QC成果提高車輪鋼圓坯碳偏析分析的準(zhǔn)確率

1、提高車輪鋼圓坯碳偏析分析準(zhǔn)確率*課題背景 車輪是馬鋼的拳頭產(chǎn)品，由于它的特殊用途，考慮到安全性等因素，所以對(duì)鑄坯質(zhì)量有較高的要求。 車輪鋼在連鑄過(guò)程中因電磁攪拌和選分結(jié)晶等的作用，在鑄坯的近表面和1/2半徑處區(qū)域存在明顯的碳偏析，它直接影響到車輪輪轂踏面及附近區(qū)域的硬度，最終影響車輪的使用性能。 我們?cè)趯?duì)碳偏析研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)碳偏析分析的準(zhǔn)確率對(duì)碳偏析研究顯得尤為重要。因此，我們成立QC小組開(kāi)展QC活動(dòng)，對(duì)車輪圓坯碳偏析分析方法進(jìn)行研究，更好的為連鑄工藝優(yōu)化提供支撐。課題背景*課題背景名詞解釋碳偏析：凝固過(guò)程中碳元素分布不均勻的現(xiàn)象，稱之為碳偏析。碳偏析分析準(zhǔn)確率：同一個(gè)試樣測(cè)量的偏差度在0.9

2、51.05范圍內(nèi)視為準(zhǔn)確，超出該范圍視為不準(zhǔn)確。偏差度：同一個(gè)試樣測(cè)量值與平均值的比值： 。* 小組名稱：煉鋼工藝研究所QC小組小組成立時(shí)間：2011年5月課題類型：攻關(guān)型活動(dòng)時(shí)間：2011年5月2011年12月姓名性別年齡文化程度職稱、職務(wù)組內(nèi)分工劉學(xué)華男40碩士高級(jí)工程師方案策劃、實(shí)施金友林男33博士工程師方案策劃、實(shí)施陶承崗男35本科工程師調(diào)查統(tǒng)計(jì)浦紹敏男28本科工程師方案實(shí)施陳潔女27碩士工程師調(diào)查統(tǒng)計(jì)屈文英女24本科工程師方案實(shí)施沈勇男45大專實(shí)驗(yàn)人員方案實(shí)施小組簡(jiǎn)介 制表人：浦紹敏 制表時(shí)間：2011年5月小組成員概況表*序號(hào)項(xiàng)目名稱時(shí) 間 (2011年)5月6月7月8月9月10月

3、11月12月1選擇課題2現(xiàn)狀調(diào)查3設(shè)定目標(biāo)4原因分析5要因確認(rèn)6制定對(duì)策7對(duì)策實(shí)施8效果檢查9標(biāo)準(zhǔn)化10總結(jié)打算備注：表中紅色箭頭為活動(dòng)計(jì)劃，藍(lán)色實(shí)線為實(shí)際進(jìn)度。QC小組活動(dòng)計(jì)劃表 制表人：陳潔 制表時(shí)間：2011年10月選擇課題*提高車輪鋼圓坯碳偏析分析準(zhǔn)確率選擇課題目前，車輪鋼圓坯碳偏析的分析準(zhǔn)確率僅為70%現(xiàn)行采用的碳偏析分析檢測(cè)方法不合適，準(zhǔn)確率低，且不能準(zhǔn)確反映鑄坯凝固過(guò)程中碳偏析特征?，F(xiàn)狀存在問(wèn)題選定課題*現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查目前碳偏析分析方法是，用空心鉆在圓坯上鉆取30mm x20mm的柱狀樣，利用光譜檢測(cè)碳含量，進(jìn)行碳偏析分析。該方法存在的缺點(diǎn)是：1、試樣尺寸較大；2、光譜光斑大，

4、達(dá)到10mm；3、因平均效應(yīng)不能 準(zhǔn)確反映鑄坯碳偏析特征。*70.0%現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查2011年1月到3月碳偏析分析準(zhǔn)確率準(zhǔn)確率70%*序號(hào)類型個(gè)數(shù)所占比例累計(jì)百分比1分析試樣代表性差4880.00%80.00%2分析試樣有油污46.67%86.67%3分析試樣藍(lán)樣35.00%91.67%4分析誤差23.33%95.00%5其他35.00%100.00%現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查問(wèn)題主要癥結(jié)排查QC小組成員針對(duì)碳偏析分析不準(zhǔn)確的部分，進(jìn)行癥結(jié)排查分析，結(jié)果如下：碳偏析分析不準(zhǔn)確的癥結(jié)排查表 制表人：浦紹敏 制表時(shí)間：2011年6月* 影響圓坯碳偏析分析準(zhǔn)確率的原因排列圖分析試樣代表性差分析試樣 有油污分

5、析試樣 藍(lán)樣分析誤差 其他可見(jiàn)，影響圓坯碳偏析分析準(zhǔn)確率的主要癥結(jié)是：分析試樣代表性差現(xiàn)狀調(diào)查N=6001020304050600%20%40%60%80%100% 48432380%86.7%91.7%95%100%制圖人：浦紹敏 制圖時(shí)間：2011年6月主要癥結(jié)*90%目標(biāo)設(shè)定及可行性分析70%活動(dòng)前活動(dòng)目標(biāo)目標(biāo)設(shè)定 目標(biāo)設(shè)定通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)查分析，我們決定把碳偏析分析準(zhǔn)確率由70%提高到90%作為本次QC活動(dòng)的目標(biāo)。*目標(biāo)設(shè)定1、車輪鋼圓坯碳偏析最嚴(yán)重的區(qū)域是白亮帶以及柱狀晶和等軸晶交界處，由于目前取樣方法的試樣過(guò)大，不具代表性，只要采取有效措施，特別是加大以上兩個(gè)偏析帶的取樣密度，就可以實(shí)現(xiàn)

6、目標(biāo)；2、相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課題很重視，提供有力的技術(shù)支持和資源保障，并且親自參與其中；3、小組成員具備豐富的檢驗(yàn)、質(zhì)量、工藝等方面的知識(shí)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)；4、目標(biāo)值預(yù)測(cè)： 通過(guò)原因排查可以看出分析試樣代表性差占80%， 我們只要解決這種問(wèn)題的90%，則理論分析準(zhǔn)確率就可以提高到90%以上；70.0%+(1-70.0%)80.0%90.0%91.6%90%可行性分析：完成目標(biāo)可行！目標(biāo)設(shè)定及可行性分析*原因分析法環(huán)料人分析試樣代表性差機(jī)試樣鉆取過(guò)程溫度較高冷卻不足取樣密度不夠取樣方法不當(dāng)磁座鉆操作不當(dāng)培訓(xùn)不夠磁座鉆轉(zhuǎn)速快磁座鉆無(wú)調(diào)速試樣帶油污試樣未清洗干凈未嚴(yán)格按要求取樣取樣位置人為偏差 分析試樣代表性

7、差的因果圖制圖人：陳潔 制圖時(shí)間：2011年6月原因分析冷卻水溫高沒(méi)有取樣規(guī)程沒(méi)有有效的清洗措施*取樣位置人為偏差磁座鉆無(wú)調(diào)速?zèng)]有有效的清洗措施培訓(xùn)不夠冷卻水溫高 沒(méi)有取樣規(guī)程末端原因4末端原因1末端原因5末端原因6末端原因3末端原因2原因分析原因分析*要因確認(rèn)序號(hào)末端原因確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人完成時(shí)間1沒(méi)有有效的清洗措施不同清洗方法對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響對(duì)比實(shí)驗(yàn)（不同清洗方法）清洗后測(cè)量差值5%沈勇2011.052磁座鉆無(wú)調(diào)速轉(zhuǎn)速對(duì)碳燒損的影響現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)不出現(xiàn)藍(lán)樣浦紹敏2011.053取樣位置人為偏差取樣位置偏差對(duì)分析數(shù)據(jù)的影響對(duì)比試驗(yàn)（不同位置取樣）不同位置測(cè)量差值5%陶承崗2011.05

8、 要因確認(rèn)表*要因確認(rèn)序號(hào)末端原因確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人完成時(shí)間4冷卻水溫高測(cè)量柱狀樣溫度和冷卻水溫度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試樣溫度100冷卻水溫度50陳潔2011.055沒(méi)有取樣規(guī)程測(cè)量試樣尺寸現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試樣徑向厚度3mm5mm屈文英2011.056培訓(xùn)不足鉆樣操作人員培訓(xùn)情況1、查閱培訓(xùn)記錄2、現(xiàn)場(chǎng)技能考核合格率100%金友林2011.05 制表人：浦紹敏 制表時(shí)間：2011年6月*要因確認(rèn)沒(méi)有有效的清洗措施1序號(hào)取樣位置普通察洗后試樣碳含量（%）超聲波清洗后試樣碳含量（%）測(cè)量差值1圓坯邊緣位置0.740.6316%2半徑1/2位置0.640.606.4%3半徑3/4位置0.700.6113%4

9、圓坯中心位置0.700.665.8%要因 測(cè)量差值5%（不符合標(biāo)準(zhǔn)）小組成員對(duì)比了不同清洗方法對(duì)試樣檢測(cè)結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)超聲波清洗過(guò)的試樣碳含量顯著下降，數(shù)據(jù)證明試樣加工過(guò)程中沾染的油污嚴(yán)重地影響了碳含量的檢測(cè)分析，清洗前后測(cè)量差值5%。*磁座鉆無(wú)調(diào)速2要因確認(rèn)不出現(xiàn)藍(lán)樣（符合標(biāo)準(zhǔn)）且光譜分析面在圓柱形上表面，而藍(lán)樣發(fā)生區(qū)域?yàn)閳A柱樣側(cè)面。小組成員經(jīng)過(guò)實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)，取樣時(shí)雖然鉆頭速度不可調(diào)，但不會(huì)造成試樣表面發(fā)藍(lán)（藍(lán)樣）。是否產(chǎn)生藍(lán)樣分析面非要因*要因確認(rèn)取樣位置人為偏差3由于取樣位置人為偏差，在取光譜圓柱樣時(shí)，很難保證五個(gè)圓柱樣的圓心落在同一條直徑上，造成分析結(jié)果不能很好反映徑向的碳含量分布。

10、但經(jīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，影響不大。序號(hào)取樣位置同一徑向直線不同徑向直線位置測(cè)量差值1圓坯邊緣位置0.630.641.6%2半徑1/2位置0.620.620%3半徑3/4位置0.610.621.6%4圓坯中心位置0.670.670%非要因 測(cè)量差值5%(符合標(biāo)準(zhǔn)）*要因確認(rèn)冷卻水溫高4試樣溫度100冷卻水溫度50（符合標(biāo)準(zhǔn)）小組成員利用測(cè)溫槍現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量了鑄坯和試樣的溫度，發(fā)現(xiàn)在開(kāi)動(dòng)冷卻水的情況下，鑄坯和試樣溫度均低于100。小組成員測(cè)量冷卻水溫度，冷卻水溫度為2040。冷卻水溫度試樣溫度非要因*沒(méi)有取樣規(guī)程5要因確認(rèn)試樣直徑30mm由于目前對(duì)碳偏析的檢測(cè)及分析沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，操作時(shí)憑經(jīng)驗(yàn)用磚頭取樣，目前

11、的取樣方法是延徑向取5個(gè)柱狀樣，每個(gè)試樣徑向厚度為30mm，通過(guò)查閱相關(guān)資料，碳偏析分析時(shí)，試樣徑向厚度一般為35mm。要因徑向厚度大于35mm不符合標(biāo)準(zhǔn)*培訓(xùn)不足6要因確認(rèn) 合格率100%（符合標(biāo)準(zhǔn)）通過(guò)查閱培訓(xùn)記錄和現(xiàn)場(chǎng)技能考核，鉆樣操作人員的操作合格率為100%取樣人員上崗前都經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，培訓(xùn)時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)。培訓(xùn)考核非要因*要因確認(rèn)要因沒(méi)有取樣規(guī)程沒(méi)有有效的清洗措施*制定對(duì)策序號(hào)主要原因?qū)Σ吣繕?biāo)措施負(fù)責(zé)人地點(diǎn)完成日期1沒(méi)有取樣規(guī)程 制定取樣規(guī)程增加取樣密度，減小試樣尺寸至3-5mm 1、制定新的取樣方 2、采用刨床刨取屑樣 3、編制取樣規(guī)程金友林試樣加工站7.152沒(méi)有有效的清洗措施采取有效

12、的清洗措施降低油污的影響將試樣放入超聲波清洗儀進(jìn)行清洗沈勇煉鋼所7.20根據(jù)“5W1H”制定對(duì)策實(shí)施表*對(duì)策實(shí)施要因：沒(méi)有取樣規(guī)程對(duì)策：制定取樣規(guī)程，碳偏析試樣取樣方法由取柱狀樣改為取片樣。對(duì)策實(shí)施一30mm12mm*對(duì)策實(shí)施制定取樣方案：對(duì)策實(shí)施一：*對(duì)策實(shí)施對(duì)策實(shí)施對(duì)策效果通過(guò)制定取樣規(guī)程，改變?nèi)臃绞剑扇∑瑯哟嬷鶢顦?，之前碳偏析分析反映的是每?20s的變化情況，現(xiàn)在片樣反映的是間隔幾秒的變化情況，達(dá)到增加取樣密度，比較真實(shí)的反映碳偏析的目標(biāo)。項(xiàng)目柱狀樣片樣試樣尺寸30mm1-2mm反映的凝固時(shí)間420s42s取樣密度38mm2mm左右達(dá)到增加取樣密度的目的！*對(duì)策實(shí)施對(duì)策實(shí)施后碳偏

13、析分析準(zhǔn)確率的情況：對(duì)策實(shí)施之后，每一個(gè)片樣都能更真實(shí)的反映該偏析點(diǎn)碳含量的真實(shí)值，能更客觀的反映鑄坯偏析特征，提高碳偏析分析準(zhǔn)確率。試樣編號(hào)一次測(cè)量值二次測(cè)量值偏差度準(zhǔn)確率10.5310.5401.02100%20.5250.5100.9730.5140.5100.9940.5220.5100.9850.5220.5201.0060.5250.5100.9770.5260.5100.9780.5290.5100.9690.5230.5301.01100.5180.5251.01 對(duì)策實(shí)施后碳偏析分析準(zhǔn)確率情況*對(duì)策實(shí)施要因：沒(méi)有有效的清洗措施對(duì)策：采取有效的清洗措施，采用超聲波清洗儀對(duì)試樣進(jìn)

14、行清洗對(duì)策實(shí)施二：把從圓坯上取下的片樣放入超聲波清洗儀進(jìn)行清洗，去掉試樣表面的油污，避免對(duì)分析結(jié)果造成影響。*小組成員發(fā)明的試樣自動(dòng)風(fēng)干裝置：對(duì)策實(shí)施*對(duì)策實(shí)施對(duì)策實(shí)施對(duì)策效果達(dá)到降低油污影響的目標(biāo)！通過(guò)對(duì)試樣進(jìn)行超聲波清洗，達(dá)到減少試樣上殘留的油污的目標(biāo)，通過(guò)對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較，可以看出經(jīng)過(guò)超聲波清洗后的試樣，兩次檢驗(yàn)結(jié)果比較一致。試樣編號(hào)取樣位置普通擦洗后試樣碳含量（%）超聲波一次清洗試樣碳含量（%）超聲波二次清洗試樣碳含量（%）1圓坯邊緣位置0.700.630.632半徑1/2位置0.660.620.623半徑3/4位置0.690.610.614圓坯中心位置0.710.670.67*效果檢查

15、效果檢查：效果檢查！沒(méi)有取樣規(guī)程取樣不規(guī)范，取樣密度不夠，不能準(zhǔn)確反映碳偏析特征統(tǒng)一取樣規(guī)程，取樣方法有效，取樣密度增加，基本符合碳偏析特征沒(méi)有有效的清洗措施存在油污污染，影響碳含量檢測(cè)試樣清洗后降低了對(duì)分析結(jié)果的影響比較結(jié)果主要原因?qū)Σ邔?shí)施前對(duì)策實(shí)施后（一）對(duì)策實(shí)施后的效果*效果檢查：效果檢查實(shí)施前活動(dòng)中實(shí)施后70%85%95%對(duì)策實(shí)施前后碳偏析分析準(zhǔn)確率*活動(dòng)前活動(dòng)目標(biāo)活動(dòng)后活動(dòng)前活動(dòng)目標(biāo)活動(dòng)后70%90%95%圓滿完成活動(dòng)目標(biāo)?。ǘ┠繕?biāo)值完成情況效果檢查：效果檢查*效果檢查： 碳偏析分析準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)，始終能保持在小組目標(biāo)值90%以上，證明我們采取的措施效果很好，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。目標(biāo)實(shí)現(xiàn)鞏固

16、期小組目標(biāo)效果檢查（三）效果跟蹤檢查*效果檢查序號(hào)類型個(gè)數(shù)所占比例累計(jì)百分比1片樣發(fā)藍(lán)960.00%60.00%2試樣二次污染320.00%80.00%3人員操作失誤213.33%93.33%4分析試樣代表性差16.67%100.00%活動(dòng)后碳偏析分析準(zhǔn)確率上升到95%，我們對(duì)不準(zhǔn)確的進(jìn)行癥結(jié)排查分析，活動(dòng)前的癥結(jié)：分析試樣代表性差已經(jīng)由原來(lái)的80%降低到現(xiàn)在6.7%，主要癥結(jié)已轉(zhuǎn)變成片樣發(fā)藍(lán)?；顒?dòng)后碳偏析分析不準(zhǔn)確的癥結(jié)排查表 制表人：浦紹敏 制表時(shí)間：2011年9月效果檢查：（四）活動(dòng)后碳偏析分析不準(zhǔn)確的癥結(jié)排查情況 *效果檢查：效果檢查 活動(dòng)后影響圓坯碳偏析分析準(zhǔn)確率的原因排列的柱狀圖活

17、動(dòng)前問(wèn)題的主要癥結(jié)已基本得到解決！主要癥結(jié)60%20%13.33%6.67%*通過(guò)QC小組活動(dòng)，小組成員制定了一整套新的取樣制樣方法，及相關(guān)改進(jìn)措施，把碳偏析分析準(zhǔn)確率由原來(lái)的70%提高到95%，對(duì)連鑄工藝優(yōu)化改進(jìn)提供了更好的支撐。有形效益評(píng)估效果檢查車輪圓坯碳偏析分析準(zhǔn)確率提高了25.00%（五）效益評(píng)估 *通過(guò)本次QC活動(dòng)，小組成員集思廣益、齊心協(xié)力、團(tuán)結(jié)協(xié)作，很好的發(fā)揮了主觀能動(dòng)性，大大提升了小組成員提出、分析和解決問(wèn)題的能力，綜合素質(zhì)得到增強(qiáng)。 無(wú)形效益評(píng)估效果檢查小組成員在QC活動(dòng)過(guò)程中加深了對(duì)碳偏析方面知識(shí)的了解，掌握了利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證創(chuàng)新思路的研究方法，提高了團(tuán)隊(duì)工作的能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)凝聚力提升綜合素質(zhì)：加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)：*措施一：為了固化對(duì)策措施，特制定了圓坯碳偏析試樣取樣方法，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：MTS60001-2011-01，保證以后取樣作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。制定鞏固措施 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化 * 我們將本次活動(dòng)所確定的工藝方案及有關(guān)圖紙資料，匯編成冊(cè)，并把所有資料收集整理，歸檔保存。 標(biāo)準(zhǔn)化*下一步計(jì)劃總結(jié)及下一步打算：一、小組團(tuán)隊(duì)及個(gè)人收獲：解決問(wèn)題