有心感应炉组生产能力提升影响因素分析

刘喜龙，张 勇，张晶晶

（1.西安电炉研究所有限公司，陕西西安710061；2.陕西省电炉工程技术研究中心，陕西西安710061；3.西安中冶新材料有限公司，陕西西安710061）

随着经济的发展和科技的进步国内对铜板带产品量的需求不断提高。铜板带产品也在向多品种、多规格、高精度、高性能、高技术含量及高附加值方向发展。有心感应炉组作为铜板带生产线的龙头设备，如何优化生产工艺，发挥设备的最佳性能成为生产厂家的实际需求[1]。某公司设计制造了一套有心感应熔化保温炉组，该设备用于铜合金的熔化、保温及浇注。设备投产初期，生产能力未能达到最大产能。经过收集现场生产数据并对数据进行分析比对，找出了其中影响生产能力的因素，根据影响因素提出了改进措施，经过现场实施后使得设备生产能力达到最大。

1 基本情况

有心感应炉组用于铜合金铸锭的生产，主要包括熔炼炉、保温炉、转炉流槽、控温装置、液压系统、冷却水系统、电源电控系统、半连续铸造机等。

有心感应炉组主要参数如下：

典型合金牌号：H65；

铸锭规格/mm×mm×mm：220×630×7 700；

铸锭质量/t：9；

熔炼温度/℃：1 060～1 210；

铸造温度/℃：1 060～1 200；

有心熔化炉：有效容量10 t；感应体功率2×800 kW，熔炼炉熔化速率≥5 t/h；

有心保温炉：有效容量10 t；感应体功率500 kW；升温能力≥100 ℃/h；

工艺操作顺序：加料→升温后扒渣→覆盖干燥木炭→升温喷火取样分析→转炉→保温炉加细化剂和磷铜→扒渣→覆盖干燥木炭→升温喷火→成分微调→静置、烫炉头→浇注。

2 生产数据统计分析

从现场获得的49根铸锭的生产过程数据，将其录入表格中，然后进行统计分析。

生产初期有心感应炉组配备操作工4 人，其中两人负责在熔化炉工位进行加料、拔渣、取样、成分调整、转炉等工作，1 人负责配料，1 人在保温炉工位负责保温炉与铸造机的操作及浇铸工作。

从图1可知熔化炉单个生产周期最快2 h，最慢7.65 h（包含故障维修时间）。经过计算得出熔化炉平均生产周期3.9 h。保温炉单个生产周期最快1.6 h，最慢4.8 h（包含故障维修时间），经过计算保温炉平均生产周期为3.12 h。

图1 熔化炉、保温炉生产时间汇总

从图2 中可以看出，熔化炉的加料时间决定了熔化炉整个生产周期的时间。从图2及表1可以看出熔化炉生产周期小于2.5 h的炉次加料时间均小于1.5 h。其中熔化炉单个生产周期中加料最快0.75 h 完成，最慢2.66 h完成。

图2 熔化炉加料时间及生产时间汇总

表1 熔化炉加料时间分布表

由图1对比分析可知保温炉的一个生产周期小于熔化炉的一个生产周期，因此熔化炉的一个生产周期决定了有心感应炉组的生产周期。按照收集的生产数据计算得出一个生产周期平均时间为3.9 h，日平均产能为6根铸锭，每天生产铸锭54 t。

针对有心感应炉组生产周期长产能低的情况，经过分析现场数据发现存在以下影响因素：

（1）熔化炉配料速度不满足加料要求，连续生产时熔化炉加料时长期出现一边配料一边加料的情况，造成加料时间过长，加料速度小于熔化速度，造成炉内铜液温度持续升高后被迫手动操作降低熔化功率。

（2）熔化炉拔渣、升温喷火、取样分析等相关工艺时间无标准作业时间，造成生产周期不固定。

（3）其他设备占用、故障维修等造成生产停顿。

（4）操作人员的操作熟练程度直接影响具体操作时间。

（5）操作工艺不一致造成的工艺时间不一致。

经过分析收集的多组数据，形成在生产初期熔化炉及保温炉合理的工艺周期，见表2、表3。

表2 熔化炉生产周期 min

表3 保温炉生产周期 min

熔化炉一个生产周期大于保温炉一个生产周期，因此总的生产周期的时间为熔化炉一个生产周期的时间，按现有生产条件熔化炉一个生产周期为2.5 h，保温炉一个生产周期为2.3 h。每天实际可以生产9 根铸锭。将分析数据反馈给生产现场，在生产条件不变的情况下现场进行充分准备后每天可以生产9 根铸锭，与分析数据一致。

3 采取的改进措施。

综上所述，为了能够达到最大产能具体采取的措施如下：

3.1 规范操作时间。

（1）熔化炉加料单炉次50 min内加完。

（2）70 min内完成液面浮料下沉，使液面上部没有漂浮料，确认液面高度，保证低温熔化。

（3）90～105 min 左右扒渣及取样分析（扒渣15 min 内完成，成分化验10 min内完成）。

（4）110～115 min左右喷火出炉。

（5）120～130 min 内转炉完成，每班转炉完成后需清理流槽及熔化炉转注口。

3.2 规范交接班条件

（1）保证熔化炉内有一炉合格的铜水。

（2）保证加料平台上有5箱配好的原料。

（3）保证流槽及熔化炉转注口清理完成。

3.3 加强管理提高操作水平。

操作工人的操作水平直接影响设备的生产能力，通过加强对工人的专业技能的培训，提高工人的操作水平，并且制定合理的工艺，强化技术人员的跟踪管理，完善考核机制，不仅能够达到设备的最大产能，而且还能够拥有稳定的产品质量。

3.4 加强生产维护降低设备故障率。

根据设备特点制定定期检查维护制度，建立设备点检表，落实检查维护责任，安排专业检查维护人员进行设备的检查维护。将设备的故障率纳入日常考核机制，促使设备使用及维护人员努力降低设备故障率，从而将设备的生产能力发挥到最大。

4 结 论

有心感应炉组的生产能力是铜板带生产中的一项重要指标，影响有心感应炉组生产能力的因素涵盖设备、生产工艺、操作、人员管理等各个方面，需要各个方面的精确配合。从生产情况及数据分析得出，在有心感应炉组生产时需要规范操作时间、规范交接班条件、加强管理提高操作水平、加强生产维护降低设备故障率。只有将各个环节做到位，才可以发挥设备的最大生产能力。按照上述改进措施实施后，最终有心感应炉组达可以达到每天生产11根铸锭的最大生产能力。