李曉紅

降低高爐鐵水硅含量的簡(jiǎn)要分析

李曉紅①

(山西太鋼不銹鋼股份有限公司)

降低高爐鐵水硅含量不但可以降低高爐燃料比,提高高爐利用系數(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排;而且可以使煉鋼工序?qū)崿F(xiàn)少渣冶煉,縮短煉鋼時(shí)間,降低能耗和材料費(fèi)用,為冶煉品種鋼創(chuàng)造良好條件。通過(guò)采用6σ方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并采取了相應(yīng)的有效措施,鐵水硅含量在2008年9月達(dá)到目標(biāo)值0.58%,并且鐵水硅含量水平持續(xù)鞏固,保持在0.55%以下。2009年管理化平均水平達(dá)到0.51%,為下工序生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件,用戶滿意度得到進(jìn)一步提高。

高爐鐵水;硅含量;6σ管理法;燃料比;爐渣堿度;分析;提高

高爐鐵水硅含量是反映鐵水質(zhì)量好壞的重要質(zhì)量指標(biāo)之一,降低鐵水硅含量可以降低高爐燃料比,提高高爐利用系數(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排;還可以使煉鋼工序?qū)崿F(xiàn)少渣冶煉,縮短煉鋼時(shí)間,降低能耗和材料費(fèi)用,為冶煉品種鋼創(chuàng)造良好條件。

2008年1～4月,山西太鋼不銹鋼有限公司下工序鋼廠對(duì)煉鐵廠的鐵水頻繁提出質(zhì)量異議,經(jīng)過(guò)對(duì)異議項(xiàng)目歸類分析,其中高爐鐵水硅含量高且波動(dòng)大占到異議總量的72%。按照鋼廠用戶的要求,鐵水的硅含量應(yīng)穩(wěn)定控制在0.58%以下,而2008年5月1 800 m3高爐的鐵水硅含量已高達(dá)0.64%,1～5月累計(jì)達(dá)0.62%。本文將用6σ方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1 定 義

2008年,鐵廠面臨著高爐原料結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化,煤炭資源緊張、保供困難,影響直供焦炭質(zhì)量,自產(chǎn)焦能力不足,使用外購(gòu)焦以及高爐大比例使用中塊焦等的嚴(yán)峻形勢(shì),鐵水硅含量持續(xù)居高不下,對(duì)煉鋼質(zhì)量造成很大影響。山西太鋼不銹鋼股份公司對(duì)煉鐵廠當(dāng)年鐵水硅含量的預(yù)算目標(biāo)是0.54%,因而開展降硅工作是鐵廠的必然選擇。

根據(jù)用戶調(diào)查,結(jié)合同行業(yè)同類型高爐的鐵水硅含量指標(biāo)及太鋼煉鐵廠目前的原料結(jié)構(gòu),確定了項(xiàng)目目標(biāo)為：鐵水Si%≤0.58%。

具體基線及目標(biāo)值見表1。

表1 項(xiàng)目基線及目標(biāo)

2 測(cè) 量

1)鐵水Si%的測(cè)量系統(tǒng)分析。通過(guò)對(duì)隨機(jī)抽取的10個(gè)鐵水樣進(jìn)行隨機(jī)檢驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果分析,得出如下結(jié)果,測(cè)量系統(tǒng)分析結(jié)果見表2,圖1。

表2 鐵水Si%的測(cè)量系統(tǒng)分析結(jié)果

圖1 鐵水Si%測(cè)量系統(tǒng)分析結(jié)果示意圖

測(cè)量系統(tǒng)分析結(jié)論：

a)測(cè)量系統(tǒng)的精度與過(guò)程總波動(dòng)的比值 P/TV=8.61%＜30%。

b)測(cè)量系統(tǒng)的精度與公差要求的比值 P/T=28.29% ＜30%。

c)分組數(shù)=16＞5。

d)說(shuō)明本測(cè)量系統(tǒng)良好,可以信賴。

2)改善初期鐵水Si%的過(guò)程能力分析。

2008年5月1 800 m3高爐鐵水Si%過(guò)程能力分析 ,見圖 2。

圖2 2008年5月1 800 m3高爐鐵水Si%過(guò)程能力分析

通過(guò)對(duì)鐵水Si%含量的過(guò)程能力計(jì)算,得出Ppk=-0.16,Cp=0.44,鐵水硅含量的波動(dòng)較大,平均值偏高,過(guò)程能力嚴(yán)重不足,急需進(jìn)行改進(jìn)。

評(píng)書有著鮮明的藝術(shù)“套路”：開場(chǎng)有“定場(chǎng)詩(shī)”，介紹新角有“開臉兒”，講場(chǎng)景有“擺砌末”，此外還有“賦贊”“垛句”（串口）“關(guān)子”和“扣子”等相對(duì)固定的風(fēng)格技巧。之所以說(shuō)相對(duì)固定指的是表演形式，但內(nèi)容并不統(tǒng)一。單田芳常用的“定場(chǎng)詩(shī)”就有“道德三皇五帝，功名夏后商周，五霸七雄鬧春秋，頃刻興亡過(guò)首。青史幾行名姓，北茫無(wú)數(shù)荒丘，前人撒種后人收，無(wú)非是龍爭(zhēng)虎斗”和“三尺龍泉萬(wàn)卷書，上天生我意何如？不能治國(guó)安天下，妄稱男兒大丈夫”等。記得小時(shí)候聽湖北大鼓，開場(chǎng)白總會(huì)扯上一段與故事毫無(wú)關(guān)聯(lián)的奇聞逸事，大抵是為了活躍活躍氣氛，舒緩下緊張的神經(jīng)吧。

3)影響鐵水Si%的原因分析,見圖3。

圖3 鐵水Si%影響因素魚骨圖

a)運(yùn)用圖3對(duì)影響鐵水Si%的所有可能原因進(jìn)行分析,找出所有可疑原因52項(xiàng)。

b)對(duì)52項(xiàng)輸入因子進(jìn)行因果矩陣分析、失效模式FMEA分析后,從中找出重要因子15個(gè)。再次運(yùn)用失效模式分析篩選出可采取快速改善措施的因子有6個(gè),需收集數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證其影響度的其它因子有 9個(gè)(因子),見表3,表4。

表3 對(duì)可改善因子(6個(gè))采取的快速改善措施

表4 分析其對(duì)高爐鐵水影響度的關(guān)鍵因子(9個(gè))

3 分析與改進(jìn)階段

1)通過(guò)對(duì)8月分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析得知,燒結(jié)礦中 FeO對(duì)鐵水 Si的影響不顯著,燒結(jié)礦SiO2、焦炭成分、入爐硅負(fù)荷與鐵水硅含量呈正相關(guān)關(guān)系,煤粉灰分與鐵水硅含量呈現(xiàn)顯著的正線性相關(guān)關(guān)系。見圖 4,表 5。

圖4 高爐鐵水[Si]與入爐硅負(fù)荷之間的散點(diǎn)圖

表5 原燃料成分及入爐硅負(fù)荷對(duì)鐵水[Si]的影響

經(jīng)過(guò)對(duì)“燒結(jié)礦中的 SiO2%、焦炭灰分、煤粉灰分和入爐硅負(fù)荷”幾個(gè)與鐵水硅含量正相關(guān)的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析后認(rèn)為,“燒結(jié)礦中的SiO2%”可以通過(guò)控制燒結(jié)負(fù)壓、混合料水分,實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦 SiO2下調(diào)0.2%而保證燒結(jié)強(qiáng)度滿足高爐要求;“入爐硅負(fù)荷”要控制在110 kg/t以下。“焦炭灰分”和“煤粉灰分”兩個(gè)指標(biāo),可以通過(guò)提高煤比降低焦比、根據(jù)焦炭質(zhì)量調(diào)整噴煤比、降低燃料比來(lái)進(jìn)行控制,達(dá)到降低鐵水中硅含量的目的。

表6 爐內(nèi)操作參數(shù)數(shù)據(jù)表

5)確定了影響鐵水Si%的關(guān)鍵因素并得出如下改進(jìn)方案見表7：

各項(xiàng)改善措施的實(shí)施,在9月取得了突破性進(jìn)展,高爐鐵水硅含量首次完成年度預(yù)算目標(biāo),同時(shí)也完成了項(xiàng)目目標(biāo)。

表7 影響鐵水Si%的關(guān)鍵因素及改進(jìn)方案

項(xiàng)目實(shí)施后鐵水硅含量的過(guò)程能力分析顯示Ppk提高為0.3,Cp提高為0.66,過(guò)程能力進(jìn)一步提高,見圖5。

圖5 項(xiàng)目實(shí)施后鐵水硅含量的過(guò)程能力分析

4 控制階段

1)在燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)允許的情況下,燒結(jié)礦SiO2的控制情況見圖6：

圖6 燒結(jié)礦SiO2控制情況

2)從高爐料速控制情況看,全部控制在 7.5 批/8 h,鼓風(fēng)動(dòng)能、爐渣R、Z/W值也在可控范圍內(nèi)。

3)高爐鐵水 Si%9月完成目標(biāo)后持續(xù)鞏固,見 圖7。

圖7 鐵水Si%鞏固情況

5 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并采取相應(yīng)有效措施,鐵水硅含量在2008年9月達(dá)到目標(biāo)值0.58%后,鐵水硅含量水平持續(xù)鞏固(除10月受檢修影響外),保持在0.55%以下。2009年的平均水平也達(dá)到0.51%,為下工序生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件,用戶滿意度得到進(jìn)一步提高。目前,該高爐的有效措施在其他高爐上已得到有效推廣,為實(shí)現(xiàn)公司戰(zhàn)略經(jīng)營(yíng)目標(biāo)、完成節(jié)能減排工作、建設(shè)綠色鋼城做出了貢獻(xiàn)。

Brief Analysis for Decreasing Silicon Content of BF Hot Metal

Li Xiao-hong

Decreasing silicon content of BF hot metal can not only decrease BFf uel rate,increase BF utilization coefficient,achieve energy saving and emission reduction,but also make chances for steelmaking process to realize smelting with less slag,shorten steelmaking cycle time,decrease energy consumption and material fees.Thereby,it creates suitable condition for smelting variety steel.This article has analysed some related data and taken suitalbe effective measures by adopting 6σmethods.BF hot metal[Si]met 0.58%of target value in Sep,2008.[Si]level kept stabile and under 0.55%.[Si]average level met 0.51%in 2009.It has created suitable condition for the following process to operate,and enhanced f urther users’satisfaction degree.

Hot metal;Silicon Content;6σmethod;Fuel rate;Basicity of slag;Analysis;Raise

TD861

B

1672-0652(2010)02-0041-07

李曉紅 女 1967年出生 1986年畢業(yè)于山西大學(xué) 統(tǒng)計(jì)師 太原 030003

2010-01-21