PDCA+SDCA模式在安钢工艺研究中的应用

王翠娜 张大江 田海涛 陈丛虎 李 伟

（安阳钢铁集团有限责任公司）

0 前言

PDCA循环是ISO 9001:2015标准的三大思想——“过程方法、PDCA循环、基于风险的思维”之一，是一套以质量提高为目的，从制定计划到实现计划的循环过程，适用于产品和服务提供的所有过程。SDCA循环是由PDCA循环变换而来，以标准化维持为目的。笔者重点介绍了PDCA+SDCA模式在安钢工业氧化钼直接合金化工艺研究中的应用，在优化生产工艺、降低生产成本、提高产品质量等方面取得了明显效果。

1 “PDCA+SDCA”模式的理解

PDCA循环是美国质量管理专家戴明博士首先提出的，所以又称戴明环，它是全面质量管理的思想基础和方法依据。PDCA循环通过Plan（策划）、Do（实施）、Check（检查）、Action（处置）四个阶段[1]形成了一个质量管理循环过程，这四个阶段并非运行一次就结束，而是不断地重复依次进行。在每一个循环阶段都针对已发生的问题进行解决，本次循环遗留的问题进入下一次循环,每循环一次，解决一部分问题，水平提高一步，呈阶梯式上升[2]。

SDCA是标准化维持循环，与PDCA循环相比，仅P和S不同，P是计划，S是标准化，而DCA完全一样，即执行、检查与总结。SDCA循环通过Standard（标准）、Do（实施）、Check（检查）、Action（总结）四个阶段形成了一个质量管理循环过程，包括所有和改进过程相关的流程的更新（标准化），并使其平衡运行，然后检查过程，以确保其精确性，最后作出合理分析和调整使得过程能够满足愿望和要求，如需要更新，则进入下一个SDCA标准维持循环。

PDCA主要致力于改进提高，其目的在于提高整体流程的水准。而SDCA主要致力维持稳定，其目的在于标准化和稳定现有的流程。本次研究首先采用PDCA循环对工艺研究方案进行改进，然后采用SDCA方法将改进的成果予以标准化，使问题不会反弹。当稳定在一个水平上一段时间之后，再次采用PDCA循环进行改进，然后继续采用SDCA来固化。二者相互衔接,循环往复，使安钢生产工艺水平稳步提高。PDCA循环与SDCA循环过程如图1所示。

图1 PDCA循环与SDCA循环过程

2 PDCA+SDCA模式的应用

2.1 PDCA循环模式

2.1.1 P策划阶段

PDCA循环的第一阶段是策划（Plan），主要包括现状分析，找出存在的质量问题，分析原因并制定质量目标、工作计划。本次工艺研究——工业氧化钼直接合金化，主要从研究开发的目的意义、关键技术及可行性、制定工艺方案等方面进行了分析。

本次研究的主要目的是降低成本，方案提出时工业氧化钼的价格比钼铁便宜约3万元/t，若钢中钼含量为0.10%，使用工业氧化钼代替钼铁进行钼合金化，假设钼的收得率为90%，则至少可以降低成本30元/ t钢，效益较为明显，因此有必要进行氧化钼直接合金化的研究。

经过分析可知，炼钢条件下氧化钼直接合金化还原从热力学角度看完全可行，目前影响氧化钼直接合金化的关键因素是MoO3的熔点(795 ℃)和沸点(1 155 ℃)均较低，具有较强的挥发性，加入到熔池后将很快熔化、挥发。钼收得率的高低直接影响了生产成本，为减少氧化钼的挥发，提高收得率，制定了四种工艺方案:方案1在转炉使用，溅渣结束后先向炉内加入一定量的石灰，将氧化钼加入废钢斗前部和废钢一起加入转炉，然后间隔3 min兑入铁水；方案2与方案1相比，仅省去铺底石灰操作；方案3在出钢过程中使用，出钢前在钢包底部加入一定量的石灰铺底，工业氧化钼在出钢过程中随还原剂加入；方案4在LF精炼使用，精炼渣充分熔化后，再加入氧化钼，并同时配加还原剂与石灰。

2.1.2 D实施阶段

PDCA循环的第二阶段是实施，即执行所做的策划。这一阶段是PDCA循环中最为关键的一步，它是将制定的工作目标和措施付诸实施的过程，是摸索优化的阶段，以确认第一阶段的策划是否合适。针对本次研究，实施过程中重点关注以下三个方面：氧化钼中钼的收得率、成本对比、对生产的影响。

（1）钼的收得率。方案1与方案2都在转炉使用，兑铁水前炉口未见异常冒烟现象，方案1中氧化钼的收得率为94.77%，方案2中氧化钼的收得率为91.04%。方案3与方案4分别在出钢过程与LF精炼炉加入，钼的收得率分别为96.10%、94.41%，收得率均较高。

（2）成本对比。试验钢种钢水钼含量为0.12%，还原剂为铝铁，四种试验方案的合金化成本从高到低依次为方案4＞方案3＞方案2＞方案1，尽管方案3与方案4中氧化钼的收得率较方案1与方案2的略高，但是考虑到还原剂消耗，其综合成本反而略高于方案1与方案2。

（3）对生产的影响。对冶炼节奏的影响：方案1、方案2虽然钼铁加入废钢料斗需要在冶炼平台完成，会影响废钢斗的吊运作业，但不会影响转炉本身的冶炼节奏；方案3和方案4对生产节奏完全没有影响。对钢水中其他成分的影响：四种工艺方案生产后钢水成分均未见磷、硫含量异常，也没有增碳现象。

2.1.3 C检查阶段

PDCA循环的第三阶段是检查验证，根据前期制定的内容，评估执行过程中实施的效果。开展检查的目的也是为了发现问题，并能够及时改进，更好地保证项目质量，使其满足相关质量要求。本次研究根据以上四种方案的试验结果，综合考虑，决定采用方案2进行小规模试生产以检查验证前期的试验结果。

进行了3次，共计29炉的验证试验，钼的平均收得率为94.42%。作为对比，统计了100炉次的FeMo60-C对AH80DB的转炉合金化效果，结果表明，钼的平均收得率为94.63%，可见该工艺方案较好的解决了氧化钼的挥发问题，钼具有较高的收得率，可以推广应用。成品成分控制波动较小，在目标值±0.01%的范围内波动比例达到了96%以上，说明直接合金化工艺可以实现成分的稳定控制。

2.1.4 A处置阶段

PDCA循环的第四阶段是处置，遵循“持续改进”的精神，还需对过程进行有效的改进与优化。针对本次研究，根据前期试验结果和验证情况，将方案2固定下来，纳入相关的作业标准并参考执行，随即进入SDCA循环。

2.2 SDCA循环模式

任何一个工作流程或标准，实施初期都会呈现不稳定状态，稳定现有流程和标准就需要SDCA循环。整个标准化过程分为四步：标准化、实施、检查、总结。

本次研究将PDCA循环的结果，即工业氧化钼直接合金化工艺研究的最佳方案纳入相关的标准，进行标准化；将相关的标准化文件下发并实施，实施过程中部分原材料发生了改变，修订相关的标准，员工严格按修订后的标准执行。运行一段时间后发现，当钢中的钼含量在0.10%～0.15%时，氧化钼中钼的平均收得率在90%～95%；当钼含量在0.20%以上时，钼的平均收得率较低，仅为86.07%，影响了生产成本。至此，需要对钼含量在0.20%以上的工艺重新进行研究，进入新一轮PDCA循环中去解决；钼含量在0.10%～0.15%之间的继续执行原来的标准。

3 PDCA+SDCA模式的应用效果

安钢在工业氧化钼直接合金化工艺研究中通过应用PDCA循环，从最初策划的四个方案中通过实施、检查，优选出方案2，并对方案2的生产工艺进行了标准化。通过SDCA循环得出不同钼含量下氧化钼中钼的吸收率不同，并提出当钼含量在0.20%以上时，需要对生产工艺重新进行研究，进入新一轮PDCA循环中去解决。通过PDCA+SDCA循环模式的联合应用，降低了生产成本，生产工艺得到持续优化。

4 结语

PDCA循环是一种改进型的管理方法，是优化流程的科学管理方法。SDCA循环是PDCA循环的后续体现，标准化后才能将改善成果推广，做到有标准可循，但SDCA循环的局限性在于只能保持现有水平，不能取得突破和提升。安钢在工业氧化钼直接合金化工艺研究过程中采用PDCA+SDCA模式，通过PDCA和SDCA的联合应用，降低了生产成本，使得生产工艺在不断循环运行中得到持续优化。