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100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制1小组概况表小组名称前进QC小组成立时间2007年4月课题名称100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制小组类型现场型活动时间2011年2月至2011年12月小组人数14人活动次数18次单位炼钢厂二准备车间100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制2前进QC小组郑家良组内分工:技术顾问文化程度:大学职务:副厂长代敏组内分工:技术顾问文化程度:大学职务:技术科副科长罗焕军组内分工:组长文化程度:大学职务:主任王学杰组内分工:实施文化程度:大专职务:副主任王洪明组内分工:技术顾问文化程度:大学职务:工程师周琴组内分工:QC顾问文化程度:大学职务:质量工程师刘健组内分工:实施、统计文化程度:大学职务:炼钢助工郭勇组内分工:实施、发表文化程度:大学职务:炼钢助工100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制3谢伟组内分工:实施文化程度:大专职务:高级工赵虎组内分工:实施文化程度:高中职务:高级工彭龙组内分工:实施文化程度:中专职务:中级工陈红铁组内分工:实施文化程度:高中职务:高级工前进QC小组孙绪华组内分工:实施文化程度:大专职务:高级工李勇组内分工:实施文化程度:大专职务:高级工100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制41、问题的提出钢包底吹精炼是现代炼钢工艺技术中不可或缺的一个关键环节，承担着去除钢水中夹杂物、均匀钢水成份和提高钢水纯净度的重要任务，随着转炉炼钢工艺的进步，高附加值品种钢的开发，越来越凸显其不可替代的作用。在活动之前,100t钢包平均包龄仅为115炉/个,不仅不能保证底吹效果,且透气砖与钢包砖侵蚀不同步,制约了钢包包龄的提高。2010年11月-2011年1月期间钢包的底吹效果和钢包包龄如下：二、选择课题100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制52010年11月-2011年1月底吹影响统计时间现象发生数量2010年11月－2011年1月钢包底吹不通3次2010年11月－2011年1月钢包底吹效果差13次2010年11月－2011年1月钢包平均包龄115炉/个2010年11月－2011年1月废品171.56t2010年11月－2011年1月回炉310t100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制62、问题调查分析小组成员对出现底吹问题的钢包透气砖进行切片检查，发现砖芯透气孔的内都有不同程度的渗钢现象。从图中可以看出，由于有5-16mm的钢水渗入到透气砖的透气孔中，造成底吹效果差甚至堵塞窜气等。为此我们对钢水渗入的原因进行调查分析，发现钢包在炉前吹完氩快速拔出底吹管道后，在负压的作用下钢水被吸入透气孔中冷凝，造成透气孔堵塞。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制73、选择突破口⑴提出突破口对如何防止钢水渗入透气孔，小组查阅国内相关资料并运用“头脑风暴法”提出了几个可供选择的突破口。使用防漏钢、防渗钢整体透气砖缩小透气砖透气孔研制防钢水渗入装置100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制8⑵突破口的分析、评估与确定小组对三个可供选择的突破口进行了分析、评估，并选定了突破口。注：◎5分○3分△1分100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制9三、设定课题目标1透气砖渗钢深度为0mm2100t钢包包龄提高到120炉/个以上100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制10四、提出方案前确认最佳方案1、提出各种方案小组成员运用头脑风暴法，围绕实现小组活动目标，从防止氩气回流和在管道内留存气体，在拔出快换接头后通过管道内留存气体的压力使气体通过透气砖气隙泄出，以实现快换接头拔出后钢水不渗入透气砖，两个方面提出许多想法和解决方法，初步归纳成以下四种方案。打开关闭100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制11方案一：在钢包现有底吹管上增加一个单向截止阀，在底吹管内留存一部分气体解决钢水渗入的问题。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制12方案二：对钢包底吹系统进行改造，在钢包底吹管道上增加一个圆形气囊，拔除底吹管时气囊内留有一部分气体，防止瞬间负压造成钢水渗入透气孔中。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制13方案三：在钢包底部安装一个圆形的气囊，再在底吹管道上增加一个单向截止阀，既存留气体，又防止气体流失，更好地防止钢水渗入。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制14方案四：与方案三相近，只将圆形气囊改为100mm槽钢制作的方形气囊，安装在钢包包脚内，在留存气体的同时还防止其被撞坏无法进行底吹。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制152、确定进行方案试验的顺序序号方案经济投入试验顺序1方案一购买单向截止阀的成本为130元二2方案二制作气囊使用ø108钢管成本及焊接费用共49.09元一3方案三制作气囊使用ø108钢管成本、焊接费用及单向截止阀共花费179.09元三4方案四制作气囊使用100mm槽钢成本、焊接费用及单向截止阀共花费193.98元四按投入成本的高低排定实验顺序，由低到高进行实验100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制163、根据研制方案从安全性、匹配性、可实施性等方面对相关材料和部件进行选择单向截止阀的选择类型常温阀中温阀高温阀工作温度－40℃≤t≤120℃120℃＜t≤450℃t＞450℃结论由于钢水温度在1530℃－1600℃，钢包外壳温度也有500℃－600℃，所以选用高温单向截止阀气囊选择小组成员通过查阅GB150-1998《钢制压力容器》标准，并通过计算，气囊需要0.0027m3以上容积来留存氩气才能满足停止反吹后钢水不渗入透气砖，所以圆形气囊尺寸为φ108mm×300mm，方形气囊尺寸为100mm×100mm×300mm。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制174、对各种方案进行试验验证试验一2011年5月5日在20#钢包进行大修时对方案二进行试验。对上下两块透气砖各安装一个气囊（使用φ108mm钢管制作，其外观尺寸为φ108mm×300mm），于5月18日投入使用。方案验证：在试验过程中我们发现，20#钢包底吹效果和其他未装气囊的钢包相同，每次使用下来都必须使用吹氧管顶着烧才能满足底吹要求，在20#钢包使用67炉下线后我们将其透气砖拆除进行测量，发现透气砖长度为100mm，还有8-12mm的渗钢。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制18100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制19试验二2011年5月13日在13#钢包对方案一进行试验。在底吹管道上加装单向截止阀，无缝钢管连接采用直接加丝扣进行连接，5月19日投入使用。方案验证：使用过程中我们对13#钢包使用情况进行跟踪，发现使用前期有微弱的气流，使用到中期每次使用下来只要将透气砖工作面残钢烧干净就有较大的气流，但还是达不到吹气精炼的要求，使用59炉下线后测量透气砖残余尺寸比方案二试验的20#钢包好，其长度为147mm，也存在8-10mm的渗钢。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制20100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制21试验三2011年6月7日在30#新钢包上方案三进行实验（在两根底吹管道上安装了φ108mm×300mm的气囊，同时在钢包外壳的底吹管快换接头后面加装单向截止阀），6月14日投入使用。试验验证：上线使用后我们全程跟踪，每次使用完后操作工只需将透气砖工作面残钢烧干净，其单块透气砖流量均≥5m3/h，完全能够满足炉前出钢过程吹氩和精炼炉底吹精炼的要求。30#钢包底吹流量统计44.555.566.5701020304050607080流量标准线m3/h标准线m3/h100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制22使用76炉下线后我们对透气砖进行测量，其残余尺寸为246mm，完全满足钢包安全使用的要求，且无渗钢现象。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制23试验四2011年7月8日在10#钢包上对方案四进行验证（在上下底吹管道上均安装使用100mm的槽钢制作的气囊，其外观尺寸为100mm×100mm×300mm），7月13日上线使用。试验验证：在7月13日10#钢包上线使用后我们对其部分炉次进行跟踪，10#钢包透气砖使用了80炉，我们对其中60炉进行跟踪，透气砖通气量全部≥5m3/h10#钢包底吹流量统计44.555.566.570102030405060流量标准线m3/h100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制24试验验证：在中修拆除10#钢包透气砖时我们对其进行测量，透气砖残余尺寸为239mm，且无渗钢现象，能够满足课题目标的要求。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制255、确定最佳方案方案透气砖侵蚀速度底吹效果制作方便可靠性经济性综合得分方案一△○◎△◎15方案二△△◎○○14方案三◎◎○◎○21方案四◎◎△◎△17注：◎5分○3分△1分方案三所得分数最高，因此作为最优方案：先在钢包底部安装一个圆形的气囊，再从钢包外壳管道上增加一个单向截止阀。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制26五、将方案三具体化并制定对策1、方案三具体分析最优方案分解树图单向截止阀部分气囊部分防漏气、脱落过滤气体杂质防撞损100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制272、制定对策表序号要求对策目标措施完成时间负责人1单向截止阀防漏气脱落进行焊接固定使用过程中单向截止阀不脱落、无漏气1、单向截止阀与底吹无缝钢管焊接在一起2、将单向截止阀固定在钢包外壳上2011年8月刘健彭龙2气囊过滤气体杂质设计气体过滤装置无杂质进入透气砖1、制作气囊选用厚皮无缝钢管2、气囊安装采用低进高出的焊接方式2011年9月刘健彭龙3防撞损利用钢包自身安全位置进行保护钢包使用过程中气囊无撞损气囊安装在钢包底部的保护圈及包脚内，利用钢包外壳进行保护2011年9月刘健彭龙100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制28五、对策实施对策实施一在2011年8月对使用的全部30个钢包两根底吹管均安装单向截止阀，在安装时将底吹用无缝钢管与单向截止阀采用焊接的方式进行连接，并将底吹管道用角钢包裹后焊接在钢包外壳上。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制29实施效果检查在所有钢包安装完单向截止阀后对其使用效果进行检查发现，通过将无缝钢管与单向截止阀采用焊接连接再包裹角钢方式后，不但实现了防漏气、防脱落功能，还增加了防撞功能。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制30对策实施二2011年9月对对策二和对策三同时进行实施，安装气囊时遵循低进高出的原则，使底吹气中的杂质留存在气囊中，并在安装时将气囊安装在钢包保护圈或包脚内。进气管出气管气囊100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制31实施效果检查在所有钢包安装完气囊后，通过采用低进高出安装方法及将气囊安装在钢包保护圈和包脚内等手段，有效解决了底吹气体中的杂质过滤问题以及座包时气囊被撞坏造成钢包不能底吹等问题。100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制32七、效果检查1、与设定的目标值对比对策实施完毕后，我们对钢包下线后的残余透气砖进行测量和切片，查看透气砖渗入钢水的情况。序号月份下线钢包数透气砖残余尺寸透气砖渗钢次数110月30264-322mm0211月29248-312mm0312月34246-314mm0100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制33小组成员在对策实施后钢包使用情况进行统计2011年10月－12月包龄统计118120122124126128130132134136138020406080钢包包龄标准线包龄100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制342、活动前后的效果对比115炉120炉123.47炉目标值活动后活动前100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制353、巩固期效果检查小组对2012年1月-2月100t钢包使用情况进行统计序号月份下线钢包数平均包龄透气砖残余尺寸透气砖渗钢次数11月24125.54256-296mm022月26128.96251-297mm0100t钢包透气砖防钢水渗入装置的研制36直接经济效益计算2011年10月-2012年2月共下线钢包143个,过钢炉数为17978炉（精炼钢包使用一炉按三炉计算），平均出钢量86t/炉，项目实施前平均包龄115炉/个，项目实施后包龄达到平均125.72炉/个以上，按14.80元/t进行结算，活动后每个钢包多