解决电炉水冷件快速修补问题

一、初始问题描述

1.问题背景

特钢事业部50吨电炉水冷件经常因水冷件质量、恶劣的使用条件、入炉废钢料质量等因素，造成电炉冶炼过程中水冷件漏水的情况和水冷件关水报废的现象，不仅浪费生产成本，给正常的生产组织造成重大影响，产生长时间工艺热停，同时，还会因处理不当，造成钢水喷爆和钢水穿炉的重大设备事故。

2.工艺流程简介

电炉冶炼过程与水冷件有关的主要操作环节如下图所示：

在上述所显示的操作工艺中，在虚线之间的部分是可能发生水冷件漏水的环节。

3.目前采用方法

目前解决此问题的方法是将损坏、漏水的水冷件关水。

优点：能迅速控制住漏水点，杜绝在炉内形成积水。

缺点：一是关水后的水冷件极易被高温钢渣所熔化，造成穿钢、喷爆等恶性事故的发生；二是水冷件被熔化报废，造成较大的成本浪费。

二、解题过程

1.问题分析

在电炉冶炼过程中，电极送电熔化炉料，升温是保证电炉冶炼钢水的生产条件。为了保证生产高效顺行，一般要求送电熔化炉料要快；送电过程中，有时不可避免造成联电打漏及炉料撞击造成水冷块漏水。水冷块一旦漏水，进入炉内会引起事故，因此必须要确保水冷块漏水后快速处理。

2.确定技术矛盾

（1）为快速熔化炉料，造成水冷块损坏。

（2）为保证生产高效顺行，使水冷块容易损坏。

3.查2003版矛盾矩阵

其中有4个发明原理对解决问题有启发：

03局部质量原理：将水冷块最易损坏部位加强。

13反向作用原理：结合故障水冷件在高温及受限状态下需快速修补的特点，可采用在水冷件漏水点的相反部位的对应表面开孔，在漏水部位内侧焊补，然后补焊外表面。

01分割原理：可采用将水冷件分成上下两块组装完成，修补或更换方便快速。

24中介原理：在炉料和水冷块之间加装隔离装置，防止炉料损坏水冷块。

4.最终解决方案

将整体的水冷块分割成上下两部分，当水冷块出现严重漏水时可以实现快速更换；水冷块漏水较轻时，将该水冷块的进回水阀门关闭，在漏水点的外表面对应位置开孔，对内侧漏水处焊补，再将外表面孔洞焊接好。

三、实施效果

目前对50吨电炉3#、8#水冷块进行改造。改造后水冷块的修补时间由原来的2小时减少到现在的20分钟，每年可少使用8块水冷块，预计改造后可获得20余万元的直接经济效益。

同时新的修补方式还能起到减少工人劳动强度、改善作业环境、稳定生产节奏的效果。