降低3104罐料用铸锭废品率的改进措施

李朝阳，方 英，王明博，梁志勇

（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆 九龙坡 401326）

0 前 言

2011年我公司3104罐料用铸锭废品率为20.76%，现场废品、锯切废品、加铣废品等高达9301t，这些不合格铸锭改尺、继续加工或回炉熔化，不仅影响成品率，而且增加工作量和工作效率。为了提高铸锭使用率，降低生产成本，本文提出了具体办法和措施，改进工艺，优化制度，并取得了一定成效。

降低3104合金铸锭废品率，不但可以为公司增效益，改进铸锭加工方法，而且还可以推广到其他产品中去。

1 现状调查

（1）对2011年生产的3104合金所有规格进行统计，确定其投料量、加工量、底部缺陷位置、加铣废品量和加铣废品率的分布情况，统计结果如表1所示。

表1 2011年3104罐料用铸锭生产加工情况统计

（2）对2011年3104罐料用铸锭的生产加工、晶粒度和粗晶层深度进行了现状调查（见表2和表3），从这些统计表中可看出，影响3104锯切量的底部缺陷主要集中在270mm以内，平均粗晶层深度10mm以内，晶粒度检测最终低倍分析结果100%合格。

表2 2011年3104罐料用铸锭粗晶层深度统计情况

表3 2011年3104罐料用铸锭晶粒度统计情况

图1 2011年成品和废品分布图

（3）从2011年成品和废品分布图中可以看出，影响3104罐料用铸锭废品率的两个主要因素：一是铸锭头尾锯切废品量，占11.51%；二是下工序返回废品量，占6.32%，如图1所示。

而从下工序返回废品分布图中可知，加铣量占下工序返回废品的27.86%，因此，下工序加铣量也是影响3104罐料用铸锭废品率高的重要因素之一，如图2所示。

图2 2011年返回废品分布图

通过对2011年3104罐料用铸锭的调查，得到的结论是降低3104罐料用铸锭废品率，必须设法减少3104合金铸锭锯切头、尾废品和下工序加铣废品量，才能降低3104罐料用铸锭废品率。

2 原因分析

通过对3104罐料用铸锭生产的人、机、料、法、环5个环节方面进行了原因分析，对2011年生产的3104合金铸锭的低倍试样组织进行分析和多批次试验料轧制质量跟踪，可以确定3104铸锭头、尾锯切量为600mm不合理，是造成铸锭废品量高的主要原因。

通过铸锭的试样组织分析，发现93.84%的粗晶层组织在10mm以内，6.16%的粗晶层组织在10～15mm；铸锭后续加工质量稳定，因此可以确认铸锭铣面量过多是造成废品量高的主要原因。

通过对深床、流槽清理状况检查，发现用扫帚清理流槽时，细小的渣子难以彻底清除，拐角和缝隙处有氧化膜，可以直接形成夹渣或夹渣裂纹。发现流槽的维护周期，按照一周三次维护频次，破损处得不到及时修复，可以直接减少工具使用寿命，增加夹渣风险。发现除气和精炼装置维护，在气体流量异常时才检查，不能及时处理气孔阻塞现象，从而导致熔体含气量增多。发现结晶器的维护间隔周期过长，水套和油路容易发生阻塞，导致铸锭通裂或拉裂。因此可以确认在线工装维护制度不完善也是主要原因。

综上所述，最终确定了三个因素是影响3104罐料用铸锭废品率高的主要原因：（1）锯切工艺不合理；（2）铣面工艺不合理；（3）在线工装维护制度不完善。

3 制定对策和对策实施

3.1 制定对策

针对影响3104罐料用铸锭废品率高的主要原因，制定相应对策，见表4。

表4 降低3104罐料用铸锭废品率的对策

3.2 对策实施

3.2.1 减少铸锭头、尾锯切量

（1）2012年4月份，我们通过数批试验料比较，发现当头、尾锯切值减少到400mm时，后续加工质量稳定，而在试验中，当铸锭头部锯切量减少至250mm，仍有部分冷隔缺陷存在，铸锭尾部锯切量减少至100mm时，发现存在疏松和夹渣风险。因此，确定了头部切280mm，尾部切120mm的改进方向。

（2）根据3104罐料用铸锭头、尾锯切量的变化，要求铸造岗位开头处理冷隔等要快，铸造开头200mm后尽量不去干扰铸造过程，避免因底部缺陷加长而影响锯切量。通过减少铸锭头、尾锯切量试验方案后，效果如表5所示。

表5 3104罐料用铸锭锯切实验实施的效果

3.2.2 大面减少加铣量

通过对3104铸锭铣面量情况的统计，确定将3104罐料用铸锭铣面量减少到15mm/面，可以大大减少废品率。最终实施后的效果如表6所示。

表6 2012年5～12月3104铸锭铣面量统计实施的效果

3.2.3 优化在线工装的维护制度

（1）2012年5月，重新优化在线工装维护清理制度（见表7），并在内部开展培训，培训合格率为100%。

表7 在线工装维护要求

（2）针对优化的在线工装维护制度，定期对该制度的执行情况进行抽查，2012年5至12月未发现因未执行制度而考核的现象。

4 效果检查和效益情况

4.1 效果检查

根据2012年5月至2013年3月3104铸锭统计明细，可以看出实际废品率为17.53%，比目标值还低，见表8。

4.2 效益情况

（1）经济效益，从统计的2012年5月到12月份，3104罐料用铸锭发送量约为23472t，投料单价13704元/吨，金属烧损按2.7%计算，加工废料按13320元/吨计算，则完成项目后减少投料金属烧损和增加产量产生的经济效益为：

3104合金效益=23472×（1/80.1%-1/82.47%）×（13704-（1-0.027）×13320）=625300元≈62.53万元

（2）社会效益，取得了如下社会效益：①铸锭减少锯切量，降低了铸锭加工成本，使下道工序加工产能潜力得到进一步延伸；②及时、保质为客户供货，赢得了用户的信任；③该成果经验已相继推广应用至2系、7系合金等铸锭生产，同样取得了较大的经济效益。

5 总 结

通过这次3104罐料用铸锭废品率统计分析，3104罐料用铸锭废品率有了明显的降低，达到了预期目的。但是，3104罐料用铸锭还面临内部夹渣等现场废品问题，今后应从以下几个方面继续开展活动：

（1）优化现场工装质量，严格把关，减少因铸造开头准备不足、成分问题等造成的现场废品。

（2）公司内部继续开展降低现场废品率和提高铸锭成型率的活动。

（3）为保证3104罐料用铸锭头、尾锯切量为400mm的铸锭质量，将优化后的锯切头尾量、开头操作规范和铸造在线工装的维护制度纳入管理文件中，同时，重新修订现场废品考核方案。

表8 2012年5月～2013年3月3104铸锭统计明细