提高車輪鋼圓坯碳偏析分析準確率1*課題背景

車輪是馬鋼的拳頭產品，由于它的特殊用途，考慮到安全性等因素，所以對鑄坯質量有較高的要求。

車輪鋼在連鑄過程中因電磁攪拌和選分結晶等的作用，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。我們在對碳偏析研究過程中發(fā)現(xiàn)碳偏析分析的準確率對碳偏析研究顯得尤為重要。因此，我們成立QC小組開展QC活動，對車輪圓坯碳偏析分析方法進行研究，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。碳偏析分析準確率：同一個試樣測量的偏差度在0.95~1.05范圍內視為準確，超出該范圍視為不準確。偏差度：同一個試樣測量值與平均值的比值：。*小組名稱：煉鋼工藝研究所QC小組小組成立時間：2011年5月課題類型：攻關型活動時間：2011年5月——2011年12月小組簡介

制表人：浦紹敏制表時間：2011年5月小組成員概況表*備注：表中紅色箭頭為活動計劃，藍色實線為實際進度。QC小組活動計劃表

制表人：陳潔制表時間：2011年10月選擇課題*提高車輪鋼圓坯碳偏析分析準確率選擇課題目前，車輪鋼圓坯碳偏析的分析準確率僅為70%現(xiàn)行采用的碳偏析分析檢測方法不合適，準確率低，且不能準確反映鑄坯凝固過程中碳偏析特征。現(xiàn)狀存在問題選定課題*現(xiàn)狀調查現(xiàn)狀調查目前碳偏析分析方法是，用空心鉆在圓坯上鉆取?30mmx20mm的柱狀樣，利用光譜檢測碳含量，進行碳偏析分析。該方法存在的缺點是：1、試樣尺寸較大；2、光譜光斑大，達到10mm；3、因平均效應不能準確反映鑄坯碳偏析特征。*70.0%現(xiàn)狀調查現(xiàn)狀調查2011年1月到3月碳偏析分析準確率準確率70%*現(xiàn)狀調查現(xiàn)狀調查問題主要癥結排查QC小組成員針對碳偏析分析不準確的部分，進行癥結排查分析，結果如下：碳偏析分析不準確的癥結排查表制表人：浦紹敏制表時間：2011年6月*

影響圓坯碳偏析分析準確率的原因排列圖分析試樣代表性差分析試樣有油污分析試樣

藍樣分析誤差其他可見，影響圓坯碳偏析分析準確率的主要癥結是：分析試樣代表性差現(xiàn)狀調查N=6001020304050600%20%40%60%80%100%48432380%86.7%91.7%95%100%制圖人：浦紹敏制圖時間：2011年6月主要癥結*90%目標設定及可行性分析70%活動前活動目標目標設定

目標設定通過現(xiàn)狀調查分析，我們決定把碳偏析分析準確率由70%提高到90%作為本次QC活動的目標。*目標設定1、車輪鋼圓坯碳偏析最嚴重的區(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大，不具代表性，只要采取有效措施，特別是加大以上兩個偏析帶的取樣密度，就可以實現(xiàn)目標；2、相關領導對我們課題很重視，提供有力的技術支持和資源保障，并且親自參與其中；3、小組成員具備豐富的檢驗、質量、工藝等方面的知識和相關經驗；4、目標值預測：通過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題的90%，則理論分析準確率就可以提高到90%以上；70.0%+(1-70.0%)×80.0%×90.0%＝91.6%>90%可行性分析：完成目標可行！目標設定及可行性分析*原因分析法環(huán)料人分析試樣代表性差機試樣鉆取過程溫度較高冷卻不足取樣密度不夠取樣方法不當磁座鉆操作不當培訓不夠磁座鉆轉速快磁座鉆無調速試樣帶油污試樣未清洗干凈未嚴格按要求取樣取樣位置人為偏差

分析試樣代表性差的因果圖制圖人：陳潔制圖時間：2011年6月原因分析冷卻水溫高沒有取樣規(guī)程沒有有效的清洗措施*取樣位置人為偏差磁座鉆無調速沒有有效的清洗措施培訓不夠冷卻水溫高沒有取樣規(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

要因確認表*要因確認制表人：浦紹敏制表時間：2011年6月*要因確認沒有有效的清洗措施1要因

測量差值≥5%（不符合標準）小組成員對比了不同清洗方法對試樣檢測結果的影響，發(fā)現(xiàn)超聲波清洗過的試樣碳含量顯著下降，數據證明試樣加工過程中沾染的油污嚴重地影響了碳含量的檢測分析，清洗前后測量差值≥5%。*磁座鉆無調速2要因確認不出現(xiàn)藍樣（符合標準）且光譜分析面在圓柱形上表面，而藍樣發(fā)生區(qū)域為圓柱樣側面。小組成員經過實際操作發(fā)現(xiàn)，取樣時雖然鉆頭速度不可調，但不會造成試樣表面發(fā)藍（藍樣）。是否產生藍樣分析面非要因*要因確認取樣位置人為偏差3由于取樣位置人為偏差，在取光譜圓柱樣時，很難保證五個圓柱樣的圓心落在同一條直徑上，造成分析結果不能很好反映徑向的碳含量分布。但經試驗數據驗證，影響不大。非要因

測量差值≤5%(符合標準）*要因確認冷卻水溫高4試樣溫度＜100℃冷卻水溫度＜50℃（符合標準）小組成員利用測溫槍現(xiàn)場測量了鑄坯和試樣的溫度，發(fā)現(xiàn)在開動冷卻水的情況下，鑄坯和試樣溫度均低于100℃。小組成員測量冷卻水溫度，冷卻水溫度為20~40℃。冷卻水溫度試樣溫度非要因*沒有取樣規(guī)程5要因確認試樣直徑30mm由于目前對碳偏析的檢測及分析沒有統(tǒng)一的標準，操作時憑經驗用磚頭取樣，目前的取樣方法是延徑向取5個柱狀樣，每個試樣徑向厚度為30mm，通過查閱相關資料，碳偏析分析時，試樣徑向厚度一般為3~5mm。要因徑向厚度大于3~5mm不符合標準*培訓不足6要因確認

合格率100%（符合標準）通過查閱培訓記錄和現(xiàn)場技能考核，鉆樣操作人員的操作合格率為100%取樣人員上崗前都經過培訓，培訓時長為4小時。培訓考核非要因*要因確認要因沒有取樣規(guī)程沒有有效的清洗措施*制定對策根據“5W1H”制定對策實施表*對策實施要因：沒有取樣規(guī)程對策：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。對策實施一Φ30mm1~2mm*對策實施制定取樣方案：對策實施一：*對策實施對策實施對策效果通過制定取樣規(guī)程，改變取樣方式，由取片樣代替柱狀樣，之前碳偏析分析反映的是每隔420s的變化情況，現(xiàn)在片樣反映的是間隔幾秒的變化情況，達到增加取樣密度，比較真實的反映碳偏析的目標。達到增加取樣密度的目的！*對策實施對策實施后碳偏析分析準確率的情況：對策實施之后，每一個片樣都能更真實的反映該偏析點碳含量的真實值，能更客觀的反映鑄坯偏析特征，提高碳偏析分析準確率。

對策實施后碳偏析分析準確率情況*對策實施要因：沒有有效的清洗措施對策：采取有效的清洗措施，采用超聲波清洗儀對試樣進行清洗對策實施二：把從圓坯上取下的片樣放入超聲波清洗儀進行清洗，去掉試樣表面的油污，避免對分析結果造成影響。*小組成員發(fā)明的試樣自動風干裝置：對策實施*對策實施對策實施對策效果達到降低油污影響的目標！通過對試樣進行超聲波清洗，達到減少試樣上殘留的油污的目標，通過對結果進行比較，可以看出經過超聲波清洗后的試樣，兩次檢驗結果比較一致。*效果檢查效果檢查：效果檢查！主要原因對策實施前對策實施后（一）對策實施后的效果*效果檢查：效果檢查實施前活動中實施后70%85%95%對策實施前后碳偏析分析準確率*活動前活動目標活動后活動前活動目標活動后70%90%95%圓滿完成活動目標?。ǘ┠繕酥低瓿汕闆r效果檢查：效果檢查*效果檢查：

碳偏析分析準確率統(tǒng)計，始終能保持在小組目標值90%以上，證明我們采取的措施效果很好，達到預期目標。目標實現(xiàn)鞏固期小組目標效果檢查（三）效果跟蹤檢查*效果檢查活動后碳偏析分析準確率上升到95%，我們對不準確的進行癥結排查分析，活動前的癥結：分析試樣代表性差已經由原來的80%降低到現(xiàn)在6.7%，主要癥結已轉變成片樣發(fā)藍?；顒雍筇计龇治霾粶蚀_的癥結排查表制表人：浦紹敏制表時間：2011年9月效果檢查：（四）活動后碳偏析分析不準確的癥結排查情況*效果檢查：效果檢查

活動后影響圓坯碳偏析分析準確率的原因排列的柱狀圖活動前問題的主要癥結已基本得到解決！主要癥結60%20%13.33%6.67%*通過QC小組活動，小組成員制定了一整套新的取樣制樣方法，及相關改進措施，把碳偏析分析準確率由原來的70%提高到95%，對連鑄工藝優(yōu)化改進提供了更好的支撐。有形效益評估效果檢查車輪圓坯碳偏析分析準確率提高了25.00%（五）效益評估*通過本次QC活動，小組成員集思廣益、齊心協(xié)力、團結協(xié)作，很好的發(fā)揮了主觀能動性，大大提升了小組成員提出、分析和解決問題的能力，綜合素質得到增強。無形效益評估效果檢查小組成員在QC活動過程中加深了對碳偏析方面知識的了解，掌握了利用實驗驗證創(chuàng)新思路的研究方法，提高了團隊工作的能力，加強了團隊凝聚力提升綜合素質：加強團隊意識：*措施一：為了固化對策措施，特制定了《圓坯碳偏析試樣取樣方法》，標準號：MTS60001-2011-01，保證以后取樣作業(yè)的標準化。制定鞏固措施標準化標準化*

我們將本次活動所確定的工藝方案及有關圖紙資料，匯編成冊，并把所有資料收集整理，歸檔保存。標準化*下一步計劃總結及下一步打算：一、小組團隊及個人收獲：解決問題的信心團隊精神12345個人能力質量意識QC知識通過小組成員在整個QC活動中的自我評價，作雷達圖發(fā)現(xiàn)：1、小組成員“