn)行的后續(xù)市場互動行為。由于不完全被生產(chǎn)車間的生產(chǎn)活動所影響，因此該計(jì)算方法對于公司財(cái)務(wù)部門計(jì)算統(tǒng)計(jì)相關(guān)經(jīng)濟(jì)成本指標(biāo)有更重要的意義，是公司綜合經(jīng)營水平更真實(shí)的體現(xiàn)，但計(jì)算過程相對復(fù)雜、工作量較大，同時(shí)也需要考慮整卷報(bào)廢情況。

案例4：公司E 采用成品跟蹤計(jì)算法統(tǒng)計(jì)綜合成材率，表5 是公司E 某兩月的分切、成品報(bào)廢及當(dāng)月退貨情況。

表5 公司E某兩月分切及成材率情況Table 5 Two-month slitting and yield of Company E

由表5 可知，采用成品跟蹤計(jì)算法統(tǒng)計(jì)成材率，每月的分切、分切報(bào)廢及退貨等數(shù)據(jù)非常清晰，可以反映分切損失、退貨等經(jīng)濟(jì)價(jià)值活動，具有一定指導(dǎo)意義。但是，這種計(jì)算方法也存在兩個(gè)問題：1）未考慮出現(xiàn)整卷報(bào)廢的情況。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，考慮整卷報(bào)廢會降低該計(jì)算方式所計(jì)算的綜合成材率，降低多少取決于整卷報(bào)廢數(shù)量。所以采用這種計(jì)算方式時(shí)，必須注意報(bào)廢情況。2）所得成材率有誤差。該公司這兩月在制品數(shù)量相差300 t，是表5 中成材率統(tǒng)計(jì)所未考慮的，使得成材率偏離實(shí)際。

3.5 計(jì)算盤點(diǎn)法

計(jì)算盤點(diǎn)法是結(jié)合以上計(jì)算方法，并盡可能避免退貨、在制品數(shù)量變化、計(jì)算繁瑣等不利影響的一種統(tǒng)計(jì)方法，其計(jì)算公式為：綜合成材率=（當(dāng)月入庫成品重量W當(dāng)月入庫-當(dāng)月退貨量W當(dāng)月退貨）/（當(dāng)月在制品結(jié)余W當(dāng)月結(jié)余+當(dāng)月累計(jì)產(chǎn)坯W當(dāng)月產(chǎn)坯-上月在制品結(jié)余W上月結(jié)余）。

計(jì)算盤點(diǎn)法中，分子部分考慮了由于倉庫損失、運(yùn)輸損失及客戶使用缺陷［12］導(dǎo)致的成品損失，分母部分考慮了在制品部分變化，同時(shí)計(jì)算相對簡單。月成材率，一般是在月底對在廠在制品進(jìn)行盤點(diǎn)后，根據(jù)匯總產(chǎn)坯、退貨、入庫成品重量等數(shù)據(jù)計(jì)算獲得，相對來說，其工作量較小、計(jì)算簡單、準(zhǔn)確性也較高。采用計(jì)算盤點(diǎn)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，既盤點(diǎn)了在制品的變化、退貨等數(shù)據(jù)，也對公司經(jīng)營活動進(jìn)行了詳細(xì)分析，這些統(tǒng)計(jì)行為均可用于指導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營活動及指導(dǎo)如何降低成本，具有一定的優(yōu)勢。

案例5：公司F 采用計(jì)劃盤點(diǎn)法統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品綜合成材率，某兩月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表6 所示?？梢钥闯?，公司F某兩月的成材率相當(dāng)，而前月入庫量少于后月入庫量。通過計(jì)算盤點(diǎn)法可以合理避免在制品數(shù)量波動對成材率核算的影響，同時(shí)考慮了成品部分損失，相對合理。成材率核算符合真實(shí)水平，計(jì)算和盤點(diǎn)相對簡單，核算快速便捷，可及時(shí)反饋當(dāng)月成材率情況，并指導(dǎo)企業(yè)制定下月生產(chǎn)計(jì)劃和對全局做出科學(xué)決策。

表6 公司F某兩月數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及成材率情況Table 6 Two-month data statistics and yield of company F

3 成材率的影響因素及提高措施

實(shí)際生產(chǎn)過程中，銅板帶加工企業(yè)的綜合成材率一般在50%～80%，影響銅帶成材率的因素很多，主要取決于原料設(shè)計(jì)卷重及過程損失，見式（2）［13］：

式中：p為綜合成材率；W原為原料設(shè)計(jì)卷重，W損為熔鑄及冷軋過程的損失。

由式（2）可知，原料設(shè)計(jì)卷重越大，綜合成材率越高。生產(chǎn)過程中，由于大鑄錠對熔煉工藝以及后續(xù)冷軋加工工藝的要求更高，不利于高精銅板帶生產(chǎn)的質(zhì)量控制。實(shí)際生產(chǎn)過程中可根據(jù)客戶需求卷重、銅合金牌號等級、生產(chǎn)線上操作人員技術(shù)能力等諸多方面選擇合適的卷重設(shè)計(jì)。例如，針對紫銅，國內(nèi)外一般選擇650 mm 甚至1250 mm以及卷重10～15 t的設(shè)計(jì)方案；針對C7025/7035等高端銅合金帶材，一般選擇帶寬450 mm、卷重5～7 t的設(shè)計(jì)方案，以保證產(chǎn)品的高品質(zhì)。

隨著產(chǎn)品朝向高端多功能方向發(fā)展，卷重對成材率的影響逐漸變小，過程損失對成材率的影響較大，影響因素較復(fù)雜。加工過程中，影響綜合成材率的因素主要有熔鑄質(zhì)量以及銑面量、斷帶、軋機(jī)頭尾料、裂邊切邊、產(chǎn)品表面質(zhì)量及分切損失等［14-16］。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，某銅板帶加工企業(yè)影響成材率的主要因素及其影響程度如圖1 所示，可見，銑面量、產(chǎn)品分切、軋機(jī)頭尾料、切邊等對成材率影響較大，需要重點(diǎn)分析和重點(diǎn)關(guān)注。隨著企業(yè)管理水平、員工操作水平及設(shè)備能力的提高，斷帶問題明顯改善，但同樣不可忽視，需要不斷減少甚至杜絕斷帶問題，提高成材率，這也是企業(yè)綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)。

圖1 影響成材率的主要因素及占比情況Fig.1 Main factors and proportion that affect yield of finished products

3.1 斷帶

斷帶是在銅板帶冷軋過程中對成材率影響較大的因素，反映了企業(yè)冷軋?jiān)O(shè)備（軋機(jī)、臥式/立式退火爐）、員工操作水平、企業(yè)管理水平等諸多方面的實(shí)力。在生產(chǎn)過程中，減少斷帶次數(shù)及降低斷帶程度可以保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)效，提高冷軋效率，提升產(chǎn)品綜合成材率。

銅板帶冷軋過程的斷帶主要分為軋機(jī)軋制斷帶及退火爐斷帶。

1）軋機(jī)軋制斷帶。主要原因有：①材料邊部裂紋或中部孔洞，并在軋制過程中向其他區(qū)域延伸；②起軋厚度波動大，軋機(jī)啟動流程不合理，操作人員操作失誤；③來料板型較差，存在各種形式的浪紋，造成軋制過程中軋制力波動，阻礙穩(wěn)定軋制［17］。生產(chǎn)過程中，需要對來料進(jìn)行嚴(yán)格篩選，保證來料質(zhì)量，同時(shí)提高現(xiàn)場人員操作水平和生產(chǎn)管理水平，減少斷帶次數(shù)，提高成材率。

2）退火爐斷帶。主要原因是：原材料質(zhì)量（板型不規(guī)則、有裂口等），工藝設(shè)置及操作（張力、風(fēng)速過大等），機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備（對中不準(zhǔn)、縫合不牢等）［18-19］?？梢酝ㄟ^嚴(yán)格監(jiān)測來料質(zhì)量、設(shè)計(jì)合理的工藝及對設(shè)備定時(shí)檢查維護(hù)解決此類斷帶問題。

3.2 軋機(jī)頭尾料損失

軋機(jī)頭尾料損失對產(chǎn)品成材率的影響較大，減少軋機(jī)頭尾料的損失對提高綜合成材率具有積極意義。造成軋機(jī)頭尾料損失的主要原因有：材料頭尾厚度不符合要求，起軋時(shí)材料表面出現(xiàn)輥印，材料內(nèi)外圈錯(cuò)層或出現(xiàn)塔形、挫傷，軋制力波動，板型較差，氣墊爐停車時(shí)在材料表面出現(xiàn)印痕等。由圖2可知，厚頭及尺寸波動是造成中軋機(jī)頭尾料異常損失的主要原因；由圖3 可知，氣墊爐停車或降速是精軋機(jī)頭尾料異常報(bào)廢的主要因素。起軋及停車升降速會造成輥系偏心、軋制力和張力波動，需要進(jìn)行偏心補(bǔ)償、開收卷機(jī)速度補(bǔ)償、軋制自動化糾偏，促使系統(tǒng)快速進(jìn)入穩(wěn)定軋制狀態(tài)，從而減小參數(shù)波動及厚度差異，減小頭尾料損失，提高成材率［20］。氣墊爐停車降速主要是由于活套儲存銅帶能力不足，也需要重點(diǎn)關(guān)注。對生產(chǎn)管理模式、員工操作水平、機(jī)械設(shè)備及電氣精度提出更高的要求，可以有效減少軋機(jī)頭尾料損失；設(shè)計(jì)合理的工藝，可以減少缺陷帶來的頭尾料損失［21］。此外，通過建立軋制工序成材率報(bào)表，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)日常生產(chǎn)中的異常情況，便于及時(shí)關(guān)注成材率的變化趨勢，幫助企業(yè)分析探索出提高和改善成材率的工作方向。

圖2 中軋機(jī)頭尾料損失原因及占比Fig.2 Reasons and proportion of loss of head and tail in intermediate cold rolling mill

圖3 精軋機(jī)頭尾料損失原因及占比Fig.3 Reasons and proportion of loss of head and tail in reversing copper foil rolling mill

3.3 裂邊及邊部切削量

銅板帶材冷軋加工過程中的裂邊不可避免，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的綜合成材率。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，某企業(yè)由于裂邊導(dǎo)致邊部切削而出現(xiàn)的損失占成材率損失的27.3%，尤其是部分帶材需要進(jìn)行二次切邊，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品成材率。分析裂邊原因及減少不必要的切邊損失，能有效提高產(chǎn)品綜合成材率。銅帶產(chǎn)生裂邊的原因主要是鑄坯冷卻不均、熔鑄成分偏析、軋制加工率過大等；造成需要進(jìn)行二次切邊的原因，主要是切邊不及時(shí)或一次切邊時(shí)出現(xiàn)誤差［22-23］。

采用大加工率進(jìn)行加工主要為了滿足強(qiáng)度要求，但此時(shí)必須注意平衡其與產(chǎn)生裂邊傾向的關(guān)系，避免因加工率過大造成裂邊［24］。采用電磁攪拌［25］或電脈沖技術(shù)［26］可減小熔鑄成分偏析。在模具邊部開槽，可提高冷卻均勻程度，減小裂邊傾向。

調(diào)研某企業(yè)2021 年1～6 月的二次切邊情況，發(fā)現(xiàn)平均二次切邊率為10.42%［見圖4（a）］，邊部切削損失占成材率損失的比例較大。通過分析裂邊原因，采取相應(yīng)改進(jìn)措施，二次切邊率得到有效控制，平均二次切邊率降低到4.87%［見圖4（b）］，提高了綜合成材率。

圖4 某企業(yè)2021—2022年二次切邊率變化趨勢圖（a）實(shí)施改進(jìn)措施前；（b）實(shí)施改進(jìn)措施后Fig.4 Trend chart of the second trimming rate of a certain enterprise from 2021 to 2022（a）Before implementing measures；（b）After implementing measures

在生產(chǎn)過程中，需要對容易產(chǎn)生裂邊的牌號產(chǎn)品或規(guī)格產(chǎn)品進(jìn)行重點(diǎn)跟蹤，認(rèn)真分析二次裂邊原因，采取措施，減少不必要的切邊損失，同時(shí)也要避免因切邊不及時(shí)而導(dǎo)致更大的損失。

減小裂邊及二次切邊量的一般措施有：1）確定最佳原料配比方案和熔鑄工藝，獲得鑄造組織良好的鑄坯；2）總結(jié)出在不增加軋制道次的前提下需要控制的各軋程總加工率的上限，避免因軋制力過大而產(chǎn)生裂邊；3）優(yōu)化精軋機(jī)軋制道次分配制度，使各道次軋制力更均勻，有利于軋制過程平穩(wěn)；4）優(yōu)化物料打包方法和鐘罩爐裝爐方法，防止物料在打包和裝爐過程中出現(xiàn)壓傷部位，從而杜絕后續(xù)軋制延展時(shí)物料因有壓傷部位而出現(xiàn)毛刺、裂邊缺陷的現(xiàn)象；5）制定銅帶轉(zhuǎn)運(yùn)制度，降低吊具對銅帶邊部的撞傷程度，以實(shí)現(xiàn)吊具對銅帶邊部無撞傷。

3.4 熔鑄質(zhì)量及銑面量

銑面是去除銅帶熱軋坯或水平連鑄坯表面氧化皮的有效方式，但會產(chǎn)生約10%的銑削損失。為了減少材料損失，有些企業(yè)嘗試使用鋼刷刷除的方法或噴丸工藝去除表面氧化皮，但此操作易引發(fā)后續(xù)表面缺陷。因此，銅板帶行業(yè)內(nèi)去除氧化皮的主流工藝還是銑面工藝。采用常規(guī)銑面工藝去除氧化皮時(shí)，材料損失較大，主要原因有：1）熱軋坯或水平連鑄坯表面的氧化皮厚度難以測量，操作工只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或銑面規(guī)則確定銑面量，會出現(xiàn)重銑或銑面量過大，增加不必要的銑面量［27］；2）鑄坯表面不平整，如果銑削量過小，會出現(xiàn)凹處漏銑，銑削量過大，會造成銑削過量，影響成材率。

實(shí)際生產(chǎn)過程中，可通過以下措施減少銑面損失：1）通過對各品種銅帶銑面工藝進(jìn)行試驗(yàn)，確定銑削量，制定銅帶牌號分類銑削標(biāo)準(zhǔn)；2）優(yōu)化熔鑄工藝，提高鑄坯表面質(zhì)量，獲得更平整的鑄坯［28-29］；3）減小熱軋終軋厚度，熱軋坯終軋厚度調(diào)整到11～13 mm；4）對雙面銑設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)升級，以實(shí)現(xiàn)多功能自動確定銑削量及提高銑面質(zhì)量［30］。

3.5 分切損失

分切損失是影響綜合成材率的重要因素［31］，約占到總成材率損失的5%～20%，其主要影響因素包括表面缺陷、頭尾尺寸超標(biāo)、分條邊角料剔除、中部邊部起浪、毛刺等。表面缺陷主要由上道精整工序控制，在上道工序必須嚴(yán)格控制白點(diǎn)、刷紋、起皮、黑絲、挫傷等各種表面缺陷，減少表面缺陷損失。對于表面缺陷，越早發(fā)現(xiàn)，越有利于降低損失，一般通過表面智能系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)表面質(zhì)量問題，及早處理［32］。頭尾尺寸超標(biāo)損失主要是頭尾料尺寸不符合需求而廢除頭尾時(shí)產(chǎn)生的損失，跑頭量取決于頭尾尺寸不符的料量。為了減少頭尾損失，需要嚴(yán)格控制頭尾尺寸，同時(shí)制定嚴(yán)格的跑頭損失標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同規(guī)格和產(chǎn)品制定頭尾部廢切標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格執(zhí)行。此外，需要合理接單排產(chǎn)，避免不必要的分條損失。對于高精密電子銅帶，在分切質(zhì)量方面的要求很高，需要嚴(yán)格控制邊部毛刺、寬度誤差、邊部碎浪、側(cè)彎、料卷整齊度等，并對縱剪分切技術(shù)及裝備進(jìn)行改進(jìn)，減少分切過程的損失，同時(shí)配備合適的襯紙，提高表面質(zhì)量及成材率［33-34］。

4 結(jié)論

成材率是衡量企業(yè)技術(shù)水平和管理水平的關(guān)鍵指標(biāo)，反映企業(yè)過程損失及生產(chǎn)成本，成材率的準(zhǔn)確性及可比性意義重大。本文分析了階段成材組合法、產(chǎn)成品計(jì)算法、計(jì)算盤點(diǎn)法、單卷算術(shù)平均法、成品跟蹤計(jì)算法的特點(diǎn)及優(yōu)劣勢情況，總結(jié)歸納了影響成材率的主要因素，針對成材率影響因素研究分析了優(yōu)化改進(jìn)措施，得出以下結(jié)論：

1）在生產(chǎn)經(jīng)營過程中根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的計(jì)算方法。為保證成材率準(zhǔn)確并具有可比性，所選擇的計(jì)算方法中既不能存在漏算也不能存在重復(fù)計(jì)算，使得所計(jì)算出的成材率指標(biāo)合理科學(xué)，具有一定的代表性。

2）階段成材組合法計(jì)算復(fù)雜，不能真實(shí)反映某一期間內(nèi)的成材率數(shù)據(jù)；單卷算術(shù)平均法及成品跟蹤計(jì)算法，容易忽略整卷報(bào)廢等情況，單卷算術(shù)平均法可適用于較短生產(chǎn)周期成材率計(jì)算；產(chǎn)成品計(jì)算法，受當(dāng)月在制品變化影響較大；計(jì)算盤點(diǎn)法，考慮了整卷報(bào)廢，受當(dāng)月在制品變化影響不大，統(tǒng)計(jì)計(jì)算過程又相對簡單，可用于一個(gè)較長時(shí)間內(nèi)成材率的準(zhǔn)確核算。

3）影響成材率的因素主要有卷重、斷帶、軋機(jī)頭尾料、裂邊切邊、熔鑄銑面及分切損失等。從熔鑄工序開始就需要加強(qiáng)質(zhì)量管理，從嚴(yán)控制過程工序，優(yōu)化全流程工藝，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，降低過程損失，切實(shí)有效提高成材率。