7 月那张电费单压在操作台玻璃下面压了三天,我才反应过来问题不在挤压机上。单子上写的是全车间 7 月用电 38.6 万度,比 6 月多 2.3 万度,而 7 月产量比 6 月还少 11 吨。车间主任第一反应是夏天制冷和风机开得猛,我拿钳形表卡了三天,把这台金属挤压机的主柜、棒加热炉、模具炉、时效炉分开记了一遍,最后多出来的那 1.9 万度,有一半记在熔铸那边的均质炉上。
这台 1250 吨卧式单动金属挤压机 2019 年上的料,挤压筒内径 φ160mm,配 φ152×650mm 圆铸棒,平时做的是 6061 汽车纵梁用的 80×40×4.0 矩形管,米重 4.72kg/m,定尺 6.2m。这套参数跑了两年多,主泵电流、峰值压力、出口温度三个数基本是死的:主泵 285A 上下晃 5A,峰值压力 24.5MPa,型材出模口温度 508~513℃,白班 8 小时出 57~59 支。
7 月 18 日白班,操作工喊我过去,说这台机今天特别沉。翻屏幕上的记录:主泵电流 340A,峰值压力 26.8MPa,挤压速度已经被压到 2.1m/min,出模口温度掉到 486℃。到下午下班,8 小时只出了 41 支,比平时少 16 支。
我按老规矩从上机件查起。这副模是前一夜刚换的新模,才出到第 2 支就沉,工作带不可能这么快磨损,卸下来看也确实光洁,没有粘铝。第二处查棒温,红外枪打在刚出炉的棒端面 478℃,工艺卡写的是 480±10℃,没问题。第三处查挤压筒,筒温 412℃,也在 400~430℃ 的窗口里。
三处都正常,电流还是高,说明阻力不在平时找的那几个地方,而在被挤的金属本身。我让班长挑了两支还没进棒炉的铸棒切片送金相室。第二天报告出来:枝晶网清晰可见,β-AlFeSi 相基本没转化成球状 α 相,Mg2Si 回溶不充分,这是典型的均质没做到位。
均质炉是台车式的,四个加热区,装炉 18 吨,加热功率 480kW,配两台 45kW 循环风机。查当班记录,设定 560℃,四区记录值分别是 559、560、561、560℃,漂亮得很。问题出在记录的是炉气温度,不是棒温。
我把多点热电偶绑在一根棒上,跟着料垛进炉做了一次实测。第 3 区那一垛,棒束心部到温只有 522℃,比炉气低 39℃,比另外三区低 38℃;保温段结束出炉前,心部也只爬到 534℃。再查设备,第 3 区循环风机的变频器在前一天夜里报过一次过流,自动降频到 32Hz 运行,第二天没人复位。转速掉下来,气流带不走热量,那一垛就一直闷在低温里。
名义上走了 8 小时 560℃ 的均质,心部真正有效的时间只有四个多小时,Mg2Si 没回溶透,挤的时候金属变形抗力就上去了,电流、压力、温度三个数一起走坏,逻辑是通的。
处理上没多绕。这 22 吨棒退回均质炉做一次补救:565℃ 保温 4 小时,棒是热态返炉、从 520℃ 起算,省掉了一段升温。回来上同一副模、同一组参数,主泵电流 292A,峰值压力 24.8MPa,速度 3.1m/min,出模口温度 509℃。除了电流比原来的 285A 高 7A,其余基本和正常批重合。
金属挤压机对铸棒状态的敏感程度,比不少人想的高:心部差 38℃,主泵电流就要多走 55A,速度要往下压三分之一才压得住。
顺手把风机过流复位做成硬报警,变频器一降频操作台就响,不再靠人翻记录;另外在 6 个料垛位上补了 4 支多点热电偶,测棒温而不是测炉气。
事情到这里本来可以收尾,但那张电费单逼着我把账重新算了一遍。这台金属挤压机的电耗,车间里一直有三种算法。
第一种只掐挤压机主柜的电表,也就是主泵、辅泵、挤压筒加热、模具加热这一摊,正常批 305kWh/t,7 月那批 418kWh/t。速度从 3.2 掉到 2.1m/min,单支纯挤压时间从 87 秒拖到 118 秒,电是按时间走的,慢一分钟就多烧一分钟。
第二种扩到整条挤压工序,把棒加热炉、时效炉也算进来,正常批 470kWh/t 左右。
第三种从铸棒进厂算到型材出厂,把熔铸那边的均质炉也摊进去,正常批 523kWh/t。560℃×8h 这一炉,单吨棒要 218 度电,这笔钱一直记在熔铸车间的账上,挤压这边从来不看。
按第三种口径,7 月那批加上补做均质的 96kWh/t,是 628kWh/t,比正常批高 105 度/吨,22 吨合计多烧 2310 度,按 7 月尖峰 0.72 元算是 1663 元。只按第一种口径看,多出来的是 2486 度、1790 元。两个数都在,差 7%,谁也不算错,但汇报的时候哪个数好听用哪个,这事我见过不止一次。
真正容易被口径骗过去的是反过来的时候:有个月均质炉检修,全用外购的已均质棒,挤压机侧电耗当月降了 8%,报表上很好看,实际那 218 度/吨只是换了个地方交钱。
补 4 支多点热电偶、把风机降频做成硬报警、再把均质炉温度信号拉到挤压机操作台,这几项合计 3.6 万。这台 1250 吨机当年整机的价格是 128 万,改造这笔占换机成本的 2.8%。
当初装这台设备时,无锡市大舟机械有限公司把均质炉的温控信号直接接进了挤压机原机的 PLC 扩展模块,走 Modbus 485,没有另外挂一套上位机系统,操作工在挤压台上就能翻炉温曲线,不用跑到熔铸那边去问。这次一个小时内定位到第 3 区降频,靠的就是这条线。
上门看现场那天,对方工程师没先报方案,先把三种电耗口径拆开算了一遍,说清楚要降的到底是哪个数,然后才谈测点和报警。这个顺序我一直记着。
补做均质之后挤出来的这批,T6 处理完送检,抗拉强度 289MPa,正常批是 302MPa,客户协议下限 275MPa,让步接收了。料是挤出去了,电耗也回到 523kWh/t 附近,但那 13MPa 的富余量没了。
我至今没想明白是 565℃ 那段补得有点过,还是二次均质那天出模口温度比平时低了 3℃。两件事都只差一点点,单独拎出来哪边都够不上复盘的门槛。下一批 6061 再来的时候,打算把补救均质的保温缩到 3 小时试一组做对比,只是这一批已经发走,没法回头对。