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）

生產(chǎn)實踐·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，通過詳細流程圖、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)上對這些主要因子進行歷史數(shù)據(jù)收集，使用M initab統(tǒng)計軟件進行回歸分析，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)對現(xiàn)場實際生產(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

隨著國內(nèi)資源的日趨減少和人們環(huán)保意識的增強，對鋼鐵企業(yè)的要求不斷提高，尤其對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)對各限制性因素對策的核心[1]。目前，鋼材供需矛盾長期困擾鋼鐵行業(yè)，為了進一步降低鐵水成本，減少浪費，提高資源利用率[2]，需從各個方面挖掘潛力，減少煉鐵高爐損耗，提高高爐金屬收得率。

近年來，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。它通過定義（D）六西格瑪項目以及對現(xiàn)有系統(tǒng)的測量（M）和統(tǒng)計分析（A），進而采取有效的改進（I）措施和控制（C）手段，以保證所改進的項目達到六西格瑪?shù)目冃?，六西格瑪以?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[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，對實際生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用，從而實現(xiàn)鐵水質(zhì)量的提高和能耗的降低。

1 現(xiàn)狀分析

通過對首鋼京唐5 500m3高爐半年以來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行整理，對正常生產(chǎn)時每個月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集，對所得到的數(shù)據(jù)進行單值控制分析，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（見圖1），通過和國內(nèi)其他大型高爐如新鋼對標發(fā)現(xiàn)，京唐高爐金屬收得率還存在一定進步的空間。

圖1 首鋼京唐高爐2015年6—12月金屬收得率單值控制圖

2 改進過程

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、看水、沖渣、冶煉、干法除塵、出鐵[4]，通過對各個流程進行分析，確定冶煉、出鐵、熱風為影響金屬收得率的重要流程。通過頭腦風暴，分別對冶煉、出鐵、熱風流程，按照人、機器、材料、方法、環(huán)境、測量六個環(huán)節(jié)分析[5]，得到了金屬收得率的詳細流程圖（見下頁圖2），將這些因子按照對渣中鐵含量，灰中鐵含量兩個方面的影響進行打分，同時根據(jù)這兩個方面對客戶的重要性給出權(quán)重，篩選出分值高的項作為主要因子，再進行FMEA分析，最終確認影響金屬收得率主要的因子有5個（見下頁圖3）。

2.2 數(shù)據(jù)采集和測量系統(tǒng)分析

由于高爐生產(chǎn)存在滯后性，眾多因子對金屬收得率的影響時間不同，所以在數(shù)據(jù)采集時按照時間對應(yīng)原則進行數(shù)據(jù)的收集。收集2016年4月1日至6月30日高爐運行參數(shù)共70組數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)到測量系統(tǒng)進行分析，認為測量系統(tǒng)可靠。由于影響金屬收得率的5個因子為計量型數(shù)據(jù)，金屬收得率也是計量型數(shù)據(jù)，針對收集的金屬收得率和各項關(guān)鍵因子分別進行正態(tài)性檢驗，認為數(shù)據(jù)符合正態(tài)性。

圖2 以出鐵流程為例，對關(guān)鍵流程進行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)計軟件對各個因子分別進行相關(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，見表1。

表1 金屬收得率和各個因子的相關(guān)性分析

利用Minitab統(tǒng)計軟件中的回歸功能，采用逐步回歸的方法，對金屬收得率的影響因子進行分層分析，篩選出影響程度較大的幾個關(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（見表2），可以通過控制這些關(guān)鍵因子從而達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際生產(chǎn)狀況，確定了改善實施方案，制定了關(guān)鍵因子的固化措施。通過項目的實施，金屬收得率由項目開始前的97.726%升高到98.704%，成功完成了項目設(shè)定的目標。

表2 金屬收得率和各個影響因子的回歸方程

3 結(jié)論

通過運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)計軟件進行回歸分析，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)實際，提高了金屬收得率。項目結(jié)題后對高爐金屬收得率連續(xù)9個月進行了跟蹤，均成功完成了項目設(shè)定的目標（見圖4）；同時推動了廣大員工以數(shù)據(jù)、事實為依據(jù)，提高采用統(tǒng)計的方法解決實際問題的能力，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)中的運用[J].河北冶金，2015（9）：31-34.

[3] 何楨.六西格瑪管理[M].北京：中國人民大學出版社，2014.

[4] 張建良，鮑吉林，范玉環(huán)，等.石鋼1號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，機電工程師，從事燒結(jié)二級系統(tǒng)的開發(fā)和維護。

（編輯：王瑾）