QC成果冷拔小口径SA210C高锅管热处理工艺改进

1、衡钢集团衡钢集团 5050分厂分厂课题名称：冷拔小口径SA-210C高锅管热处理 工艺改进课题类型：热处理工艺攻关课题编号：50-2011-02 辅 导 员：黄德超小组名称：冷管QC小组发 布 人：何卓海小组成员简介序号姓名性别年龄工龄文化程度职称小组1何卓海男252本科助工组长2李旭升男4624本科高工组员3唐化荣男4422大专技师组员4冯家梁男4422大专技师组员5周思男253大专助工组员6胡云男4521本科工程师组员7何志华男253大专助工组员本次课题活动日期：2011-01至2011-09；讨论会议频次：2次/月 精整矫直精整矫直半成品退火润滑半成品退火润滑冷拔冷拔成品正火成品正火检验

2、入库检验入库改进区域改进区域制表：何卓海制表：何卓海 2011/012011/01 计划：计划： 实际：实际：时间安排时间安排阶段阶段和步骤和步骤活动时间活动时间11.01-11.0911.01-11.09成成 员员 分分 工工1 12 23 34 45 56 67 78 89 9何何卓卓海海李李旭旭升升唐唐化化荣荣冯冯家家梁梁周周思思何何志志华华胡胡云云李李顺顺珍珍选择课题选择课题 现状调查现状调查 确定目标确定目标 原因分析原因分析 要因确认要因确认 制定对策制定对策 对策实施对策实施效果检查效果检查巩固措施巩固措施 总结推广总结推广 主持主持 配合配合 市场条件市场条件华能玉环电厂华能玉

3、环电厂#1#1机组作为国内首台安装、投产的机组作为国内首台安装、投产的1000MW1000MW超超临界燃煤发超超临界燃煤发电机组锅炉，其省煤器、水冷壁、过热器、再热器材料的选用，从调试电机组锅炉，其省煤器、水冷壁、过热器、再热器材料的选用，从调试到投产半年经历的爆管情况分析，提出了针对性措施，供其它同类型机到投产半年经历的爆管情况分析，提出了针对性措施，供其它同类型机组借鉴、防范。组借鉴、防范。 下表为其核心部件使用的材料情况：下表为其核心部件使用的材料情况： 省煤器和水冷壁管规格参数。省煤器和水冷壁管规格参数。 表表从表中可以看到从表中可以看到SA-210CSA-210C的使用非常广泛，碳素

4、高锅基本都选择的是的使用非常广泛，碳素高锅基本都选择的是SA-210CSA-210C牌号，若用牌号，若用合金钢替代会增加企业成本降低企业效益，所以市场面极大。再加热器管和过热器管主合金钢替代会增加企业成本降低企业效益，所以市场面极大。再加热器管和过热器管主要使用的是要使用的是T91/P91T91/P91、T12T12和和T22T22合金钢牌号。合金钢牌号。 分厂要求分厂要求 确定课题确定课题 实际现状实际现状冷拔小口径冷拔小口径SA-210CSA-210C高锅管一次送检合格率必须达到高锅管一次送检合格率必须达到90%90%以上，以上，消除机械性能不稳定的隐患，确保不出现相关质量异议。消除机械性

5、能不稳定的隐患，确保不出现相关质量异议。冷拔小口径冷拔小口径SA-210CSA-210C高锅管热处高锅管热处理工艺改进理工艺改进1 1、我司我司5050分厂自分厂自20102010年年1 1月至月至20102010年年1212月月共共生产生产SA-210C 3750 SA-210C 3750 吨，吨，但是但是一次热处理合格率一次热处理合格率还还不到不到30%30%。严重严重影响了分厂生产影响了分厂生产组织和合同清交，同时每月组织和合同清交，同时每月增加大量增加大量热处理返工成本热处理返工成本及相关人及相关人力、物力的消耗力、物力的消耗。对于。对于5 50 0分厂的分厂的组织组织生产经营是生产经

6、营是迫在眉睫的迫在眉睫的事事情，情，更更是亟待解决的问题之一。是亟待解决的问题之一。2 2、质量异议频繁。、质量异议频繁。 20102010年元月到年元月到20112011年年2 2月月1717日，公司共收日，公司共收到客户投诉到客户投诉437437起起, ,其中其中SA-210CSA-210C物检性能不合格占到物检性能不合格占到9 9起，是单起，是单个牌号里单一原因导致的最高的情况。个牌号里单一原因导致的最高的情况。由于该由于该牌号牌号钢的热处理钢的热处理物检性能物检性能极极不稳定，分厂已不稳定，分厂已多次出现多次出现了质量异议。造成了巨大了质量异议。造成了巨大的经济损失，同时也对公司产品形

7、象造成了的经济损失，同时也对公司产品形象造成了极坏的负面极坏的负面影响。影响。 攻关前攻关前30%30%目标值目标值90%90%以上以上我们根据分厂要求我们根据分厂要求: :1 1、冷拔小口径、冷拔小口径SA-210CSA-210C热处理一次送检合格率从热处理一次送检合格率从30%30%提提高高到到90%90%以上。以上。并保证钢管机并保证钢管机械性能的稳定性械性能的稳定性 2 2、质量异议降低到、质量异议降低到0 0起。起。1.1.确定目标确定目标 由此可见：达到由此可见：达到90%90%的目标值是完全可以做的到的。的目标值是完全可以做的到的。2.2.可行性分析可行性分析一：纵向验证：一：纵

8、向验证：自自20062006年开始生产小口径年开始生产小口径SA-210CSA-210C开始，从所有投入情况看，投入的规格主要开始，从所有投入情况看，投入的规格主要有：有：21.321.3* *3.93.9、21.321.3* *4.84.8、38.138.1* *7 7、44.544.5* *6 6、44.544.5* *7.57.5、48.348.3* *7.147.14、5151* *9.59.5、5454* *9.39.3、60.360.3* *10.510.5、60.360.3* *1111、60.360.3* *12.512.5、60.360.3* *13.513.5、8989*

9、*1616等近百个规格，等近百个规格，到物检结果的统计发现，到物检结果的统计发现，5151* *9.59.5、60.360.3* *10.510.5等规格的一次送检合格率在等规格的一次送检合格率在80%80%以上，在领导的大力支持下，以上，在领导的大力支持下，QCQC小组的共同努力下达到小组的共同努力下达到90%90%以上的目标值完全以上的目标值完全可以做到。可以做到。二：横向调查：二：横向调查：在同攀成钢金堂分厂、常宝、在同攀成钢金堂分厂、常宝、天钢天钢等无缝钢管生产企业的调查论证中获悉，冷等无缝钢管生产企业的调查论证中获悉，冷加工方式生产的小口径加工方式生产的小口径SA-210CSA-21

10、0C的热处理合格率都在的热处理合格率都在95%95%，在该牌号的生产过程，在该牌号的生产过程中，该牌号不存在我司中，该牌号不存在我司5050分厂的性能不稳定、离散性较大的情况。分厂的性能不稳定、离散性较大的情况。机人操作主观性增多操作主观性增多操作员工基础知识薄弱操作员工基础知识薄弱劳务员工增多劳务员工增多热处理工艺不系热处理工艺不系统稳定统稳定工艺系统不完善工艺系统不完善工艺参数调整频繁工艺参数调整频繁冷管规格繁多冷管规格繁多36M36M炉设计时有缺陷炉设计时有缺陷温度控制不稳定温度控制不稳定人工调整缺陷多人工调整缺陷多操作主观性增大操作主观性增大未推行标准化作业未推行标准化作业 温控精度达

11、不到要求温控精度达不到要求料法环SA-210CSA-210C机械性能不稳定机械性能不稳定标准标准验证方法验证方法验证人验证人验证时间验证时间操作员工具备相应的热处操作员工具备相应的热处理理论基础知识和操作技理理论基础知识和操作技能能考试考试+ +标准化作业的执行情况标准化作业的执行情况何卓海何卓海2011-022011-02验证内容：通过对分厂现有热处理方式的理论考试以及实践操作的考试，考察验证内容：通过对分厂现有热处理方式的理论考试以及实践操作的考试，考察操作员工是否具备热处理作业的基本素质，同时在热处理标准化作业过程中考操作员工是否具备热处理作业的基本素质，同时在热处理标准化作业过程中考察

12、员工的执行能力。察员工的执行能力。通过考察发现通过考察发现5050分厂热处理作业基本满足现有热处理岗位的基本要求，但整体分厂热处理作业基本满足现有热处理岗位的基本要求，但整体水平偏低，自动化程度较低，劳务外包的作业形式为公司整体管理方法，为目水平偏低，自动化程度较低，劳务外包的作业形式为公司整体管理方法，为目前不可抗因素。前不可抗因素。验证结论验证结论基本满足但素质偏低，不可抗力因素基本满足但素质偏低，不可抗力因素末端因素一末端因素一: :基层员工热处理理论知识的匮乏以及劳务工增多基层员工热处理理论知识的匮乏以及劳务工增多非要因非要因末端因素二：末端因素二：36M炉温控精度不够炉温控精度不够标

13、准标准验证方法验证方法验证人验证人验证时间验证时间36M36M炉正火温度控制波动在炉正火温度控制波动在1010以内以内 专业测温仪器测定专业测温仪器测定胡云胡云2011-022011-02验证内容：通过在正火过程中借用专用测温仪器测定验证内容：通过在正火过程中借用专用测温仪器测定36M36M炉正火温度波动情况。炉正火温度波动情况。鉴于鉴于36M36M炉只设计了炉只设计了3 3个控温点，且控温点位置有上烧嘴火焰直接干扰，导致温个控温点，且控温点位置有上烧嘴火焰直接干扰，导致温度波动较大，只有通过员工手动调整完成温度控制，手动调整水平不一，窑炉度波动较大，只有通过员工手动调整完成温度控制，手动调整

14、水平不一，窑炉改进才是提高温控精度的有效方法。改进才是提高温控精度的有效方法。验证结论验证结论窑炉改进是提高正火温控精度的有效窑炉改进是提高正火温控精度的有效办法办法要因要因标准标准验证方法验证方法验证人验证人验证时间验证时间根据规格的差异化，调整根据规格的差异化，调整相应的热处理工艺相应的热处理工艺通过对比不同的工艺制度对通过对比不同的工艺制度对比物检性能的变化确定工艺比物检性能的变化确定工艺制度根据生产规格的调整制度根据生产规格的调整何卓海何卓海2011-022011-02验证内容：根据不同的规格，主要是针对不同的壁厚进行热处理工艺的调整，验证内容：根据不同的规格，主要是针对不同的壁厚进行

15、热处理工艺的调整，然后通过物检性能对比确定相应壁厚差异的影响。然后通过物检性能对比确定相应壁厚差异的影响。通过调整工艺发现，针对不同壁厚差异，热处理合格率呈现一定的有序分布，通过调整工艺发现，针对不同壁厚差异，热处理合格率呈现一定的有序分布，确定了工艺根据壁厚差异的调整的方向。确定了工艺根据壁厚差异的调整的方向。验证结论验证结论从规格差异考虑到工艺参数调整是可从规格差异考虑到工艺参数调整是可行的行的末端因素三：末端因素三：冷管规格繁多冷管规格繁多要因要因标准标准验证方法验证方法验证人验证人验证时间验证时间钢管摆放进炉的方式对性能不钢管摆放进炉的方式对性能不构成离散性影响构成离散性影响按不同摆放

16、进炉的方式对比分析按不同摆放进炉的方式对比分析何卓海何卓海2011-012011-01验证内容：钢管按单层、双层以及摆放宽度等差异化进炉，分析对比是否对物验证内容：钢管按单层、双层以及摆放宽度等差异化进炉，分析对比是否对物 检性能有影响。检性能有影响。通过跟踪试验得出：摆放进炉的方式对物检性能的影响是存在的，但影响不是通过跟踪试验得出：摆放进炉的方式对物检性能的影响是存在的，但影响不是很大。统一摆放方式可以降低其影响。很大。统一摆放方式可以降低其影响。验证结论验证结论摆放进炉方式有影响但影响可以忽略摆放进炉方式有影响但影响可以忽略末端因素四：末端因素四：钢管摆放进炉方式钢管摆放进炉方式非要因非

17、要因末端因素五末端因素五：冷却速度对性能的影响：冷却速度对性能的影响标准标准验证方法验证方法验证人验证人验证时间验证时间冷却速度对性能的影响冷却速度对性能的影响通过一个规格的不同冷却速度的通过一个规格的不同冷却速度的对比分析看其对最终性能的影响对比分析看其对最终性能的影响李旭升李旭升2011-022011-02验证内容：验证内容：通过一个规格的不同冷却速度的对比分析看其对最终性能的影响，通过一个规格的不同冷却速度的对比分析看其对最终性能的影响，通过分析得出：不同冷却速度对最终的通过分析得出：不同冷却速度对最终的SA-210CSA-210C的物检性能有很大的影响，这引发了我们根的物检性能有很大的

18、影响，这引发了我们根据不同壁厚规格确定相应的冷却速度的想法。据不同壁厚规格确定相应的冷却速度的想法。验证结论验证结论冷却速度差异对最终性能存在巨大的影响冷却速度差异对最终性能存在巨大的影响要因要因末端因素六：末端因素六：换规频繁、现场管理无序换规频繁、现场管理无序标准标准验证方法验证方法验证人验证人验证时间验证时间换规规范有序，现场符合换规规范有序，现场符合7S7S标标准准通过加强现场管理，着重观察对通过加强现场管理，着重观察对7S7S管理和标准化作业的落实情况。管理和标准化作业的落实情况。唐化荣唐化荣2011-022011-02验证内容：规范现场管理，鉴于验证内容：规范现场管理，鉴于36M3

19、6M炉承担着不同的热处理作业，加强现场标示，分类摆炉承担着不同的热处理作业，加强现场标示，分类摆放，换规规范有序，起到了很好的支撑热处理作业的完成。放，换规规范有序，起到了很好的支撑热处理作业的完成。通过加强现场管理、规范现场钢管摆放，大大的提高了现场的有序性，完善了通过加强现场管理、规范现场钢管摆放，大大的提高了现场的有序性，完善了“7S”7S”管理管理的内容，也为工序标准化作业提供了有力的保障。的内容，也为工序标准化作业提供了有力的保障。验证结论验证结论加强现场管理，有序换规起到了明显作用加强现场管理，有序换规起到了明显作用要因要因末端因素七：末端因素七：热处理工艺不规范、不系统热处理工艺

20、不规范、不系统标准标准验证方法验证方法验证人验证人验证时间验证时间规范、系统、完整、灵活的工规范、系统、完整、灵活的工艺文件艺文件通过制定规范、系统的热处理工通过制定规范、系统的热处理工艺文件指导生产艺文件指导生产李旭升李旭升2011-022011-02验证内容：通过对验证内容：通过对5050分厂热处理工艺文件的整理、验证、规范。形成分厂热处理工艺文件的整理、验证、规范。形成5050分厂现行钢种热处分厂现行钢种热处理工艺规范，并针对工艺文件系统，建立年、月、日的热处理质量管理体系，直接运用于理工艺规范，并针对工艺文件系统，建立年、月、日的热处理质量管理体系，直接运用于作业区管理指导生产完成。作

21、业区管理指导生产完成。通过半年的运行情况，通过半年的运行情况，5050分厂将热处理物检性能不合格的情况从去年的分厂将热处理物检性能不合格的情况从去年的60.360.3批批/ /月，降低月，降低到了现在的到了现在的1515批批/ /月，取得了突破性的进步。月，取得了突破性的进步。验证结论验证结论热处理工艺不规范系统是影响的主要原因热处理工艺不规范系统是影响的主要原因要因要因SA-210CSA-210C物检性能不稳定、合格率低物检性能不稳定、合格率低 冷却速度不一致冷却速度不一致 窑炉设计缺陷窑炉设计缺陷 生产换规频繁生产换规频繁 正火温度不精确正火温度不精确序序号号要因要因对对 策策目目 标标措

22、措 施施负责人负责人完成完成日期日期地点地点1 1正火温度正火温度不精确不精确根据规格差根据规格差异确定正火异确定正火温度区间温度区间根据冷拔规根据冷拔规格壁厚测定格壁厚测定最优正火温最优正火温度度将冷拔将冷拔SA-210CSA-210C正正火温度按壁厚火温度按壁厚0-0-8mm/8-12mm/12mm8mm/8-12mm/12mm以上测定正火温度以上测定正火温度何卓海何卓海2011-032011-035036M5036M炉炉2 2冷却速度冷却速度不一致不一致根据壁厚差根据壁厚差异调整冷却异调整冷却速度速度根据冷拔规根据冷拔规格壁厚测定格壁厚测定最佳冷却速最佳冷却速度度将冷拔将冷拔SA-210

23、CSA-210C正正火温度按壁厚火温度按壁厚0-0-8mm/8-12mm/12mm8mm/8-12mm/12mm以上测定不同冷却以上测定不同冷却速度速度李旭升李旭升2011-032011-035036M5036M炉炉3 3窑炉设计窑炉设计缺陷缺陷原原36M36M炉未炉未设计正火要设计正火要求，温控精求，温控精度优化度优化将原将原36M36M炉退炉退火炉增加正火炉增加正火功能火功能将原测温点改进为将原测温点改进为控温点，提高温控控温点，提高温控精度精度胡云胡云2011-022011-025036M5036M炉炉4 4生产换规生产换规频繁频繁正火集中、正火集中、规格统一规格统一生产有序、生产有序、

24、标准化作业标准化作业加强现场管理，按加强现场管理，按规格、状态、钢种规格、状态、钢种等标示钢管指令组等标示钢管指令组织生产织生产唐化荣唐化荣2011-022011-025050待热待热处理区处理区实施一实施一: : 根据反复现场试验，根据反复现场试验，将原热处理工艺调整为：将原热处理工艺调整为：A: 2.0mmS8.0mmA: 2.0mmS8.0mm， 正火温度为正火温度为92092055B: 8.0mmB: 8.0mmS12mmS12mm， 正火温度为正火温度为93093055C C：12mm12mmS16mmS16mm， 正火温度为正火温度为940940552mm2mm为冷管生产最小壁厚，

25、为冷管生产最小壁厚，16mm16mm为最大壁厚，出炉取消喷雾，使用鼓风冷却。为最大壁厚，出炉取消喷雾，使用鼓风冷却。实施二实施二：根据壁厚差异进行相应的热处理工艺冷却速度调整，将：根据壁厚差异进行相应的热处理工艺冷却速度调整，将8mm8mmS12mmS12mm的的SA-210CSA-210C正火出炉时的鼓风速度提高为正火出炉时的鼓风速度提高为2.0mmS8.0mm2.0mmS8.0mm的钢管的速度的的钢管的速度的1.51.5倍，将倍，将12mm12mmS16mmS16mm出出炉时的鼓风速度提高为炉时的鼓风速度提高为S8mmS8mm的钢管的速度的的钢管的速度的2.02.0倍以保证钢管性能稳定性、

26、降低离散性。倍以保证钢管性能稳定性、降低离散性。实施三：实施三：优化窑炉控制，将原来每段的另一个测温点升级为控温点，将优化窑炉控制，将原来每段的另一个测温点升级为控温点，将36M36M热处理热处理 炉测温热电偶重新布局，统一重新测定温度，改变原来实际温度高于检测温度的情况。炉测温热电偶重新布局，统一重新测定温度，改变原来实际温度高于检测温度的情况。将加热二段后半程通过调整起到保温作用。将加热二段后半程通过调整起到保温作用。实施四实施四：生产组织方面：正火前先热处理规格相近几批普通碳钢，将窑炉温度调整到：生产组织方面：正火前先热处理规格相近几批普通碳钢，将窑炉温度调整到 正火温度区间，然后安排进

27、炉，组正火温度区间，然后安排进炉，组5-85-8批生产，保证炉温稳定和性能稳定。批生产，保证炉温稳定和性能稳定。 实施效果验证实施效果验证 ：通过工艺改进后，通过工艺改进后，5050分厂使用新的热处理工艺处理冷拔小口径分厂使用新的热处理工艺处理冷拔小口径SA-210CSA-210C共计共计820.44820.44吨，不合格批数为吨，不合格批数为1212批。一次送检合格率从原来的不到批。一次送检合格率从原来的不到30%30%提升到了提升到了96.34%96.34%。具体如下：具体如下：生产月份生产月份投入吨位投入吨位投入批数投入批数不合格批数不合格批数合格率合格率3月份146.54t58批1批9

28、8.28%4月份 60.23t24批0批100.0%5月份170.40t68批2批97.00%6月份120.14t48批4批91.67%7月份188.24t75批3批96.00%8月份134.89t55批2批96.36% 95%95%30%30%90% 90% 目目标标值值完完成成情情况况98%98% 1 1、通过工艺改进后，通过工艺改进后，5050分厂使用新的热处理工艺处理冷拔小口径分厂使用新的热处理工艺处理冷拔小口径SA-210CSA-210C共计共计 820.44820.44吨，不合格批数为吨，不合格批数为1212批。一次送检合格率从原来的不到批。一次送检合格率从原来的不到30%30%提

29、升到了提升到了96.34%96.34%。 由由20102010年年SA-210CSA-210C的合同情况，的合同情况，20112011年年该牌号该牌号合同量有所下降，预计合同量有所下降，预计20112011年年 可生产可生产25002500吨左右。吨左右。 若若是使是使用原工艺需返工热处理的用原工艺需返工热处理的210C210C：25002500* *（1-30%1-30%）=1750=1750吨。吨。 新新工艺需返工热处理的工艺需返工热处理的210C210C：25002500* *（1-96%1-96%）=100=100吨。吨。 根据根据20112011年年5050分厂经济责任制计算，减少分

30、厂经济责任制计算，减少的的返工量为分厂降低能源消耗返工量为分厂降低能源消耗大约大约为为：（：（1750-1001750-100）吨）吨* *153.60153.60元元/ /吨吨/ /道次道次=253440=253440元元。2 2、金属消耗：、金属消耗：5050分厂重新正火一次的金属消耗为分厂重新正火一次的金属消耗为0.5%0.5%，冷拔小口径，冷拔小口径SA-210CSA-210C的平的平均售价（税后）在均售价（税后）在80008000元元/ /吨。工艺改进后降低金属消耗：吨。工艺改进后降低金属消耗： （1750-1001750-100）吨）吨* *0.5%0.5%* *80008000元元/ /吨吨=66000=66000元。元。 合计两项可年降低（合计两项可年降低（253440+66000253440+66000）=319440=319440元制造成本。元制造成本。3 3、5050冷拔机组冷拔机组生产生产的的SA-210CSA-210C，从从20112011年年调整工艺调整工艺至今至今再再无一起质量异议的发生无一起质量异议的发生衡阳钢管（集团）有限公司衡阳钢管（集团）有限公司20112011年度年度QCQC