采用精益六西格玛方法提高电渣钢F 成分的一次命中率研究

2022-08-03马贵斌

山西冶金 2022年3期

马贵斌

（山西太钢不锈钢股份有限公司，山西太原 030003）

精益六西格玛方法包括了精益生产方法和六西格玛管理方法。精益六西格玛项目主要是解决复杂问题，把精益生产的方法和工具与六西格玛的方法和工具结合起来，实施流程采用新的“定义—测量—分析—改进—控制”流程，称为DMAIC 1I，其与传统的DMAIC过程的区别在于它在实施中结合了精益的哲理、方法和工具[1]。根据精益六西格玛方法解决具体复杂问题的程度和所用的工具，某厂把精益六西格玛活动分为精益改善活动和精益六西格玛项目活动，其中精益改善活动全部采用精益生产的理论和方法予以进行。

1 项目选题和界定

1.1 选题理由

电渣钢F 成分的提升是某公司整体发展战略的需要；电渣钢F 成分控制的稳定与否直接影响品种质量及用户的满意度；其成分稳定控制才能进一步稳定后续VIM-ESR-VAR 三联工艺的拓展，从而保证电渣钢F 成分命中率研究项目达产达效。

目前电渣钢F 渣成分控制很不稳定，从2017 年12 月9 日首次电渣到2019 年年底共计熔炼16 个品种，共计1 500 t，成分命中率仅79%，要在较短时间内将电渣成分控制在一个较稳定的水平，以最大限度地满足下工序要求，也是项目推进的终极目标。

1.2 项目目标

电渣钢F成分命中率现为79%，项目目标确定在85%。

1.3 项目流程

提高电渣钢F 成分命中率项目流程图如图1 所示。

图1 项目流程图

1.4 Y 的定义和测量方法

电渣钢F 成分命中率（Y）=合格炉数/总炉数；测量方法按支炉进行测量统计。

2 按炉对电渣钢F 成分进行统计

2.1 测量系统分析

经分析测量系统符合项目要求。

2.2 查找因子

利用鱼骨图进行因子查找，如图2 所示。

图2 鱼骨图

2.3 筛选关键因子

利用C&E 矩阵筛选关键因子，如下页表1 所示。

表1 C&E 矩阵筛选关键因子

2.4 确定重要因子

对各因子对成分命中率结果的影响程度打分后，将总分大于60 分的共5 项因子进行FMEA 分析，以进一步确定原因并制定改善措施，如下页表2 所示。

表2 下阶段改进方案

经过团队成员头脑风暴激烈讨论后，认为熔速控制、保护气氛控制、渣料烘烤及使用这三项中存在快赢机会，对比采取相关措施后快速改进。其余因子在电渣工序外或者通过基础管控力可以消除，暂不进行考虑。

3 分析和改进

分析和改进阶段主要工作：渣料烤用时间分析改进；熔速控制分析改进；结晶器氧含量波动区间分析改进。

3.1 渣料烤用时间与成分命中率的分析改进

通过数据分析，渣料烤用时间与成分命中率相关，烤用时间越短，命中率越高，原因如下：

1）常用渣系是以CaF2为基础，配入适当的CaO、Al2O3、MgO、SiO2、TiO2等氧化物组成，每种成分对应其工业原料为萤石、石灰、工业氧化铝、工业氧化镁和硅石；工业原料中其主成分含量和杂质含量对电渣的性质和对电渣锭的质量有很大的影响。

2）不稳定氧化物易引起氧化元素烧损；渣料中P、S 以及有色金属残余元素会引起钢中杂质超标，室渣料中易产生气体和挥发物，如未烧透的石灰中含有CaCO3，其分解后会放出CO2，存留在钢中成为气孔。

3.2 熔速与成分命中率的分析改进

通过数据分析，熔速控制与成分命中率相关，熔速保持中低状态，命中率会越高。不同钢种熔化速度的选择如表3 所示。

表3 不同钢种熔化速度的选择

3.3 结晶器氧含量波动区间与成分命中率的分析改进

通过数据分析，结晶器氧含量波动区间与成分命中率相关，区间越窄，命中率越高。

尽管可以采取很多措施来减少向钢中传氧，但是由于电渣过程缓慢，炉渣和电极长时间接触大气，因此，在非密闭条件下进行电渣重熔，氧的传递无法避免。在大多数情况下，电渣是一个增氧过程。一般情况下，根据电极的状态不同、钢种不同、重熔工艺的差别进行分析，电渣钢锭中的氧含量通常比电极的氧含量增加50%～200%[2]。保护气氛氧含量测定方法按照装配工况确定。

保护气氛的作用：可基本避免电极和炉渣的氧化，Ti、Zr、Al、Si 等元素的氧化烧损可以基本避免，且特别有利于含Al、Ti 高温合金的窄成分控制，可以获得高洁净度的钢锭。