有心感應爐組生產能力提升影響因素分析

劉喜龍，張 勇，張晶晶

（1.西安電爐研究所有限公司，陜西西安710061；2.陜西省電爐工程技術研究中心，陜西西安710061；3.西安中冶新材料有限公司，陜西西安710061）

隨著經濟的發展和科技的進步國內對銅板帶產品量的需求不斷提高。銅板帶產品也在向多品種、多規格、高精度、高性能、高技術含量及高附加值方向發展。有心感應爐組作為銅板帶生產線的龍頭設備，如何優化生產工藝，發揮設備的最佳性能成為生產廠家的實際需求[1]。某公司設計制造了一套有心感應熔化保溫爐組，該設備用于銅合金的熔化、保溫及澆注。設備投產初期，生產能力未能達到最大產能。經過收集現場生產數據并對數據進行分析比對，找出了其中影響生產能力的因素，根據影響因素提出了改進措施，經過現場實施后使得設備生產能力達到最大。

1 基本情況

有心感應爐組用于銅合金鑄錠的生產，主要包括熔煉爐、保溫爐、轉爐流槽、控溫裝置、液壓系統、冷卻水系統、電源電控系統、半連續鑄造機等。

有心感應爐組主要參數如下：

典型合金牌號：H65；

鑄錠規格/mm×mm×mm：220×630×7 700；

鑄錠質量/t：9；

熔煉溫度/℃：1 060～1 210；

鑄造溫度/℃：1 060～1 200；

有心熔化爐：有效容量10 t；感應體功率2×800 kW，熔煉爐熔化速率≥5 t/h；

有心保溫爐：有效容量10 t；感應體功率500 kW；升溫能力≥100 ℃/h；

工藝操作順序：加料→升溫后扒渣→覆蓋干燥木炭→升溫噴火取樣分析→轉爐→保溫爐加細化劑和磷銅→扒渣→覆蓋干燥木炭→升溫噴火→成分微調→靜置、燙爐頭→澆注。

2 生產數據統計分析

從現場獲得的49根鑄錠的生產過程數據，將其錄入表格中，然后進行統計分析。

生產初期有心感應爐組配備操作工4 人，其中兩人負責在熔化爐工位進行加料、拔渣、取樣、成分調整、轉爐等工作，1 人負責配料，1 人在保溫爐工位負責保溫爐與鑄造機的操作及澆鑄工作。

從圖1可知熔化爐單個生產周期最快2 h，最慢7.65 h（包含故障維修時間）。經過計算得出熔化爐平均生產周期3.9 h。保溫爐單個生產周期最快1.6 h，最慢4.8 h（包含故障維修時間），經過計算保溫爐平均生產周期為3.12 h。

圖1 熔化爐、保溫爐生產時間匯總

從圖2 中可以看出，熔化爐的加料時間決定了熔化爐整個生產周期的時間。從圖2及表1可以看出熔化爐生產周期小于2.5 h的爐次加料時間均小于1.5 h。其中熔化爐單個生產周期中加料最快0.75 h 完成，最慢2.66 h完成。

圖2 熔化爐加料時間及生產時間匯總

表1 熔化爐加料時間分布表

由圖1對比分析可知保溫爐的一個生產周期小于熔化爐的一個生產周期，因此熔化爐的一個生產周期決定了有心感應爐組的生產周期。按照收集的生產數據計算得出一個生產周期平均時間為3.9 h，日平均產能為6根鑄錠，每天生產鑄錠54 t。

針對有心感應爐組生產周期長產能低的情況，經過分析現場數據發現存在以下影響因素：

（1）熔化爐配料速度不滿足加料要求，連續生產時熔化爐加料時長期出現一邊配料一邊加料的情況，造成加料時間過長，加料速度小于熔化速度，造成爐內銅液溫度持續升高后被迫手動操作降低熔化功率。

（2）熔化爐拔渣、升溫噴火、取樣分析等相關工藝時間無標準作業時間，造成生產周期不固定。

（3）其他設備占用、故障維修等造成生產停頓。

（4）操作人員的操作熟練程度直接影響具體操作時間。

（5）操作工藝不一致造成的工藝時間不一致。

經過分析收集的多組數據，形成在生產初期熔化爐及保溫爐合理的工藝周期，見表2、表3。

表2 熔化爐生產周期 min

表3 保溫爐生產周期 min

熔化爐一個生產周期大于保溫爐一個生產周期，因此總的生產周期的時間為熔化爐一個生產周期的時間，按現有生產條件熔化爐一個生產周期為2.5 h，保溫爐一個生產周期為2.3 h。每天實際可以生產9 根鑄錠。將分析數據反饋給生產現場，在生產條件不變的情況下現場進行充分準備后每天可以生產9 根鑄錠，與分析數據一致。

3 采取的改進措施。

綜上所述，為了能夠達到最大產能具體采取的措施如下：

3.1 規范操作時間。

（1）熔化爐加料單爐次50 min內加完。

（2）70 min內完成液面浮料下沉，使液面上部沒有漂浮料，確認液面高度，保證低溫熔化。

（3）90～105 min 左右扒渣及取樣分析（扒渣15 min 內完成，成分化驗10 min內完成）。

（4）110～115 min左右噴火出爐。

（5）120～130 min 內轉爐完成，每班轉爐完成后需清理流槽及熔化爐轉注口。

3.2 規范交接班條件

（1）保證熔化爐內有一爐合格的銅水。

（2）保證加料平臺上有5箱配好的原料。

（3）保證流槽及熔化爐轉注口清理完成。

3.3 加強管理提高操作水平。

操作工人的操作水平直接影響設備的生產能力，通過加強對工人的專業技能的培訓，提高工人的操作水平，并且制定合理的工藝，強化技術人員的跟蹤管理，完善考核機制，不僅能夠達到設備的最大產能，而且還能夠擁有穩定的產品質量。

3.4 加強生產維護降低設備故障率。

根據設備特點制定定期檢查維護制度，建立設備點檢表，落實檢查維護責任，安排專業檢查維護人員進行設備的檢查維護。將設備的故障率納入日常考核機制，促使設備使用及維護人員努力降低設備故障率，從而將設備的生產能力發揮到最大。

4 結 論

有心感應爐組的生產能力是銅板帶生產中的一項重要指標，影響有心感應爐組生產能力的因素涵蓋設備、生產工藝、操作、人員管理等各個方面，需要各個方面的精確配合。從生產情況及數據分析得出，在有心感應爐組生產時需要規范操作時間、規范交接班條件、加強管理提高操作水平、加強生產維護降低設備故障率。只有將各個環節做到位，才可以發揮設備的最大生產能力。按照上述改進措施實施后，最終有心感應爐組達可以達到每天生產11根鑄錠的最大生產能力。