降低高爐鐵水硅含量的簡要分析

李曉紅

降低高爐鐵水硅含量的簡要分析

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,實現(xiàn)節(jié)能減排;而且可以使煉鋼工序實現(xiàn)少渣冶煉,縮短煉鋼時間,降低能耗和材料費用,為冶煉品種鋼創(chuàng)造良好條件。通過采用6σ方法對數據進行分析并采取了相應的有效措施,鐵水硅含量在2008年9月達到目標值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到0.51%,為下工序生產創(chuàng)造了良好的條件,用戶滿意度得到進一步提高。

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量好壞的重要質量指標之一,降低鐵水硅含量可以降低高爐燃料比,提高高爐利用系數,實現(xiàn)節(jié)能減排;還可以使煉鋼工序實現(xiàn)少渣冶煉,縮短煉鋼時間,降低能耗和材料費用,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煉鐵廠的鐵水頻繁提出質量異議,經過對異議項目歸類分析,其中高爐鐵水硅含量高且波動大占到異議總量的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0.64%,1～5月累計達0.62%。本文將用6σ方法進行簡要分析。

1 定 義

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

根據用戶調查,結合同行業(yè)同類型高爐的鐵水硅含量指標及太鋼煉鐵廠目前的原料結構,確定了項目目標為：鐵水Si%≤0.58%。

具體基線及目標值見表1。

表1 項目基線及目標

2 測 量

1)鐵水Si%的測量系統(tǒng)分析。通過對隨機抽取的10個鐵水樣進行隨機檢驗的檢測結果分析,得出如下結果,測量系統(tǒng)分析結果見表2,圖1。

表2 鐵水Si%的測量系統(tǒng)分析結果

圖1 鐵水Si%測量系統(tǒng)分析結果示意圖

測量系統(tǒng)分析結論：

a)測量系統(tǒng)的精度與過程總波動的比值 P/TV=8.61%＜30%。

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

c)分組數=16＞5。

d)說明本測量系統(tǒng)良好,可以信賴。

2)改善初期鐵水Si%的過程能力分析。

2008年5月1 800 m3高爐鐵水Si%過程能力分析 ,見圖 2。

圖2 2008年5月1 800 m3高爐鐵水Si%過程能力分析

通過對鐵水Si%含量的過程能力計算,得出Ppk=-0.16,Cp=0.44,鐵水硅含量的波動較大,平均值偏高,過程能力嚴重不足,急需進行改進。

評書有著鮮明的藝術“套路”：開場有“定場詩”，介紹新角有“開臉兒”，講場景有“擺砌末”，此外還有“賦贊”“垛句”（串口）“關子”和“扣子”等相對固定的風格技巧。之所以說相對固定指的是表演形式，但內容并不統(tǒng)一。單田芳常用的“定場詩”就有“道德三皇五帝，功名夏后商周，五霸七雄鬧春秋，頃刻興亡過首。青史幾行名姓，北茫無數荒丘，前人撒種后人收，無非是龍爭虎斗”和“三尺龍泉萬卷書，上天生我意何如？不能治國安天下，妄稱男兒大丈夫”等。記得小時候聽湖北大鼓，開場白總會扯上一段與故事毫無關聯(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)運用圖3對影響鐵水Si%的所有可能原因進行分析,找出所有可疑原因52項。

b)對52項輸入因子進行因果矩陣分析、失效模式FMEA分析后,從中找出重要因子15個。再次運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,需收集數據進一步驗證其影響度的其它因子有 9個(因子),見表3,表4。

表3 對可改善因子(6個)采取的快速改善措施

表4 分析其對高爐鐵水影響度的關鍵因子(9個)

3 分析與改進階段

1)通過對8月分數據進行相關分析得知,燒結礦中 FeO對鐵水 Si的影響不顯著,燒結礦SiO2、焦炭成分、入爐硅負荷與鐵水硅含量呈正相關關系,煤粉灰分與鐵水硅含量呈現(xiàn)顯著的正線性相關關系。見圖 4,表 5。

圖4 高爐鐵水[Si]與入爐硅負荷之間的散點圖

表5 原燃料成分及入爐硅負荷對鐵水[Si]的影響

經過對“燒結礦中的 SiO2%、焦炭灰分、煤粉灰分和入爐硅負荷”幾個與鐵水硅含量正相關的關鍵因素進行分析后認為,“燒結礦中的SiO2%”可以通過控制燒結負壓、混合料水分,實現(xiàn)燒結礦 SiO2下調0.2%而保證燒結強度滿足高爐要求;“入爐硅負荷”要控制在110 kg/t以下?！敖固炕曳帧焙汀懊悍刍曳帧眱蓚€指標,可以通過提高煤比降低焦比、根據焦炭質量調整噴煤比、降低燃料比來進行控制,達到降低鐵水中硅含量的目的。

表6 爐內操作參數數據表

5)確定了影響鐵水Si%的關鍵因素并得出如下改進方案見表7：

各項改善措施的實施,在9月取得了突破性進展,高爐鐵水硅含量首次完成年度預算目標,同時也完成了項目目標。

表7 影響鐵水Si%的關鍵因素及改進方案

項目實施后鐵水硅含量的過程能力分析顯示Ppk提高為0.3,Cp提高為0.66,過程能力進一步提高,見圖5。

圖5 項目實施后鐵水硅含量的過程能力分析

4 控制階段

1)在燒結原料結構允許的情況下,燒結礦SiO2的控制情況見圖6：

圖6 燒結礦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,鼓風動能、爐渣R、Z/W值也在可控范圍內。

3)高爐鐵水 Si%9月完成目標后持續(xù)鞏固,見 圖7。

圖7 鐵水Si%鞏固情況

5 結 論

通過對數據進行分析并采取相應有效措施,鐵水硅含量在2008年9月達到目標值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年的平均水平也達到0.51%,為下工序生產創(chuàng)造了良好的條件,用戶滿意度得到進一步提高。目前,該高爐的有效措施在其他高爐上已得到有效推廣,為實現(xiàn)公司戰(zhàn)略經營目標、完成節(jié)能減排工作、建設綠色鋼城做出了貢獻。

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 統(tǒng)計師 太原 030003

2010-01-21