高分子QC2013.4.24.doc

铁路设备修造有限公司Railway Equipment Repair Co.,LtdQC小组成果报告书成 果 名 称：提高冷轧酸洗线胶辊使用寿命小 组 名 称：高分子技术攻关QC小组所 属 单 位：铁路设备修造有限公司成 果 起 止 日 期：2012年1月至2012年12月攀枝花钢城集团铁路设备修造有限公司一、公司介绍攀枝花钢城集团铁路设备修造有限公司成立于1992年，主要从事铁路运输、工程机械修理、橡胶制品等相关业务，拥有国家专利13项，年产值达2亿多元。下辖1个站，2个车间，3个分厂， 2个分公司。其中，高分子分厂主要从事专业的橡胶制品生产。 主要产品包括：工业橡胶辊、耐酸碱胶辊、聚氨酯胶辊、橡胶杂件等几大系列产品。主要应用于攀钢冷轧厂、热轧板厂薄板生产线上，担负着薄板生产线的张力、矫直、平整、传动、转向等工作，是高品质薄板（冷轧板、镀锌板、耐指纹板、不锈钢板、彩涂板等）生产线不可或缺的关键部件之一。二、小组概况 表1 QC小组简介小组概况小组名称高分子技术攻关QC小组成立日期2011.1.5课题名称提高冷轧酸洗线胶辊使用寿命课题类型改进型所属单位攀枝花钢城集团铁修公司高分子分厂小组人数8人注册号钢城集团 质字 号注册级别小组成员组成姓 名文化职称、工种组内职责单 位QC教育（学时）林兰英中专质量管理组 长技术设备部72郭 伟大专分厂厂长副组长高分子分厂72何正江本科分厂副厂长副组长高分子分厂72刘文科硕士分厂助理组 员高分子分厂72唐 丹大专助 工组 员高分子分厂72范显军本科助 工组 员高分子分厂72邓存红高中缠绕工组 员高分子分厂72周善雄中技钳 工组 员高分子分厂72(制表人：范显军 时间：2012.1.16)实际进度计划进度表2 QC小组活动计划和实际进度表阶段序号活动步骤活动要求计划进度(月)123456789101112P1选择课题根据公司质量目标等选择课题，课题明确，选题理由充分2分析现状有事实、数据、图表3设定目标目标与课题对应、量化，有依据4分析原因对应问题或课题准确运用图表工具5找出要因准确运用图表工具，以数据和事实证实要因6制定对策按5W1H制表，分目标量化D7执行对策有事实、数据、图表，对应对策表分目标对比C8检查效果有前后数据图表对比，经济效益计算有依据A9巩固措施及标准化将行之有效的措施纳入有关文件10总结和下一步打算本次小组活动体会，提出新课题，并有期望目标值巩 固 期2012年1月2012年12月(制表人：范显军 时间：2010. 1.20)三、选题理由1、选题背景：目前，我公司对攀钢冷轧厂酸洗线用胶辊实行总承包（包干制），提高胶辊质量，延长胶辊使用寿命，能够降本增效、实现效益最大化。同时，为客户延长检修周期，节约更换、维护、保养所需花费的人力、物力、财力。2、课题选择公司方针实际情况公司对攀钢冷轧厂酸洗线用胶辊实行总承包（包干制），提高胶辊质量，延长胶辊使用寿命可降低生产成本，实现效益最大化。目标值：延长胶辊使用寿命至29天以上，每支胶辊单次过钢量9.6万吨。现状值：据统计，2011年10-12月，每支胶辊使用寿命平均为25天，单次过钢量约为8.3万吨。存在问题1、胶辊耐酸性能差，磨损、腐蚀、锈蚀严重。2、橡胶拉伸、耐磨性能下降，影响酸液挤干质量。3、酸液温度高于80时，胶辊使用寿命下降 。课题选定提高冷轧酸洗线胶辊使用寿命 图1、选题理由 四、现状调查现状调查1：2012年1月，小组成员选取1#、2#不同批次生产的胶辊，作追踪记录，调查胶料耐酸性能对胶辊使用寿命的影响，统计结果如下： 表 3 1#与2#胶料耐酸性能 项目1#2#20% HCl 80+72h20% HCl 80+72h硬度（邵氏HA）拉伸强度（Mpa）扯断伸长率降（%）硬度（邵氏HA）拉伸强度（Mpa）扯断伸长率降低率（%）试验前7523426%7522421%试验后7813351%8011332%备注：橡胶耐酸性能检测方法，是将硫化好的橡胶试片进行酸溶液浸泡，时间72h,取出后水洗，并与原试片测试对比（硬度、强力、伸长），其差值越小说明胶料耐酸性能越好。表4 1#、2#胶料生产的胶辊使用寿命统计表 序号胶辊图号使用机组统计数量/根胶料耐酸性能额定使用寿命/天实际使用寿命/天过钢量/万吨1001.141SB0159-20酸洗1号线61#25268.6302001.141SB0159-20酸洗1号线62#25237.636调查结果：胶料耐酸性能增加，胶辊的使用寿命延长。现状调查2：2012年2月，小组成员对酸洗线胶辊使用情况作追踪记录，调查胶料拉伸强度、耐磨性能对胶辊使用寿命的影响，统计结果如下：表 5 3#、4#胶料物理机械性能检测记录序号胶料批次试片性能拉伸强度（Mpa）阿克隆磨耗13#24 Mpa0.22cm3/1.61km24#22 Mpa0.17 cm3/1.61km表6 3#、4#胶料生产的胶辊使用寿命统计表 序号胶辊图号使用机组统计数量/根胶料耐酸性能额定使用寿命/天实际使用寿命/天过钢量/万吨1001.141SB0159-20酸洗1号线63#25268.6322001.141SB0159-20酸洗1号线64#25258.302调查结果：胶料拉伸强度提高、耐磨性能好，有利于延长胶辊的使用寿命。现状调查32012年3月，小组成员对酸洗线胶辊使用情况作追踪记录，调查酸液温度对胶辊使用寿命的影响，统计结果如下：表7 2012年3月酸洗线胶辊使用寿命调查报告 序号胶辊图号机组酸液温度统计数量/根额定使用寿命/天实际使用寿命/天过钢量/万吨1001.141SB0159-2082325248.01221.043SB0103-786325227.304调查结果：胶辊使用环境的酸液温度越高，胶辊使用寿命越短。即提高胶辊耐高温性能有助于提高其使用寿命。根据胶辊的实际使用情况，小组成员对影响胶辊使用寿命的影响因素进行综合评估，分类统计如下，见表6。表8 2011年10-12月影响酸洗线胶辊使用寿命因素统计 序号不良因素胶辊使用寿命不达标数（根）累计频数（根）频率（%）累计频率（%）1酸洗溶液温度超过8561342.8642.862胶料耐酸性能差4428.5771.433胶料拉伸强度下降3721.4392.864其它因素1147.14100 合 计14100(制表人：范显军 时间：2012年5月)根据表8作排列图2，观察影响胶辊使用寿命的因素。 图2 排列图为了更加直观的分析，作圆饼图如下：图3 圆饼图结论：胶辊耐高温性能、胶辊耐酸性能2个关键因素占了影响因子的71.43%，是影响胶辊使用寿命长短的关键原因。五、目标值确定1、确定目标：小组成员针对酸洗线胶辊使用寿命的现状，召开了专题会议，经小组讨论，确定本次QC活动的目标。目 标：从原料、配方、生产工艺三个方面入手，按照持续改进产品质量的原则，提高酸洗线胶辊的使用寿命。目 标 值：延长胶辊使用寿命至29天以上，每支胶辊单次过钢量9.6万吨。 图4 目标值对比示意图2、 目标可行性分析： 根据现状调查结论，制约酸洗线胶辊使用寿命的2个关键因素是胶辊耐高温性能、及胶辊耐酸性能，占了影响因子的71.43%，只要提高胶辊这两个物理机械性能指标，就可使其使用寿命延长，达到目标值。 根据小组统计记录，2012年13月份，部分胶辊的使用寿命为29天，说明QC目标值切实可行。 公司加强了QC小组成员技术培训力度，贯彻以技术带动质量的宗旨。从产品原料，配方，工艺全面入手，切实加强了工序质量监控，保证产品质量的持续改进。 所以我们认为， QC小组有信心攻克技术难题，提高产品质量，延长其使用寿命，达到公司要求的目标。六、原因分析QC小组针对“如何提高胶辊使用寿命”的问题，从“人、机、料、法、环、测”六个方面着手，运用头鱼骨图分析查找末端原因。 图5 、鱼骨图从图中找出八条末端原因：1、员工操作技能水平； 2、员工责任心； 3、生产工艺；4、胶辊耐高温性能； 5、胶料拉伸强度； 6、胶辊耐酸性能；7、胶辊缠绕机设备性能； 8、产品理化性能检测方法。七、要因验证为了准确地找出影响酸洗线胶辊使用寿命的主要原因，QC小组对8条末端原因逐一进行验证： 验证一： 表9 验证一因素员工操作技能水平确认时间2012年3月确认人唐丹确认方法现场跟踪标准胶辊制作技术规程员工熟练掌握胶辊制作技术，生产过程中按照工艺要求进行生产。结论非要因 验证二：表10 验证二因素员工责任心确认时间2012年3月确认人唐丹确认方法巡检标准每天巡检1、 员工均能严格执行生产工艺要求，工序间过程产品质量抽检合格。2、 每个月定期对分厂员工进行质量意思教育，以及生产工艺培训。结论非 要 因 验证三： 表11 验证三因素生产工艺确认时间2012年3月确认人唐丹确认方法现场跟踪标准胶辊制作技术规程胶辊检验规程通过监督检查，发现炼胶工序、缠绕工序、硫化工序的温度、时间、压力等工艺过程的控制不严，工艺参数的波动直接影响产品物理机械性能，继而影响胶辊的使用寿命。结论要 因 验证四： 2012年34月，小组成员对胶辊不同工况下的胶辊作对比，得出以下结果。 表12 验证四胶辊型号记录编号1月份，80酸液2月份，85酸液1.043SB0103-7TS10109-2026天22天分析当酸液温度提高时候，胶辊使用寿命下降。故提高胶辊的耐高温性能，有利于提高其使用寿命。结论要 因 验证五：小组成员对每批次生产的胶料拉伸强度进行试验检测，结果如下。 表13 验证五因素胶料拉伸强度确认时间2012年4月确认人范显军序号胶料拉伸性能该批次胶辊平均使用寿命122.2Mpa25天224.3Mpa25天319.7Mpa 24天结果显示，胶料拉伸强度只要在22Mpa左右，对于胶辊的使用寿命无显著影响。结论非要因验证六： 2012年45月，小组成员通过试验检测了不同耐酸性能胶料生产的胶辊的使用寿命（如下表所示）。 表14 验证六序号耐酸性能酸液浓度胶辊使用寿命备注硬度变化拉伸强度降低率（%）扯断伸长率降低率（%）1+110%12%20% HCl 8029天2+214%16%20% HCl 8025天3+416%17%20% HCl 8022天分析胶辊耐酸性能直接影响其使用寿命。结论要 因 验证七：表15 验证七因素设备性能确认时间2012年5月确认人范显军确认方法现场跟踪标准胶辊制作技术规程及PTM设备说明书 胶辊缠绕也是工艺过程中的重要环节，经过设备大修，PTM胶辊缠绕机的冷却系统回复正常，能够保证缠绕过程中胶条温度控制在602，有效保证了过程产品质量。结论非要因 验证八：表16 验证八因素产品理化性能检测方法确认时间2012年5月确认人唐丹确认方法实验测试标准胶料实验操作手册分厂拥有产品理化性能的检测设备，包括热老化实验箱、拉力试验机、切片机、可速度仪、磨耗仪，硫化曲线测试仪器等，能够精确检测产品性能。结论非要因八、制定对策在要因确定以后，QC小组成员集体研究，制定对策表如下：表17 对策表 要 因现 状目 标措 施负责人完 成时 间1、胶辊耐高温性能胶辊适用温度为080耐温性能提高，胶辊最高适用温度为90。更换天然胶型号，在配方中加入耐高温的氯丁胶，提高胶辊耐高温性能。唐丹2012.62、胶辊耐酸性能胶辊使用平均寿命为25天，下线的胶辊胶层老化严重。提高胶辊耐酸性能，胶辊在20% HCl 85环境中使用寿命提高到29天。1、改进胶料配方体系。2、改进配方的填充原料，增加耐酸的硫酸钡比重。范显军2012.63、生产工艺参数硫化工艺是关键工序，硫化温度波动幅度为3建立关键工序检测机制，控制硫化温度波动幅度为1旧设备老化，工艺参数不精确，更换硫化罐。郭伟、何正江2012.6九、对策实施：对策实施一：改进配方、提高胶料耐高温性能橡胶是胶辊配方中最重要的部分，是决定产品使用性能、工艺性能和产品成本的主要因素。根据聚合物结构，橡胶可以分为二烯类橡胶和非二烯类橡胶两大类，其耐热性能如下表所示。表18 胶料耐热性能橡胶品种胶料适用温度范围（）最高使用温度（）性能特点及应用氯丁橡胶-55+120150耐化学介质、阻燃丁晴橡胶-20+120150耐矿物油天然橡胶-10+8095力学性能良好QC小组研究分析胶料主体材料的耐酸性能（如下图所示），改进胶料类型。用泰国3#标胶原配方胶料用泰国3#标胶改进后配方胶料3#烟片胶与氯丁胶并用3#烟片胶 图6、天然胶原料改进措施实施效果通过上诉措施，胶辊耐温性能提高了11，如下表所示。 表19 胶料组成原材料型号胶辊最高使用温度3#烟片胶20% HCl ； 803#烟片胶与氯丁胶并用20% HCl ； 91对策实施二：优化配方、提高胶辊耐酸性能QC小组研究了橡胶种类，硫化体系，填充体系对胶料耐酸性能的影响（见表20），优化胶料配方（表21所示）。第一、填充剂硫酸钡增加了25%的份量；第二、增加50份耐酸性能优异的顺丁橡胶。表20 各种类型橡胶的耐酸性能橡胶类型酸类型温度损坏时间/hIR62%发烟硫酸301hCR62%发烟硫酸302hSBR62%发烟硫酸306hNBR62%发烟硫酸308hEPDM62%发烟硫酸3024h备注：胶辊实际使用环境的酸液是盐酸，选择胶料耐酸性能可参照上表数据。表21 胶辊配方组成原料名称基本配合原材料名称基本配合原材料名称基本配合天然橡胶50.0防老剂D1.6中超耐磨炭黑（ISAF）40.0顺丁橡胶50.0防老剂40101.2促进剂NOBSX1氧化锌5.0石蜡1.0硫磺X2硬脂酸2.0机油6.0实施效果通过改进橡胶种类，硫化体系，填充体系，优化胶料配方，胶料的物理耐酸性能得到大幅提高（如下表所示）。 表22 胶料耐酸性能测试 项目编号活动前活动后20%盐酸 8020%盐酸 90硬度变化拉伸强度降低率（%）扯断伸长率降低率（%）硬度变化拉伸强度降低率（%）扯断伸长率降低率（%）性能变化率11.2%45.1%32.6%6.9%28.4%20.3%对策实施三：增加关键工序检测J 分厂更换了硫化管，保证了胶辊硫化温度、压力的恒定。并且把“胶辊硫化”过程作为“关健工序”进行重点控制。还建立了“生产工艺卡”制度，加强了生产工艺过程控制。实施效果通过上诉措施，提高了硫化工艺温度、压力的控制精确度，如下表所示。 表23 改进前后工艺参数变化硫化压力波动范围硫化温度波动范围 改进前0.02Mpa3改进后0.01Mpa1.1十、检查效果1、对比2011年与2012年胶辊使用寿命，统计如下表24、酸洗线胶辊使用寿命统计表时间（2011年）7月8月9月10月11月12月平均使用寿命活动前使用寿命/天25242326272525时间（2012年）7月8月9月10月11月12月平均使用寿命活动后使用寿命/天29303030312930从以上统计结果可以看出，通过提高胶辊的耐高温性能及耐酸性能，胶辊使用寿命得到提高，2012年6-12月达到小组活动目标，活动前后胶辊使用寿命走势图如下。图7：小组活动前后胶辊使用寿命走势图 图8、 活动前后胶辊使用寿命对比对比图由图8可知：活动后酸洗线胶辊的使用寿命平均为30天，完成了小组预期目标。2、 经济效益：通过本次PDCA循环，酸洗线胶辊使用寿命从25天提高到31天，单支胶辊单次过钢量从8.3万吨提高到9.96万吨，取得了明显的成绩。该课题的效益为： 表25、 QC活动前后产品单价年份胶辊总量（根）酸洗线胶辊重量合计胶料成本（元/Kg）2011年1989513.454.342012年1395607.5459.66（备注：胶料成本包括原料、辅料、动力、燃料费用。）由上表可知，虽然改进配方后的胶料单位成本有所上升，但是随着胶辊产品质量的改进，产品性能大幅提升，胶辊使用寿命延长，总体消耗减