PDCA+SDCA模式在安鋼工藝研究中的應(yīng)用

王翠娜 張大江 田海濤 陳叢虎 李 偉

（安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司）

0 前言

PDCA循環(huán)是ISO 9001:2015標(biāo)準(zhǔn)的三大思想——“過程方法、PDCA循環(huán)、基于風(fēng)險(xiǎn)的思維”之一，是一套以質(zhì)量提高為目的，從制定計(jì)劃到實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的循環(huán)過程，適用于產(chǎn)品和服務(wù)提供的所有過程。SDCA循環(huán)是由PDCA循環(huán)變換而來，以標(biāo)準(zhǔn)化維持為目的。筆者重點(diǎn)介紹了PDCA+SDCA模式在安鋼工業(yè)氧化鉬直接合金化工藝研究中的應(yīng)用，在優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面取得了明顯效果。

1 “PDCA+SDCA”模式的理解

PDCA循環(huán)是美國質(zhì)量管理專家戴明博士首先提出的，所以又稱戴明環(huán)，它是全面質(zhì)量管理的思想基礎(chǔ)和方法依據(jù)。PDCA循環(huán)通過Plan（策劃）、Do（實(shí)施）、Check（檢查）、Action（處置）四個(gè)階段[1]形成了一個(gè)質(zhì)量管理循環(huán)過程，這四個(gè)階段并非運(yùn)行一次就結(jié)束，而是不斷地重復(fù)依次進(jìn)行。在每一個(gè)循環(huán)階段都針對已發(fā)生的問題進(jìn)行解決，本次循環(huán)遺留的問題進(jìn)入下一次循環(huán),每循環(huán)一次，解決一部分問題，水平提高一步，呈階梯式上升[2]。

SDCA是標(biāo)準(zhǔn)化維持循環(huán)，與PDCA循環(huán)相比，僅P和S不同，P是計(jì)劃，S是標(biāo)準(zhǔn)化，而DCA完全一樣，即執(zhí)行、檢查與總結(jié)。SDCA循環(huán)通過Standard（標(biāo)準(zhǔn)）、Do（實(shí)施）、Check（檢查）、Action（總結(jié)）四個(gè)階段形成了一個(gè)質(zhì)量管理循環(huán)過程，包括所有和改進(jìn)過程相關(guān)的流程的更新（標(biāo)準(zhǔn)化），并使其平衡運(yùn)行，然后檢查過程，以確保其精確性，最后作出合理分析和調(diào)整使得過程能夠滿足愿望和要求，如需要更新，則進(jìn)入下一個(gè)SDCA標(biāo)準(zhǔn)維持循環(huán)。

PDCA主要致力于改進(jìn)提高，其目的在于提高整體流程的水準(zhǔn)。而SDCA主要致力維持穩(wěn)定，其目的在于標(biāo)準(zhǔn)化和穩(wěn)定現(xiàn)有的流程。本次研究首先采用PDCA循環(huán)對工藝研究方案進(jìn)行改進(jìn)，然后采用SDCA方法將改進(jìn)的成果予以標(biāo)準(zhǔn)化，使問題不會反彈。當(dāng)穩(wěn)定在一個(gè)水平上一段時(shí)間之后，再次采用PDCA循環(huán)進(jìn)行改進(jìn)，然后繼續(xù)采用SDCA來固化。二者相互銜接,循環(huán)往復(fù)，使安鋼生產(chǎn)工藝水平穩(wěn)步提高。PDCA循環(huán)與SDCA循環(huán)過程如圖1所示。

圖1 PDCA循環(huán)與SDCA循環(huán)過程

2 PDCA+SDCA模式的應(yīng)用

2.1 PDCA循環(huán)模式

2.1.1 P策劃階段

PDCA循環(huán)的第一階段是策劃（Plan），主要包括現(xiàn)狀分析，找出存在的質(zhì)量問題，分析原因并制定質(zhì)量目標(biāo)、工作計(jì)劃。本次工藝研究——工業(yè)氧化鉬直接合金化，主要從研究開發(fā)的目的意義、關(guān)鍵技術(shù)及可行性、制定工藝方案等方面進(jìn)行了分析。

本次研究的主要目的是降低成本，方案提出時(shí)工業(yè)氧化鉬的價(jià)格比鉬鐵便宜約3萬元/t，若鋼中鉬含量為0.10%，使用工業(yè)氧化鉬代替鉬鐵進(jìn)行鉬合金化，假設(shè)鉬的收得率為90%，則至少可以降低成本30元/ t鋼，效益較為明顯，因此有必要進(jìn)行氧化鉬直接合金化的研究。

經(jīng)過分析可知，煉鋼條件下氧化鉬直接合金化還原從熱力學(xué)角度看完全可行，目前影響氧化鉬直接合金化的關(guān)鍵因素是MoO3的熔點(diǎn)(795 ℃)和沸點(diǎn)(1 155 ℃)均較低，具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，加入到熔池后將很快熔化、揮發(fā)。鉬收得率的高低直接影響了生產(chǎn)成本，為減少氧化鉬的揮發(fā)，提高收得率，制定了四種工藝方案:方案1在轉(zhuǎn)爐使用，濺渣結(jié)束后先向爐內(nèi)加入一定量的石灰，將氧化鉬加入廢鋼斗前部和廢鋼一起加入轉(zhuǎn)爐，然后間隔3 min兌入鐵水；方案2與方案1相比，僅省去鋪底石灰操作；方案3在出鋼過程中使用，出鋼前在鋼包底部加入一定量的石灰鋪底，工業(yè)氧化鉬在出鋼過程中隨還原劑加入；方案4在LF精煉使用，精煉渣充分熔化后，再加入氧化鉬，并同時(shí)配加還原劑與石灰。

2.1.2 D實(shí)施階段

PDCA循環(huán)的第二階段是實(shí)施，即執(zhí)行所做的策劃。這一階段是PDCA循環(huán)中最為關(guān)鍵的一步，它是將制定的工作目標(biāo)和措施付諸實(shí)施的過程，是摸索優(yōu)化的階段，以確認(rèn)第一階段的策劃是否合適。針對本次研究，實(shí)施過程中重點(diǎn)關(guān)注以下三個(gè)方面：氧化鉬中鉬的收得率、成本對比、對生產(chǎn)的影響。

（1）鉬的收得率。方案1與方案2都在轉(zhuǎn)爐使用，兌鐵水前爐口未見異常冒煙現(xiàn)象，方案1中氧化鉬的收得率為94.77%，方案2中氧化鉬的收得率為91.04%。方案3與方案4分別在出鋼過程與LF精煉爐加入，鉬的收得率分別為96.10%、94.41%，收得率均較高。

（2）成本對比。試驗(yàn)鋼種鋼水鉬含量為0.12%，還原劑為鋁鐵，四種試驗(yàn)方案的合金化成本從高到低依次為方案4＞方案3＞方案2＞方案1，盡管方案3與方案4中氧化鉬的收得率較方案1與方案2的略高，但是考慮到還原劑消耗，其綜合成本反而略高于方案1與方案2。

（3）對生產(chǎn)的影響。對冶煉節(jié)奏的影響：方案1、方案2雖然鉬鐵加入廢鋼料斗需要在冶煉平臺完成，會影響廢鋼斗的吊運(yùn)作業(yè)，但不會影響轉(zhuǎn)爐本身的冶煉節(jié)奏；方案3和方案4對生產(chǎn)節(jié)奏完全沒有影響。對鋼水中其他成分的影響：四種工藝方案生產(chǎn)后鋼水成分均未見磷、硫含量異常，也沒有增碳現(xiàn)象。

2.1.3 C檢查階段

PDCA循環(huán)的第三階段是檢查驗(yàn)證，根據(jù)前期制定的內(nèi)容，評估執(zhí)行過程中實(shí)施的效果。開展檢查的目的也是為了發(fā)現(xiàn)問題，并能夠及時(shí)改進(jìn)，更好地保證項(xiàng)目質(zhì)量，使其滿足相關(guān)質(zhì)量要求。本次研究根據(jù)以上四種方案的試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮，決定采用方案2進(jìn)行小規(guī)模試生產(chǎn)以檢查驗(yàn)證前期的試驗(yàn)結(jié)果。

進(jìn)行了3次，共計(jì)29爐的驗(yàn)證試驗(yàn)，鉬的平均收得率為94.42%。作為對比，統(tǒng)計(jì)了100爐次的FeMo60-C對AH80DB的轉(zhuǎn)爐合金化效果，結(jié)果表明，鉬的平均收得率為94.63%，可見該工藝方案較好的解決了氧化鉬的揮發(fā)問題，鉬具有較高的收得率，可以推廣應(yīng)用。成品成分控制波動較小，在目標(biāo)值±0.01%的范圍內(nèi)波動比例達(dá)到了96%以上，說明直接合金化工藝可以實(shí)現(xiàn)成分的穩(wěn)定控制。

2.1.4 A處置階段

PDCA循環(huán)的第四階段是處置，遵循“持續(xù)改進(jìn)”的精神，還需對過程進(jìn)行有效的改進(jìn)與優(yōu)化。針對本次研究，根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果和驗(yàn)證情況，將方案2固定下來，納入相關(guān)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并參考執(zhí)行，隨即進(jìn)入SDCA循環(huán)。

2.2 SDCA循環(huán)模式

任何一個(gè)工作流程或標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施初期都會呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定現(xiàn)有流程和標(biāo)準(zhǔn)就需要SDCA循環(huán)。整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化過程分為四步：標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)施、檢查、總結(jié)。

本次研究將PDCA循環(huán)的結(jié)果，即工業(yè)氧化鉬直接合金化工藝研究的最佳方案納入相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；將相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化文件下發(fā)并實(shí)施，實(shí)施過程中部分原材料發(fā)生了改變，修訂相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，員工嚴(yán)格按修訂后的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋼中的鉬含量在0.10%～0.15%時(shí)，氧化鉬中鉬的平均收得率在90%～95%；當(dāng)鉬含量在0.20%以上時(shí)，鉬的平均收得率較低，僅為86.07%，影響了生產(chǎn)成本。至此，需要對鉬含量在0.20%以上的工藝重新進(jìn)行研究，進(jìn)入新一輪PDCA循環(huán)中去解決；鉬含量在0.10%～0.15%之間的繼續(xù)執(zhí)行原來的標(biāo)準(zhǔn)。

3 PDCA+SDCA模式的應(yīng)用效果

安鋼在工業(yè)氧化鉬直接合金化工藝研究中通過應(yīng)用PDCA循環(huán)，從最初策劃的四個(gè)方案中通過實(shí)施、檢查，優(yōu)選出方案2，并對方案2的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。通過SDCA循環(huán)得出不同鉬含量下氧化鉬中鉬的吸收率不同，并提出當(dāng)鉬含量在0.20%以上時(shí)，需要對生產(chǎn)工藝重新進(jìn)行研究，進(jìn)入新一輪PDCA循環(huán)中去解決。通過PDCA+SDCA循環(huán)模式的聯(lián)合應(yīng)用，降低了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)工藝得到持續(xù)優(yōu)化。

4 結(jié)語

PDCA循環(huán)是一種改進(jìn)型的管理方法，是優(yōu)化流程的科學(xué)管理方法。SDCA循環(huán)是PDCA循環(huán)的后續(xù)體現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)化后才能將改善成果推廣，做到有標(biāo)準(zhǔn)可循，但SDCA循環(huán)的局限性在于只能保持現(xiàn)有水平，不能取得突破和提升。安鋼在工業(yè)氧化鉬直接合金化工藝研究過程中采用PDCA+SDCA模式，通過PDCA和SDCA的聯(lián)合應(yīng)用，降低了生產(chǎn)成本，使得生產(chǎn)工藝在不斷循環(huán)運(yùn)行中得到持續(xù)優(yōu)化。