感应电炉熔炼精配一次达到目标值 防错技术简单有效

datafield

* S  w' W/ T0 m* C6 Fhttps://www.sohu.com/a/294699231_659026
# l" z! e$ [/ M4 f5 Y1 l  E: z感应电炉熔炼精配一次达到目标值 防错技术简单有效
* D$ v( @+ }- x- K8 H" b* R+ C) w2019-02-14 09:13:42
( b! }6 `+ ?. e; e作者：曹玉亭、贺亮、邵岩海、孙相知

; d% n- c: t  `+ k7 x单位：烟台胜地汽车零部件制造有限公司
5 Y% X# j2 \6 z& Q* x- l
9 @' b: ?) m0 m来源：《金属加工（热加工）》杂志
1 |" _4 d3 g9 v9 b# ~' {
* F! w* A$ T0 T( @  L: ~$ |6 T1．概述
) y6 d$ F- [7 `9 A
2 a( P% Q) P1 t& g) n我公司是一家专门生产汽车制动盘的企业。目前有5个热工部，电炉为中频感应电炉，容量3.5～12t，数量26台，每天铁液熔炼量为1700t,材质为HT200、HT250和高碳灰铸铁，年生产铸件达30万t。熔炼工部微调过程中铁液需经过多次调整才能合格。以往铁液微调过程中合金重量的计算环节和称重环节的操作，员工执行起来极其不便，熔炼工艺只有配比百分数，操作者凭人工计算（见图1），加上工装设计的缺陷，员工有时候经验称量(甚至不称量)，造成多次成分调整，熔炼时间长，用电量大；并且完全没有防错措施，现场未划分区域，无明确标识，存放合金的袋子都很相似，存在混用风险，掩盖了大量不精益问题，亟待解决。
% d& F+ T: [/ b: D$ [+ q: u: L
) e& X+ @4 y# N) K5 X. h点击进入看图评论

图1 原配料流程
$ _; d7 z% S  E0 M
2.改善前原状

经前期调查，员工凭经验加料，没有标准，配料人工计算，造成铁液多次调整、熔炼时间长、用电量大。经统计，铁液最多需要经过4次调整，增加调节时间约18min。

（1）在熔炼工艺方面 熔炼工艺只有配比百分数，操作者在调整成分时，凭人工计算。

: I5 d1 V6 [2 G% J8 q8 E（2）在现场称量方面 操作者在称量合金时，操作很不规范，没有标准。有用铁锹盛着合金在电子秤上称量的，还有把合金放在废弃的袋子上称量的，有些合金的加入甚至未经过称量，完全凭借经验加入。

- z1 {$ J8 E# N$ J% T3 \（3）在合金炉料存放方面 ①现场未划分区域，无明确标识，存放合金的袋子都很相似，存在混用风险。②炉上存放合金的材料柜，相似的合金，如锰铁和铬铁，放在了相邻的铁制容器里，同样存在混用风险。
/ E5 i& D, K& O) {) l) ^
3．问题分析

+ P- K5 B% b7 e7 b通过鱼骨刺图（见图2），二八法则，导致多次微调铁液成分的原因是：人工计算、凭经验投料。
7 Q. b7 e5 F% M5 S
+ B+ P: Q! r7 |& M1 i' M2 \! ^, @点击进入看图评论
* k- k/ z" l( V9 i8 K( X2 f
3 f& y; K) v2 H6 j+ X% {2 A图 2
* b/ t: F. E6 W2 t2 f, ?* B
（1）人工计算 没有现代化工具有效解决换算问题，计算时间长，容易出错。

+ O' _* H9 r6 y9 n# d7 G) }0 V相关文件里对合金的加入量规定只有一个数值，没有公差要求，根据技术文件要计算出需要添加的重量需要确定三个参数：差值、铁液吨位、每吨添加量。员工需要计算三者的乘积来最终确定称重量。
# U2 ?! C+ x& D* [! \  u
举例：技术文件规定wMn每增加0.1%，加锰铁（60锰）1.8kg/t。

; C0 }1 l: K7 M员工不但要计算实际含量与目标含量的差值，还要乘以1.8，再乘以铁液吨位，计算复杂，易出错。
- q* Z8 D7 \6 `- b1 R! W
（2）凭经验投料 ①原铁液以化学成分是否合格、温度是否达标为出炉标准。员工厌倦复杂的计算，时常不计算而仅凭经验就投料，随意性大。②原设计只有一个称体，当需要调整多种合金时，员工需要反复使用一个称体进行称重，易出现漏称现象。

4．解决方案

通过分析对合金配料系统进行了构思，如图3所示。

点击进入看图评论

图3 合金配料系统

8 G( ^/ |8 a8 Q% J* u1 p+ D将试样从电炉送至光谱试验室后，将合金百分比数据传输至软件系统。软件将自动换算加料数据，并将计算的数值传送至仪表，准确率100%，不需员工口头计算，员工称量准确确认后，称量结束，数据稳定中线范围，智能换算（目视化称重)，如图4所示。
# H% }' |( y; B9 T4 ^$ f& w( [
点击进入看图评论
5 P1 _# ]$ O8 G% @, j, _" _
/ T2 C9 r1 G* j! R* U/ `图 4
5 G+ X' @8 R8 d! ]7 a8 ^
# }4 A9 a3 `6 L/ O  [$ m员工根据终端电子称仪表显示的目标量逐一对应称量，并使用安灯防错系统提示称重是否合格，如图5所示。

点击进入看图评论

图5 安灯防错系统
, N4 p4 D' j# m6 S
5．执行方案并标准化

8 C" h- E; @( p, ~* U; J, A方案制定后对员工进行全面培训，使员工充分理解并严格按要求执行。例如：我们编制了系统操作的标准作业，在实施前对员工进行了培训。表1是“系统操作标准”。

5 [6 E% T. O8 g0 F6 E( G点击进入看图评论

' R, {( s7 q5 E) l) A每周检查执行情况，发现问题后立即反馈并制定应对措施。

, N: F8 C$ a" Q' R* O7 q6．效果展示

（1）铁液成分更加稳定 以往人工称量是以口算、心算添加合金元素，称重时甚至凭经验添加合金，对材质稳定性有一定的影响，个别元素虽然在合格范围内，但是会因为人为因素忽高忽低。

应用合金配料系统后，多数参数设置在中线范围，并且保证了称量范围，铁液化学成分更加稳定。以下是对Cr元素等进行过程能力分析，如图6所示。

3 N! t- y3 `8 t" v* e- W* r2 \点击进入看图评论
/ l' `2 {  H2 E% q. g' k- E* `
: ~: Q! q$ ]8 R6 M' z（a）
5 z( J. Q" H' W2 l- t0 v
, f( S( l3 N# f. y6 N点击进入看图评论

（b）

2 }9 v- F. f! _2 x, w8 z点击进入看图评论

  R4 f4 q; r+ O5 e( f（c）
  t4 V$ O# `/ E6 u4 X% ~3 }/ V% x
图6 Cr元素等过程能力分析
. P  u5 j- Y$ x2 ]/ t6 u
2 X0 p3 C$ p( W2 t4 v（2）换算准确 ，时间短 不需员工计算，操作简单有效，配料时间节省5～10min。表2是配料时间统计。
% m$ D' u0 O( N6 K+ ]6 X
点击进入看图评论
# m1 R' P# n) S( f' }0 q
（3）避免人因错误，防错效果更佳 在设计初期对6种微调元素逐一对应台秤，使其保证不会出现漏称和拿错的现象发生（见图7）.
3 H6 H0 k1 t3 L+ A9 l# H
! Q. v5 x8 i% w3 b! @ 合金元素的原材料包装袋进行相应的颜色要求，颜色与托盘颜色一致，防止混料（见图8）。
% H$ P' \. m; B% y/ s! @  P
- w( `% K! h% J0 X$ R点击进入看图评论
8 F6 o, `% M7 j' Z8 h* X
图 7

点击进入看图评论

图 8
4 E" p6 B; A# f( u% b" P4 s
6 q$ J7 M1 M4 E- c- C% E（4）称量劳动强度减少 重新设计的料斗进行了加高处理，员工在称量时不必再弯腰（见图9）。
# g0 u% {9 y8 W6 b' t# |
5 i) H1 |8 d) R; ?4 H6 S$ b点击进入看图评论

$ {9 u1 v. F. D! _' ?9 W: ^图 9
; w2 Z. Z. _6 P! O$ t! b; z5 q5 j
（5）数据统计功能 软件带有数据采集及统计功能，对于微调金属用量可以有效监控，例如：金属铜的使用量，每次添加完毕后会形成用量报表，对铜的用量进行监控，配合财务部的监控系统可以有效避免铜的失窃。
: e7 N6 G( |1 b1 ]8 K9 D
7．成果与收获
7 ?8 j+ v5 L/ j) c6 ?0 s
通过改善获得以下成果：
* }4 e* K" {- s7 J; M- y
; d+ y7 B- }% X9 {  `$ d3 b$ d（1）成本 很多铸造企业从熔炼角度寻求节约成本的方法，却忽略了在配料期间产生的等待和能耗浪费，该项目经推广全厂每年可节约电费约422万元。

) J$ V/ }- [0 Q/ @& [+ c, F（2）提高效率，质量稳定 2016年全年一次微调合格率最高达99.7%，每炉次配料时间节省5～10min，提高生产效率，减少线上等待，且每车间每天可多熔化一炉铁液，系统配料比人工配料成分一致性高，质量稳定。
7 _: w& \- T- S  g7 ^7 {
（3）员工操作更加简单 合金称量系统是“傻瓜式”操作，不需要冒着人工算错的风险称量，现在一个称对应一个元素，目视化称重，任何新员工都可以通过短时间培训后上岗，真正的简单有效。

datafield

附件无法上传？

xcxso

图片挂了

铸造小虎

1．概述

* ]3 Y1 g  Z5 {我公司是一家专门生产汽车制动盘的企业。目前有5个热工部，电炉为中频感应电炉，容量3.5～12t，数量26台，每天铁液熔炼量为1700t,材质为HT200、HT250和高碳灰铸铁，年生产铸件达30万t。熔炼工部微调过程中铁液需经过多次调整才能合格。以往铁液微调过程中合金重量的计算环节和称重环节的操作，员工执行起来极其不便，熔炼工艺只有配比百分数，操作者凭人工计算（见图1），加上工装设计的缺陷，员工有时候经验称量(甚至不称量)，造成多次成分调整，熔炼时间长，用电量大；并且完全没有防错措施，现场未划分区域，无明确标识，存放合金的袋子都很相似，存在混用风险，掩盖了大量不精益问题，亟待解决。



图1 原配料流程
+ q4 M. A* s" @3 J( v+ f) T, r
2.改善前原状
" u8 z8 e* Q! t1 A7 l& N) F) Y
! x& {: B8 ~; u# a9 i5 T$ ^经前期调查，员工凭经验加料，没有标准，配料人工计算，造成铁液多次调整、熔炼时间长、用电量大。经统计，铁液最多需要经过4次调整，增加调节时间约18min。
- p/ p  A9 Y$ H$ V$ R) I7 X
% F: }3 S$ l7 x5 w1 h& T（1）在熔炼工艺方面 熔炼工艺只有配比百分数，操作者在调整成分时，凭人工计算。

& ?) n7 t: K/ X# L9 o（2）在现场称量方面 操作者在称量合金时，操作很不规范，没有标准。有用铁锹盛着合金在电子秤上称量的，还有把合金放在废弃的袋子上称量的，有些合金的加入甚至未经过称量，完全凭借经验加入。

（3）在合金炉料存放方面 ①现场未划分区域，无明确标识，存放合金的袋子都很相似，存在混用风险。②炉上存放合金的材料柜，相似的合金，如锰铁和铬铁，放在了相邻的铁制容器里，同样存在混用风险。
. e1 M: E4 Z1 ]* y0 i; i3 A. ?. l
3．问题分析

通过鱼骨刺图（见图2），二八法则，导致多次微调铁液成分的原因是：人工计算、凭经验投料。

, Y+ [1 k; ], ?

图 2

（1）人工计算 没有现代化工具有效解决换算问题，计算时间长，容易出错。
8 Z* X3 U) A& m# k  `
相关文件里对合金的加入量规定只有一个数值，没有公差要求，根据技术文件要计算出需要添加的重量需要确定三个参数：差值、铁液吨位、每吨添加量。员工需要计算三者的乘积来最终确定称重量。
+ T# T1 |3 {) ?7 @. n) P
  W! l" r6 B7 [* S! i6 o举例：技术文件规定wMn每增加0.1%，加锰铁（60锰）1.8kg/t。
3 ], _& J4 S2 O/ Z
员工不但要计算实际含量与目标含量的差值，还要乘以1.8，再乘以铁液吨位，计算复杂，易出错。

（2）凭经验投料 ①原铁液以化学成分是否合格、温度是否达标为出炉标准。员工厌倦复杂的计算，时常不计算而仅凭经验就投料，随意性大。②原设计只有一个称体，当需要调整多种合金时，员工需要反复使用一个称体进行称重，易出现漏称现象。
! |( i: o/ \7 x$ l1 n9 W
4．解决方案
1 O: w: s0 W* R
通过分析对合金配料系统进行了构思，如图3所示。



图3 合金配料系统
) V6 J$ B  f$ ?* |
1 k# R8 j# q. V; p5 z将试样从电炉送至光谱试验室后，将合金百分比数据传输至软件系统。软件将自动换算加料数据，并将计算的数值传送至仪表，准确率100%，不需员工口头计算，员工称量准确确认后，称量结束，数据稳定中线范围，智能换算（目视化称重)，如图4所示。



图 4

员工根据终端电子称仪表显示的目标量逐一对应称量，并使用安灯防错系统提示称重是否合格，如图5所示。

  X+ L7 S3 V) ]/ A8 P

图5 安灯防错系统

6 }5 Z6 F6 ^9 }$ X  T5．执行方案并标准化
" i) f+ \! y' [: j
2 p9 ]8 \2 u: j) Z1 V& B9 \方案制定后对员工进行全面培训，使员工充分理解并严格按要求执行。例如：我们编制了系统操作的标准作业，在实施前对员工进行了培训。表1是“系统操作标准”。


" c* W" Z+ Y9 K; h
每周检查执行情况，发现问题后立即反馈并制定应对措施。
! ]* Q2 {6 [' a; A$ b, M5 C
% Y, A8 V  E! e6．效果展示
. f% w- @7 c+ B5 u4 M8 w! {
（1）铁液成分更加稳定 以往人工称量是以口算、心算添加合金元素，称重时甚至凭经验添加合金，对材质稳定性有一定的影响，个别元素虽然在合格范围内，但是会因为人为因素忽高忽低。
4 K$ H# A, `/ M
  u% A9 c( U) i应用合金配料系统后，多数参数设置在中线范围，并且保证了称量范围，铁液化学成分更加稳定。以下是对Cr元素等进行过程能力分析，如图6所示。
) C) R0 M3 N  e7 f# P7 H


（a）


6 ]1 g( C/ Q6 Q1 L1 h! A3 z6 {
; z8 e% h% q$ n( X) @( @( G（b）
6 j$ R: @* Y- S! F$ k

" |0 M$ a8 s+ G: Y+ g
（c）
0 P( s' @! x+ |; h& E1 G
图6 Cr元素等过程能力分析
( F$ A' [4 K, M  a- {2 {: ?+ ]( {
（2）换算准确 ，时间短 不需员工计算，操作简单有效，配料时间节省5～10min。表2是配料时间统计。


0 v9 w. E& q& i1 m/ f" u
（3）避免人因错误，防错效果更佳 在设计初期对6种微调元素逐一对应台秤，使其保证不会出现漏称和拿错的现象发生（见图7）.
7 \+ N' R6 p9 T+ Z
2 X% ]. c; A; J: [ 合金元素的原材料包装袋进行相应的颜色要求，颜色与托盘颜色一致，防止混料（见图8）。
( A5 j1 N# a! \1 v' O

5 `% P4 B% g$ }* Q+ d
& t0 Z/ [4 N4 f4 A& m; q图 7

) s# ~9 ~6 P; Z0 f

" u$ c3 P" W! ]9 e/ A( K: B! x图 8
! w: y, s( t! v: p# X
（4）称量劳动强度减少 重新设计的料斗进行了加高处理，员工在称量时不必再弯腰（见图9）。


- L, C* P: u5 g
图 9

) d" P. V  F6 z+ g( @（5）数据统计功能 软件带有数据采集及统计功能，对于微调金属用量可以有效监控，例如：金属铜的使用量，每次添加完毕后会形成用量报表，对铜的用量进行监控，配合财务部的监控系统可以有效避免铜的失窃。
% s2 h1 Y( |! k: S  \1 b( x
1 w5 _+ l+ V# D7 m6 c/ Y7．成果与收获

" b+ X, V1 X8 K, w$ N' h5 \通过改善获得以下成果：

, B+ \& i$ a1 ?（1）成本 很多铸造企业从熔炼角度寻求节约成本的方法，却忽略了在配料期间产生的等待和能耗浪费，该项目经推广全厂每年可节约电费约422万元。
6 c) W- [) z! v1 j5 P5 K+ T
9 `! v* \5 ~% T( b# X5 L（2）提高效率，质量稳定 2016年全年一次微调合格率最高达99.7%，每炉次配料时间节省5～10min，提高生产效率，减少线上等待，且每车间每天可多熔化一炉铁液，系统配料比人工配料成分一致性高，质量稳定。
+ k6 J8 N8 F5 }& Y: R1 e7 `
  _6 m3 |; k5 q+ q$ n3 R（3）员工操作更加简单 合金称量系统是“傻瓜式”操作，不需要冒着人工算错的风险称量，现在一个称对应一个元素，目视化称重，任何新员工都可以通过短时间培训后上岗，真正的简单有效。

老翻砂匠

铸造小虎 发表于 2022-5-14 06:26
1．概述
& m* s  H. K0 p5 h; c
( E0 p& Y3 ^3 Z* P' w我公司是一家专门生产汽车制动盘的企业。目前有5个热工部，电炉为中频感应电炉，容量3.5～12t，数 ...

7 m/ d' j( i5 O. @感谢虎总将这篇文章补充完整！

铸造小猫

之前见过青岛的一个企业推销过类似的系统，当时受产量影响，感觉价值有限，没过多的考虑。那套系统是介绍的时候说是震动下料，然后称重，料仓比照片中的大。

jnzhangmeng

不错，有幸参与了胜地公司的很多改造项目。有交流的可以联系。
# X7 _7 y6 G+ T+ g; R  I" v