江汉油田;降低石墨电极损耗率

1、发布人：赵发布人：赵 萍萍 降低石墨电极消耗率降低石墨电极消耗率江汉石油管理局第四机械厂江汉石油管理局第四机械厂2011年年6月月九、制定对策九、制定对策十、对策实施十、对策实施十一、实施效果十一、实施效果十二、巩固措施十二、巩固措施十三、总结和今后打算十三、总结和今后打算八、要因确认八、要因确认三、小组成员三、小组成员四、选题理由四、选题理由二、小组简介二、小组简介五、目标确定五、目标确定六、可行性分析六、可行性分析一、前言一、前言七七、原因分析、原因分析目目 录录一、前言一、前言 电弧炉是电炉炼电弧炉是电炉炼钢的主要设备。其原钢的主要设备。其原理类似电焊机的工作理类似电焊机的工作原理。金属

2、炉料相当原理。金属炉料相当于焊件，电极相当于于焊件，电极相当于焊条，在电炉炼钢过焊条，在电炉炼钢过程中起传输电流和引程中起传输电流和引发电弧的作用。金属发电弧的作用。金属炉料就是在炉料就是在5000 以以上的电弧加热下被熔上的电弧加热下被熔化为钢水的。化为钢水的。 石墨电极主要以石墨电极主要以石油焦为原料，以沥石油焦为原料，以沥青作结合剂，经煅烧、青作结合剂，经煅烧、高压、焙烧、机加工高压、焙烧、机加工而制成。其价格昂贵，而制成。其价格昂贵，目前市场价格在目前市场价格在14000元元/t左右。它是左右。它是电炉炼钢过程中重要电炉炼钢过程中重要的消耗品之一，在炼的消耗品之一，在炼钢生产成本中占有

3、较钢生产成本中占有较大比例。大比例。小知识小知识 插图1.我厂使用的1.5t电弧炉插图2.电极及其接头表表1.小组概况小组概况 小组名称小组名称 铸造分厂炼钢铸造分厂炼钢QC小组小组 注册编号注册编号2010-19课题名称课题名称 降低石墨电极消耗率降低石墨电极消耗率 成立日期成立日期 2010.2.1课题类型课题类型 现现 场场 型型 活动时间活动时间 2010.2. 小组人数小组人数 活动次数活动次数19获奖情况获奖情况 20052009年连续五次获厂年连续五次获厂QC成果一等奖成果一等奖 。二、小组概况二、小组概况三、小组成员三、小组成员序号序号 姓姓 名名 性别性别 文化程度文化程度

4、职务职称职务职称组内分工组内分工 1 1荣忠祥荣忠祥 男男 大学大学高级工程师高级工程师组组 长（技术指导）长（技术指导） 2 2张张 义义 男男 技校技校炼钢班长炼钢班长副组长（组织实施）副组长（组织实施） 3 3鲁立华鲁立华 女女大学大学工工 程程 师师顾顾 问（资料审核）问（资料审核）4 4赵赵 萍萍女女 大学大学助理工程师助理工程师成成 员（效果验证）员（效果验证） 5 5贾小军贾小军 男男 技校技校高级炼钢工高级炼钢工成成 员（炉前实施）员（炉前实施） 6 6周明建周明建 男男 高中高中高级炼钢工高级炼钢工成成 员（炉前实施）员（炉前实施） 7 7王蔡甫王蔡甫男男高中高中高级炼钢工高

5、级炼钢工成成 员（炉前实施）员（炉前实施）8 8陈兴力陈兴力 男男 技校技校高级炼钢工高级炼钢工成成 员（炉前实施）员（炉前实施） 表表 小组成员情况小组成员情况四、选题理由四、选题理由降低劳动降低劳动强度强度接换电极属于高接换电极属于高温作业，工作环境恶温作业，工作环境恶劣。减少电极折断，劣。减少电极折断，可降低炼钢工人的劳可降低炼钢工人的劳动强度动强度. .厂经济指厂经济指标要求标要求 近几年分厂电极消近几年分厂电极消耗率呈上升趋势，去耗率呈上升趋势，去年后四个月高达年后四个月高达18.7Kg18.7Kgt t，远超过了，远超过了厂下达的厂下达的9 9ggt t考考核指标核指标. .社会意

6、义社会意义目前生产超高功目前生产超高功率石墨电极的主要原率石墨电极的主要原料料针状石油焦仍针状石油焦仍需从国外进口需从国外进口, ,且产量且产量严重短缺。严重短缺。降耗减损降耗减损的要求的要求 石墨电极属于贵石墨电极属于贵重材料价值高，降重材料价值高，降低电极消耗率，经低电极消耗率，经济意义重大。济意义重大。选题选题理由理由图1.降低石墨电极消耗率目标降低石墨电极消耗率这一课题的活动目标值，定为降低石墨电极消耗率这一课题的活动目标值，定为厂下达的考核指标：厂下达的考核指标：9.0（Kg/t）.五、目标确定五、目标确定六、可行性分析六、可行性分析目标的目标的可行性可行性 我厂炼钢技术经济资料显示

7、：我厂炼钢技术经济资料显示：0608三年我厂石墨电极实际消耗率三年我厂石墨电极实际消耗率分别为：分别为：8.7 Kgt、9.2 Kgt、9.8 Kgt。均在。均在9.0 Kgt上下波动。上下波动。 我们调查了省内几家铸钢件生产我们调查了省内几家铸钢件生产厂家，如宜昌船舶柴油机厂和武昌造厂家，如宜昌船舶柴油机厂和武昌造船厂两家的实际消耗量均在船厂两家的实际消耗量均在89 Kgt之间。之间。 我厂有三十多年的炼钢历史，培我厂有三十多年的炼钢历史，培养了一支高素质的炼钢专业队伍。我养了一支高素质的炼钢专业队伍。我们有能力有信心达到和超过同行业的们有能力有信心达到和超过同行业的先进水平。先进水平。分厂

8、技术分厂技术经济资料经济资料 行业数据行业数据统计统计 人才能力人才能力1.1.石墨电极消耗现状统计分析石墨电极消耗现状统计分析表表4. 2009年石墨电极消耗统计表年石墨电极消耗统计表序号序号项目项目频频 数（数（KgKg）累计频数（累计频数（KgKg）累计百分数（累计百分数（%） 折断消耗折断消耗 296329632963296355.855.8自然消耗自然消耗 202820284991499194.094.03 3残头消耗残头消耗1331335124512496.596.54 4破损消耗破损消耗84845208520898.198.15 5其它消耗其它消耗1021025310531010

9、0100图图2. 2.石墨电极消耗排列图石墨电极消耗排列图频数（频数（KgKg）20004000201008494.055.8N=53102963202813396.510298.1累计百分比累计百分比（%）60000406080折断消耗折断消耗自然消耗自然消耗其它消耗其它消耗破损消耗破损消耗断头消耗断头消耗七、原因分析七、原因分析2、石墨电极消耗高的主要症结：、石墨电极消耗高的主要症结：消消 耗耗形形 式式理想消耗理想消耗(行业标准行业标准)实际消耗实际消耗消耗率（消耗率（Kg/t）消耗百分比消耗百分比%消耗率（消耗率（Kg/t）消耗百分比消耗百分比(%)折断消耗折断消耗0.45510.06

10、55.8自然消耗自然消耗7.20807.1438.2表表5. . 我厂石墨电极实际消耗与理想消耗情况对比我厂石墨电极实际消耗与理想消耗情况对比 从上表看出从上表看出:我厂的石墨电极实际自然消耗率接近甚至低于理想状态，我厂的石墨电极实际自然消耗率接近甚至低于理想状态，说明自然消耗处在受控状态；而折断消耗率却大幅度超过理想值。说明自然消耗处在受控状态；而折断消耗率却大幅度超过理想值。2009年石墨电极消耗率高的主要症结年石墨电极消耗率高的主要症结:七、原因分析七、原因分析折断消耗！折断消耗！3、折断消耗高的因果分析：、折断消耗高的因果分析：七、原因分析七、原因分析炉料大小比例不合适电极不垂直电极孔

11、与电极孔不同心夹持器内孔不平整电极横臂倾斜技术培训不到位电极孔严重变形鼓轮与立柱配合太紧炼钢现场光线昏暗升降机构运转不良炉前经验欠缺工作责任心不强夹持器内孔打火 炉料布置不紧密电炉长期倾炉作业电极松动看不清楚电极与接头配合不紧电极与接头强度低料机人环法电电极极折折断断消消耗耗高高图3.电极折断消耗高因果图表表6 . 2009年炼钢工技术比武考试成绩年炼钢工技术比武考试成绩序号序号姓姓 名名理论成绩理论成绩实际成绩实际成绩实际岗位实际岗位1贾小军贾小军9294炼钢炼钢2陈兴力陈兴力8296炼钢炼钢3陈陈 军军8093炼钢炼钢4程学锋程学锋8493炼钢炼钢5张张 义义8690炼钢炼钢6周明健周明健

12、7888炼钢炼钢7王蔡甫王蔡甫7887炼钢炼钢8邱东忠邱东忠7283炼钢炼钢说明：说明：1.贾小军、陈兴力、陈军三人包揽局铸造工（含炼钢工）前三名。贾小军、陈兴力、陈军三人包揽局铸造工（含炼钢工）前三名。2.2009年炼钢班被厂授予年炼钢班被厂授予“学习型特色班组学习型特色班组”的称号。的称号。结论：此项为非要因结论：此项为非要因要因确认一：要因确认一：技术培训不到位技术培训不到位八、要因确认八、要因确认结论：此项为非要因结论：此项为非要因要因确认二：要因确认二：炉前工责任心不强炉前工责任心不强 炼钢班是铸造分炼钢班是铸造分厂核心班组，成员厂核心班组，成员15人。该班组人。该班组0507年年连

13、续三年被评为厂模连续三年被评为厂模范班组。范班组。0809年荣获年荣获四机厂四机厂“ “双文明先进班双文明先进班组组” ”、“ “学习型特色班学习型特色班组组” ”、“ “HSE管理先进班管理先进班组组” ”等荣誉称号。等荣誉称号。八、要因确认八、要因确认 升降机构在运转时，升降机构在运转时，如果鼓轮与立柱轨道接如果鼓轮与立柱轨道接触太紧将会拉断钢丝绳，触太紧将会拉断钢丝绳，造成电极快速下滑碰及造成电极快速下滑碰及炉料而被折断。查阅炉料而被折断。查阅09年生产资料，此现象仅年生产资料，此现象仅发生发生2次，属正常范围。次，属正常范围。 插图4. 电弧炉升降机构结论：此项为非要因结论：此项为非要

14、因要因确认三：要因确认三：鼓轮与立柱配合太紧鼓轮与立柱配合太紧八、要因确认八、要因确认插图5.电极夹持器及横臂插图6.电极倾斜示意图 要因确认四：要因确认四：电极横臂倾斜电极横臂倾斜 电极横臂不正会电极横臂不正会导致电极倾斜，使电导致电极倾斜，使电极 运 动 时 与 耐 火 砖极 运 动 时 与 耐 火 砖 “ “打架打架 ” ” ，导致电极被，导致电极被折断。电弧炉常年在折断。电弧炉常年在高温、粉尘和腐蚀性高温、粉尘和腐蚀性气体的环境下运行，气体的环境下运行，部件很容易氧化变形，部件很容易氧化变形，经测量经测量,电极横梁倾斜电极横梁倾斜距离达距离达15mm以上。以上。 结论：结论：此项为要因

15、此项为要因八、要因确认八、要因确认要因确认五：要因确认五：电极孔严重变形电极孔严重变形 插图7. 电极孔严重变形 结论：结论：此项为要因此项为要因电极孔长期受高温电极孔长期受高温烘烤，会出现漏水。多烘烤，会出现漏水。多次补焊后，将产生变形，次补焊后，将产生变形，使电极孔耐火砖错位，使电极孔耐火砖错位，导致电极与耐火砖导致电极与耐火砖“ “打打架架” ”, 从而发生折断。统从而发生折断。统计显示计显示,这种现象在这种现象在09年后四个月中出现年后四个月中出现21次。次。八、要因确认八、要因确认夹持器内孔要因确认六：要因确认六：夹持器内孔不平整光洁夹持器内孔不平整光洁结论：结论：此项为要因此项为要

16、因 夹持器内孔不光滑，夹持器内孔不光滑，凹凸不平时，会发生电凹凸不平时，会发生电极打火现象。打火严重极打火现象。打火严重时会将电极打断，生产时会将电极打断，生产过程中这种现象非常普过程中这种现象非常普遍。经现场检查遍。经现场检查,三个夹三个夹持器有持器有2个内孔已严重个内孔已严重凹凸不平，表面粗糙度凹凸不平，表面粗糙度为为50。 八、要因确认八、要因确认 我们使用的石墨电极生产厂家资质齐全、建厂多年。电极理化指标我们使用的石墨电极生产厂家资质齐全、建厂多年。电极理化指标符合国家标准符合国家标准GB3073-82。表。表7是检测结果与国家标准的对比。由表是检测结果与国家标准的对比。由表7可可知，

17、电极性能指标完全符合国家标准。知，电极性能指标完全符合国家标准。 项项目目比比 电电 阻阻（mm2/m）抗折强度抗折强度（MPa）弹性模弹性模（MPa）灰灰 分分（%）真真 密密 度度（g/cm3）假假 密密 度度（g/cm3）抗压强度抗压强度（MPa）名称名称电极电极接头接头电极电极接头接头- - - -电极电极接头接头电极电极接头接头国标国标GB3073GB3073-82-828 87 7101013131.21.20.30.32.202.201.601.601.701.7023233232实测实测7.67.66.86.810.210.213.313.31.21.20.30.32.32.3

18、1.601.601.721.7224243434 表表7. 7.高功率石墨电极理化指标与国标对比高功率石墨电极理化指标与国标对比 结论：此项为非要因结论：此项为非要因要因确认七：要因确认七：电极及电极接头强度低电极及电极接头强度低 八、要因确认八、要因确认结论：此项为非要结论：此项为非要因因要因确认八：要因确认八：电极与接头配合不良电极与接头配合不良 我们在现场对电我们在现场对电极与接头的配合做了极与接头的配合做了经验测试，即将电极经验测试，即将电极接头一端拧进电极内接头一端拧进电极内螺纹，然后在横向和螺纹，然后在横向和纵向两个方向摇动接纵向两个方向摇动接头，未见接头有任何头，未见接头有任何方

19、向的松动现象，这方向的松动现象，这说明接头与电极配合说明接头与电极配合非常紧密。非常紧密。八、要因确认八、要因确认电极松动试验 结论：此项为非要因结论：此项为非要因要因确认九：要因确认九：电炉长期倾炉作业电炉长期倾炉作业 倾炉作业时，倾炉作业时，电极因重力作用发生电极因重力作用发生位置偏移，从而导致位置偏移，从而导致电极与水冷圈耐火砖电极与水冷圈耐火砖” ”打架打架” ”，运行过程中，运行过程中产生摩擦而折断。经产生摩擦而折断。经核查核查, 炉前工操作时炉前工操作时都是严格按照操作规都是严格按照操作规程作业程作业,无长时间倾无长时间倾炉作业现象。炉作业现象。八、要因确认八、要因确认倾炉作业表表

20、8. 8.金属炉料投炉尺寸和重量规定金属炉料投炉尺寸和重量规定类 别最大尺寸 mm最大截面mm x mm最大重量kg投炉比例%厚大料400250 x 4005025中型料250150 x 2503050轻薄料100100 x 1001025 分厂对炉料大小、配比均有严格的工艺规定（见表分厂对炉料大小、配比均有严格的工艺规定（见表8. )且且作为工艺纪律加以检查和考核。查阅作为工艺纪律加以检查和考核。查阅09年工艺纪律检查记录，年工艺纪律检查记录，未发现有违反炉料尺寸和比例规定的操作。未发现有违反炉料尺寸和比例规定的操作。结论：此项为非要因结论：此项为非要因要因确认十：要因确认十：炉料大小比例不

21、合适炉料大小比例不合适 八、要因确认八、要因确认要因确认十一：要因确认十一：炼钢现场光线太暗炼钢现场光线太暗 结论：结论：此项为要因此项为要因 电弧的冲击和电弧的冲击和震动，使电极接头震动，使电极接头出现松动炼钢夜出现松动炼钢夜间作业，现场烟雾、间作业，现场烟雾、粉尘严重，经小组粉尘严重，经小组成员观测，现场照成员观测，现场照明光线不够，影响明光线不够，影响炉前工观察电极松炉前工观察电极松动的情况。动的情况。八、要因确认八、要因确认炼钢现场光线暗 九、制定对策九、制定对策要因四要因四4、炼钢现场 光线太暗要因二要因二2、夹持器内 孔不平整 光洁要因三要因三3、电极孔严重 变形要因一要因一1、电

22、极横 臂倾斜表9.解决电极折断消耗高的实施对策序序号号要因要因对策对策目标目标措施措施负责负责实施实施地点地点完成完成时间时间电极横臂倾斜 电弧炉大修电极倾斜最大距离2mm。（电弧炉厂标） 1.更换鼓轮。2.调整鼓轮与立柱的垂直度。 荣忠祥赵 萍炼钢现场2010.3 夹持器内孔不平整光洁 增加夹持器内孔光洁度 保持夹持器内孔表面粗糙度在12.5以下。(电弧炉厂标） 1. 清洁夹持器内孔。2. 规定夹持器使用期限。3.更换夹持器 贾小军炼钢现场2010.3 3电极孔严重变形 校正电极孔电极最大偏移距离2mm。(电弧炉厂标） 1.焊后打磨并做水压试验.2.更换新炉盖 张 义周明健炼钢现场2010.

23、3 4炼钢现场光线太暗 提高炼钢现场照明度两节电极端面间隙0.5mm。（国标GB3073-82） 1.增加灯泡数量2.增加灯泡功率王蔡甫程学峰炼钢现场2010.3 九、制定对策九、制定对策十、对策实施十、对策实施实施一实施一对电弧炉进行大修对电弧炉进行大修1、更换了升降机构的鼓轮。2、调整了鼓轮与立柱之间 间隙。3、校正了电极横臂与立柱 的垂直度。 4、对倾炉油缸、炉盖提升 汽缸进行了拆卸和清洗。 实施效果：电极倾斜距离大修前为22mm，大修后为1.5mm。1、用钢丝刷清除夹持器内孔沾 附的铜屑、灰尘等，保持内 孔清洁。 2、用手提砂轮机、锉刀磨平夹 持器内壁，保持内孔表面粗 糙度在 12.5

24、以下。3、制定了夹持器使用新规定, 做到“每天清扫，每月打磨， 半年更新”。 实施效果：经检查在用电极夹持器的内孔粗糙度均符合要求。实施二实施二降低夹持器内孔粗糙度降低夹持器内孔粗糙度1、在对电极孔进行补焊、打磨 及水压试验后，漏水现象仍 然频频发生。小组决定报请 厂资产装备科批准报废。2、更换炉盖后，彻底消除了因 电极孔变形、补焊对电极运 行造成的不利影响。实施三实施三校正炉盖电极孔校正炉盖电极孔实施效果：电极偏移距离大修前为15mm，大修后为1.5mm。实施效果：炼钢现场光线明亮，炉前工可清晰看到电弧炉运行状况，再未发生因接头脱扣造成的电极折断现象。实施四实施四提高炼钢现场照明度提高炼钢现

25、场照明度1、改用大功率灯泡，将灯泡 功率由300瓦增至600瓦。2、增加灯泡数量，由原来的3 个增加到5个。十、对策实施十、对策实施1. 目标完成情况目标完成情况表表12.活动前后电极消耗对比活动前后电极消耗对比 时时间间冶冶 炼炼钢钢 水水（t t）电极电极消耗量消耗量（Kg Kg ）电极电极消耗率消耗率（Kg/Kg/t t） 前前 后后下下 降降（Kg/Kg/t t）20092009年年9 91212月月284.12284.125310531018.718.710.310.320102010年年4 41212月月1980 1980 16630 16630 8.48.4 今年412月份分厂的生产统计资料显示，电极消耗率大幅度下降，达到并超过了预期目标值。见表12.图图4. 活动前后电极消耗率对比活动前后电极消耗率对比目标实现啦目标实现啦十一效果验证十一效果验证Title in here节约电极节约电极价值价值￥285516285516Title in here节约成本￥245906245906Title in here费用支