创新方法在钢铁领域的应用案例分析 9787122405876

党的十九大明确提出要将创新摆在国家发展全局的核心位置,强调要坚持走中国特色自主创新道路、实施创新驱动发展战略。科技创新效能的提升离不开创新方法的普及和应用。创新方法是通过研究有关创造发明的心理过程,在创造发明、科学研究或创造性解决问题的实践活动中,总结、提炼出的有效理论、方法、工具的总称,是提高再创新能力与创新成功率的利器,得到世界创新型国家的普遍重视。企业推广应用创新方法是创新方法发挥其功能的重要途径,创新方法被企业员工掌握并使用其解决工程、技术、管理问题,才能真正发挥创新方法推进创新的功能。

2007年以来,创新方法的研究推广应用在学界、政界、企业界备受关注,钢铁企业便是创新方法广泛应用的重要行业一。在长期的自主创新实践中,中国钢铁企业对以TRIZ为代表的创新方法的应用给予了高度重视,如中国宝武(原宝钢与武钢重组而成)、首钢、太钢、莱钢、本钢、鞍钢、济钢、河钢等均开展了TRIZ、精益、六西格玛等系统性创新方法理论的应用、普及和推广工作,在应用过程中也取得了显著的成效,部分长期困扰企业的生产难题得到顺利解决。同时系统探索创新方法在钢铁领域的运用,对于促进创新方法与钢铁领域国家重大项目高效对接融合,加快创新速度,提高项目实施的质量和水平,实现适用于钢铁行业国家重大项目和钢铁企业的创新方法示范应用和推广,进而达到在资源、能耗、技术、效率、产品质量等方面显著提升的成效,从源头上提升钢铁企业研发效率、竞争力与可持续创新能力具有深远的意义。我国钢铁企业在对创新方法的推广应用中积累了丰富的实践经验。对这些实践经验进行整理、分析,对于丰富创新方法的理论研究,提升创新方法应用水平具有重要意义。在竞争日益激烈的国际国内市场环境下,实现创新发展,尤其是走在技术创新的前端,是中国企业取得成功并实现赶超领跑的重要手段,编写《创新方法在钢铁领域的应用案例分析》恰逢其时。首先,钢铁工业的转型升级需要创新方法在钢铁企业的示范应用推广。虽然我国钢铁行业已跻身世界前列,但是“控产能扩张、促产业集中、保资源安全”仍然是钢铁工业着力解决的三大痛点。为推动我国钢铁行业转型发展,改变钢铁业附加值低、结构不合理的现状,获得较高的经济效益,创新发展显得尤为重要。钢铁企业科研人员学习、掌握和运用创新方法,可显著推动企业创新。其次,本书对于促进钢铁企业创新方法的示范推广和应用具有重要意义。创新方法作为一种知识形态,虽然剔除了主体主观因素,但其亦有许多内容,如何高效、准确地将不同的创新方法或工具遴选出来,并恰当地与不同类型的技术难题相对接,需要行业专家与创新方法应用专家紧密配合。本书正是两方面专家紧密结合的智慧结晶。创新方法的示范推广和应用迫切需要众多鲜活的案例分析,以弥补因创新方法被抽象概括为理论体系而失去其产生语境带来的创新方法推广和适用的局限。

本书是基于科技部创新方法工作专项(钢铁扁平材全流程智能化关键技术创新方法应用示范,项目编号:2018IM030200,指南方向:创新方法在国家重大科技项目实施过程中的应用示范)的研究成果,对国内部分钢铁企业创新方法应用案例进行详解而形成的。全书包括四章:章概述了创新方法的发展历程,创新方法研究在中国的起步,创新方法对于钢铁企业的意义,国内外钢铁企业应用创新方法的历史与典型案例;第二章对QC、精益、六西格玛等现代管理方法在钢领域中的应用案例进行了分析;第三章对钢铁领域全流程不同环节创新方法的应用案例进行了分析;第四章对创新方法在钢铁领域应用的综合案例进行了分析。

本书对于创新方法的理解限定在以TRIZ创新方法理论体系为核心的创新方法体系内,虽然不限于TRIZ创新方法,但主要涵盖以TRIZ创新方法为核心的以及与之相互渗透融合而形成的创新方法。

本书由东北大学孔祥伟教授担任主要编著人,参与编著的人员有赵新军、孙晓枫、朱翠兰、陈红兵、吴俊杰、胡智勇、赵丙峰、赵莹、钟莹、周伟、闫帅等。由于创新方法在一个具体行业应用推广案例本身的复杂性,加上笔者水平有限,不妥之处在所难免,恳请读者给予批评指正。

编著者

本书面向钢铁行业转型升级需要创新方法的需求,基于科技部创新方法工作专项的研究成果,对国内部分钢铁企业创新方法应用案例进行详解。从国内外知名钢铁企业创新方法的应用,QC、精益、六西格玛等现代管理方法在钢铁领域中的应用案例分析,钢铁领域全流程不同环节创新方法的应用案例分析、创新方法在钢铁领域应用的综合案例分析等方面全面系统地介绍创新方法在钢铁领域的应用,对促进钢铁企业创新方法的推广和应用具有重要意义。

本书可供从事创新方法应用探索的工程技术人员和高等院校从事相关研究的师生阅读使用,以期推动创新方法的行业应用。

本书面向钢铁行业转型升级需要创新方法的需求,基于科技部创新方法工作专项的研究成果,对国内部分钢铁企业创新方法应用案例进行详解。从国内外知名钢铁企业创新方法的应用,QC、精益、六西格玛等现代管理方法在钢铁领域中的应用案例分析,钢铁领域全流程不同环节创新方法的应用案例分析、创新方法在钢铁领域应用的综合案例分析等方面全面系统地介绍创新方法在钢铁领域的应用,对促进钢铁企业创新方法的推广和应用具有重要意义。

本书可供从事创新方法应用探索的工程技术人员和高等院校从事相关研究的师生阅读使用,以期推动创新方法的行业应用。

孔祥伟，东北大学机械工程与自动化学院教授，博士生导师，东北大学机械工程与自动化学院副院长。“航空动力装备振动及控制”*重点实验室（B 类）副主任，辽宁省复杂装备多学科设计优化技术重点实验室主任，辽宁省机械工程协会设计分会秘书长，辽宁省新材料先进成形技术及装备研制工程技术研究中心东北大学分中心主任中国金属学会冶金设备分会委员会委员，沈阳市特种加工学会委员，“2011 计划”辽宁重大装备制造协同创新中心专家，辽宁省燃气轮机创新中心联盟成员单位负责人，KAB 创业教育项目讲师。

主要研究方向：复杂装备智能化设计与多物理场耦合分析；复杂装备故障诊断与部件断裂失效分析；难加工材料精密成形及特种加工技术。先后主持国家自然科学基金、国家 863 及国防科工委等省部级以上研究课题10余项，中国航空工业集团、中国航天科工集团等大型企业项目 20 余项。发表论文50余篇，如 Journal of Materials Processing Technology，Journal of Materials Science & Technology，Journal of Central South University，东北大学学报等，多数为 SCI、EI 检索，曾获国家冶金局科技进步二等奖、辽宁省科技进步三等奖、中航黎明航发集团科技进步奖一等奖等科研奖项、盐城市创新创业领军人才。

章　国内外知名钢铁企业创新方法的应用 001

　节　创新方法发展简史 001

　第二节　创新方法引入中国后的早期发展 003

　第三节　创新方法推广活动上升为国家战略 004

　第四节　钢铁行业创新方法推广应用的意义 005

　　一、钢铁行业升级发展需要创新驱动 005

　　二、创新方法为钢铁企业创新发展提供原动力 005

　第五节　中国钢铁企业推广创新方法的历史与现状 006

　　一、创新方法在我国钢铁行业早期的推广应用 006

　　二、中国钢铁企业推广创新方法概况 007

　　三、钢铁企业推广应用创新方法的典型案例 008

　第六节　创新方法在国外钢铁企业的应用 014

　　一、创新方法在国外钢铁企业的应用概述 014

　　二、创新方法在韩国钢铁企业应用的典型案例 015

第二章　QC、精益、六西格玛等现代管理方法在钢铁领域中的应用案例分析 017

　节　六西格玛方法在冶金、轧钢和焊接领域的应用案例分析 017

　　案例1：六西格玛方法在钢铁生产中的应用 017

　　案例2：六西格玛方法在轧钢质量控制中的应用 020

　　案例3：六西格玛方法在焊接质量改进中的应用 021

　　案例4：六西格玛方法在炼钢耗材量控制中的应用 024

　　案例5：六西格玛方法在热轧产品质量改进中的应用 027

　　案例6：六西格玛方法在合金焊接工艺改进中的应用 029

　第二节　DOE 试验设计在焊接、温控和选矿领域的应用案例分析 034

　　案例7：DOE 试验设计在波峰焊接工艺优化中的应用 034

　　案例8： DOE 试验设计在高炉炉温控制中的应用 036

　　案例9：DOE 试验设计在选矿工艺中的应用 038

　　案例10：DOE 试验设计在插针设备优化中的应用 042

　　案例11：DOE 试验设计在铸钢件铸造工艺优化中的应用 045

　　案例12：DOE 试验设计在钎焊焊接工艺参数优化中的应用 048

　第三节　FMEA 工具在钢铁领域的应用案例分析 051

　　案例13：FMEA 在管头焊接质量控制中的应用 051

　　案例14：多车型生产车顶激光焊接质量控制 052

　　案例15：FMEA 在铁矿主溜井堵塞故障风险分析中的应用 054

　　案例16：PFMEA 在筒体焊接质量控制与改进中的应用 055

　　案例17：PFMEA 在车身顶盖激光焊接中的应用 057

　第四节　田口方法在钢铁领域的应用案例分析 058

　　案例18：基于田口方法的焊接工艺参数优化 058

　　案例19：田口方法在旋转电弧焊接工艺参数优化的应用 061

　　案例20：基于田口方法的熔炼炉工艺参数优化 064

　　案例21：基于田口方法的重轨钢脱碳影响因素的研究 066

　　案例22：田口方法在搅拌摩擦点焊工艺参数优化中的应用 068

第三章　钢铁领域全流程不同环节创新方法的应用案例分析 071

　　案例1：解决球磨机给料器磨损过快的方法 071

　　案例2：出料炉门的创新设计 072

　　案例3：火焰检测器“偷看”现象的解决方法 074

　　案例4：干熄焦水冷套管内泄漏结构优化设计 075

　　案例5：铁矿石烧结矿粉化问题改进 079

　　案例6：烧结原料运输通气棒改进设计 079

　　案例7：金属探测仪金属剔除系统改进 081

　　案例8：延长磨煤机制备生产中的热电偶使用寿命 083

　　案例9：转底炉换热管壁附着杂质清除技术改进 088

　　案例10：RH 真空精炼炉脱气能力改进设计 089

　　案例11：加热炉炉门的创新设计 091

　　案例12：耐热钢复合辊环的改进 095

　　案例13：一种钢管坯管内表面的除磷方法 096

　　案例14：轧辊的气雾冷却 098

　　案例15：一种高效、稳定的MES 系统建立方法 100

　　案例16：一种粗轧机新型除鳞技术 107

　　案例17：异型坯连铸吹水装置改进设计 112

　　案例18：厚板冷却ACC 系统中钢板变形问题改进 113

第四章　创新方法在钢铁领域应用的综合案例分析 115

　　案例1：高炉炉缸实时监测状态技术方案设计 115

　　案例2：煤粉过滤器污染回收装置设计 119

　　案例3：转炉上料系统创新设计 124

　　案例4：氧枪枪头制造工艺创新设计 127

　　案例5：钢坯防氧化涂层厚度均匀性不足解决方案设计 140

　　案例6：RH 真空精炼炉烘烤点火器保护套筒创新设计 145

　　案例7：转炉炼钢系统提效降耗技术改进设计 153

　　案例8：热轧带钢浪边实时检测系统的创新设计 162

　　案例9：铝合金铸轧工艺改进与创新 174

　　案例10：新型建筑用真空复合钢筋的制备 192

　　案例11：冷轧管材表面油污清除技术改进 207

　　案例12：超级奥氏体不锈钢冷轧板的制备工艺创新 212

　　案例13：IF 钢夹杂物含量降低技术改进 227

　　案例14：钢材弯曲度测量仪创新设计 232

　　案例15：锌液腐蚀试验机技术改进 237

　　案例16：解决飞溅问题的新型高效焊接工艺 242

　　案例17：解决地基光学望远镜磁致伸缩促动器输出不足的方法 260

　　案例18：驰影核磁诊疗车系统成像质量技术改进 268

参考文献 275

本书面向钢铁行业转型升级需要创新方法的需求,基于科技部创新方法工作专项的研究成果,对国内部分钢铁企业创新方法应用案例进行详解。从国内外知名钢铁企业创新方法的应用,QC、精益、六西格玛等现代管理方法在钢铁领域中的应用案例分析,钢铁领域全流程不同环节创新方法的应用案例分析、创新方法在钢铁领域应用的综合案例分析等方面全面系统地介绍创新方法在钢铁领域的应用,对促进钢铁企业创新方法的推广和应用具有重要意义。

本书可供从事创新方法应用探索的工程技术人员和高等院校从事相关研究的师生阅读使用,以期推动创新方法的行业应用。

孔祥伟，东北大学机械工程与自动化学院教授，博士生导师，东北大学机械工程与自动化学院副院长。“航空动力装备振动及控制”*重点实验室（B 类）副主任，辽宁省复杂装备多学科设计优化技术重点实验室主任，辽宁省机械工程协会设计分会秘书长，辽宁省新材料先进成形技术及装备研制工程技术研究中心东北大学分中心主任中国金属学会冶金设备分会委员会委员，沈阳市特种加工学会委员，“2011 计划”辽宁重大装备制造协同创新中心专家，辽宁省燃气轮机创新中心联盟成员单位负责人，KAB 创业教育项目讲师。

主要研究方向：复杂装备智能化设计与多物理场耦合分析；复杂装备故障诊断与部件断裂失效分析；难加工材料精密成形及特种加工技术。先后主持国家自然科学基金、国家 863 及国防科工委等省部级以上研究课题10余项，中国航空工业集团、中国航天科工集团等大型企业项目 20 余项。发表论文50余篇，如 Journal of Materials Processing Technology，Journal of Materials Science & Technology，Journal of Central South University，东北大学学报等，多数为 SCI、EI 检索，曾获国家冶金局科技进步二等奖、辽宁省科技进步三等奖、中航黎明航发集团科技进步奖一等奖等科研奖项、盐城市创新创业领军人才。