耿 丹， 靳曉爽

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限公司， 河北 唐山 063200）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

六西格瑪工具在首鋼京唐高爐金屬收得率提高中的應(yīng)用

耿 丹， 靳曉爽

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限公司， 河北 唐山 063200）

應(yīng)用精益六西格瑪管理工具，通過(guò)詳細(xì)流程圖、C&E矩陣以及FMEA分析，確定影響首鋼京唐5 500m3高爐金屬收得率的主要因子。在此基礎(chǔ)上對(duì)這些主要因子進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)收集，使用M initab統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行回歸分析，最終根據(jù)響應(yīng)優(yōu)化器確定了關(guān)鍵因子的控制范圍，以此為基礎(chǔ)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)提供參考，在高爐金屬收得率提高應(yīng)用方面取得了良好的效果。

六西格瑪 M initab 金屬收得率 關(guān)鍵因子

隨著國(guó)內(nèi)資源的日趨減少和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)鋼鐵企業(yè)的要求不斷提高，尤其對(duì)高爐煉鐵的要求更加苛刻，所以節(jié)能降耗已成為鋼鐵企業(yè)應(yīng)對(duì)各限制性因素對(duì)策的核心[1]。目前，鋼材供需矛盾長(zhǎng)期困擾鋼鐵行業(yè)，為了進(jìn)一步降低鐵水成本，減少浪費(fèi)，提高資源利用率[2]，需從各個(gè)方面挖掘潛力，減少煉鐵高爐損耗，提高高爐金屬收得率。

近年來(lái)，六西格瑪管理工具被引入鋼鐵生產(chǎn)中，應(yīng)用日趨廣泛和成熟。它通過(guò)定義（D）六西格瑪項(xiàng)目以及對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的測(cè)量（M）和統(tǒng)計(jì)分析（A），進(jìn)而采取有效的改進(jìn)（I）措施和控制（C）手段，以保證所改進(jìn)的項(xiàng)目達(dá)到六西格瑪?shù)目?jī)效水平，六西格瑪以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，查找流程中影響質(zhì)量的關(guān)鍵因素并加以改進(jìn)[3]。首鋼京唐公司采用的六西格瑪精益管理分析方法，逐漸在煉鐵領(lǐng)域得到應(yīng)用，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用，從而實(shí)現(xiàn)鐵水質(zhì)量的提高和能耗的降低。

1 現(xiàn)狀分析

通過(guò)對(duì)首鋼京唐5 500m3高爐半年以來(lái)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對(duì)正常生產(chǎn)時(shí)每個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行單值控制分析，發(fā)現(xiàn)京唐高爐2015年 6—12月份金屬收得率僅為97.726%，而且各月金屬收得率偏差較大（見(jiàn)圖1），通過(guò)和國(guó)內(nèi)其他大型高爐如新鋼對(duì)標(biāo)發(fā)現(xiàn)，京唐高爐金屬收得率還存在一定進(jìn)步的空間。

圖1 首鋼京唐高爐2015年6—12月金屬收得率單值控制圖

2 改進(jìn)過(guò)程

2.1 因子分析

高爐金屬收得率受較多的因素影響，且影響程度極為復(fù)雜。煉鐵工藝流程分為上料、噴煤、熱風(fēng)、看水、沖渣、冶煉、干法除塵、出鐵[4]，通過(guò)對(duì)各個(gè)流程進(jìn)行分析，確定冶煉、出鐵、熱風(fēng)為影響金屬收得率的重要流程。通過(guò)頭腦風(fēng)暴，分別對(duì)冶煉、出鐵、熱風(fēng)流程，按照人、機(jī)器、材料、方法、環(huán)境、測(cè)量六個(gè)環(huán)節(jié)分析[5]，得到了金屬收得率的詳細(xì)流程圖（見(jiàn)下頁(yè)圖2），將這些因子按照對(duì)渣中鐵含量，灰中鐵含量?jī)蓚€(gè)方面的影響進(jìn)行打分，同時(shí)根據(jù)這兩個(gè)方面對(duì)客戶(hù)的重要性給出權(quán)重，篩選出分值高的項(xiàng)作為主要因子，再進(jìn)行FMEA分析，最終確認(rèn)影響金屬收得率主要的因子有5個(gè)（見(jiàn)下頁(yè)圖3）。

2.2 數(shù)據(jù)采集和測(cè)量系統(tǒng)分析

由于高爐生產(chǎn)存在滯后性，眾多因子對(duì)金屬收得率的影響時(shí)間不同，所以在數(shù)據(jù)采集時(shí)按照時(shí)間對(duì)應(yīng)原則進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集。收集2016年4月1日至6月30日高爐運(yùn)行參數(shù)共70組數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)到測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析，認(rèn)為測(cè)量系統(tǒng)可靠。由于影響金屬收得率的5個(gè)因子為計(jì)量型數(shù)據(jù)，金屬收得率也是計(jì)量型數(shù)據(jù)，針對(duì)收集的金屬收得率和各項(xiàng)關(guān)鍵因子分別進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，認(rèn)為數(shù)據(jù)符合正態(tài)性。

圖2 以出鐵流程為例，對(duì)關(guān)鍵流程進(jìn)行I/O分析

圖3 金屬收得率的因子篩選圖

2.3 回歸分析

使用Minitab統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)各個(gè)因子分別進(jìn)行相關(guān)性分析，得到金屬收得率和各因子的P值，剔除P＞0.05的因子，見(jiàn)表1。

表1 金屬收得率和各個(gè)因子的相關(guān)性分析

利用Minitab統(tǒng)計(jì)軟件中的回歸功能，采用逐步回歸的方法，對(duì)金屬收得率的影響因子進(jìn)行分層分析，篩選出影響程度較大的幾個(gè)關(guān)鍵因子，最終得到回歸方程：金屬收得率=-151.2-4.79×爐渣FeO含量+0.158 8×鐵水溫度+10.84×爐渣堿度。

通過(guò)回歸分析，建立回歸模型，得出影響金屬收得率的關(guān)鍵因子主要是爐渣FeO含量、鐵水溫度、爐渣堿度（見(jiàn)表2），可以通過(guò)控制這些關(guān)鍵因子從而達(dá)到提高金屬收得率的目的。借助六西格瑪管理工具，結(jié)合高爐冶煉工藝和實(shí)際生產(chǎn)狀況，確定了改善實(shí)施方案，制定了關(guān)鍵因子的固化措施。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，金屬收得率由項(xiàng)目開(kāi)始前的97.726%升高到98.704%，成功完成了項(xiàng)目設(shè)定的目標(biāo)。

表2 金屬收得率和各個(gè)影響因子的回歸方程

3 結(jié)論

通過(guò)運(yùn)用六西格瑪管理工具，得到了影響高爐金屬收得率的因子，利用Minitab統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行回歸分析，最終根據(jù)響應(yīng)優(yōu)化器確定關(guān)鍵因子的控制范圍，將控制范圍應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際，提高了金屬收得率。項(xiàng)目結(jié)題后對(duì)高爐金屬收得率連續(xù)9個(gè)月進(jìn)行了跟蹤，均成功完成了項(xiàng)目設(shè)定的目標(biāo)（見(jiàn)圖4）；同時(shí)推動(dòng)了廣大員工以數(shù)據(jù)、事實(shí)為依據(jù)，提高采用統(tǒng)計(jì)的方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高了創(chuàng)新管理能力。

圖4 2016年9月—2017年5月金屬收得率時(shí)間序列圖

[1] 于河，楊鑫.基于六西格瑪管理法在降低焦比方面的分析[J].中國(guó)冶金，2015（10）：73-76.

[2] 鄭朝暉，陳永清.回歸分析在高爐生產(chǎn)中的運(yùn)用[J].河北冶金，2015（9）：31-34.

[3] 何楨.六西格瑪管理[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2014.

[4] 張建良，鮑吉林，范玉環(huán)，等.石鋼1號(hào)高爐合理工作爐型與冶煉分析[J].河北冶金，2006（1）：38-40.

[5] 張素姣，田霞，馮珍，等.六西格瑪DMAIC方法在產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)中的應(yīng)用[J].科技管理研究，2010（10）：176-179.

App lication of Six Sigma Tool for M etal Recovery Im provement in ShouGang Jingtang Blast Furnace

Geng Dan,Jin Xiaoshuang
（Shougang Jingtang United Iron&Steel Co.,Ltd.,Tangshan Hebei063200）

In this paper,key factors of themetal yield in Shougang Jingtang 5 500 m3blast furnace is determined on the basis of six sigma management tool,through the detailed flow chart and the C&E matrix and FMEA analysis.Through historical data collection ofmain factors,regression analysis using Minitab software,the control range of key factors are finally determined according to the response optimizer,providing reference for actual production and achieving good results in improving the blast furnacemetal yield.

six sigma;Minitab;recovery ofmetal;key factors

TF513

A

1672-1152（2017）05-0068-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.26

2017-09-12

耿丹（1982—），女，碩士研究生，畢業(yè)于東北大學(xué)，機(jī)電工程師，從事燒結(jié)二級(jí)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。

（編輯：王瑾）