QC質量改進在提高耐磨鋼終點碳氧積合格率上的應用

李海軍 張小偉

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇南京 210000）

1 概況

南鋼煉鋼廠現(xiàn)有3 座容量為150t 的頂?shù)讖痛缔D爐，2020 年全年耐磨鋼生產碳氧積合格率水平僅為52.3%，遠低于2020 年初制定的65%的年度控制目標。針對這一情況，結合鋼廠生產中存在的問題，南鋼煉鋼廠2021 年2 月成立了專項QC 質量控制小組，最終達到了年度設定的70%的控制目標。

2 現(xiàn)狀調查

2.1 冶煉工藝路線

根據(jù)鋼廠設備工藝水平，南鋼煉鋼廠耐磨鋼生產工藝流程為：鐵水倒罐→鐵水預處理→轉爐冶煉→出鋼脫氧合金化→LF 精煉爐→（RH 真空爐）→鈣處理→連鑄。

2.2 現(xiàn)狀調查

通過QC 小組調查研究發(fā)現(xiàn)，2020年全年南鋼煉鋼廠耐磨鋼終點碳氧積平均合格率僅為52.3%，其中11 月份碳氧積更是僅為30.18%，并且2020 年僅個別月份達到了65%的年度碳氧積合格率控制要求。

3 原因分析

為了針對影響耐磨鋼冶煉終點碳氧積合格率的具體原因進行分析，南鋼煉鋼廠QC 小組全體成員于2021 年2 月，展開頭腦風暴，討論分析。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，確認導致耐磨鋼終點碳氧積合格率低的末端因素有11 項，分別是：靜攪時間有差異、點檢不符合標準、氬氣壓力不滿足要求、氧氣壓力不滿足要求、流量槍位未按標準、熔池深度的控制、大面補爐控制差、爐底維護差、底吹強度設定不合理、液面高度設定錯誤、未在取樣靜攪后等。

4 分析確定要因

4.1 非要因確認

（1）點檢不規(guī)范

耐磨鋼冶煉過程中，管路、儀表等機械設備出現(xiàn)故障，均會對耐磨鋼生產造成很大影響，使轉爐底吹支管的流量、壓力產生較大波動。經現(xiàn)場調查，鋼廠管路、儀表等點檢均符合有關標準規(guī)范。

（2）熔池深度控制差

經調查研究發(fā)現(xiàn)，轉爐爐役期間，各個爐齡段的熔池平均深度控制與爐襯變化基本相符，符合爐型控制的基本要求。因此，熔池平均深度控制良好，對耐磨鋼終點碳氧積影響不大。

（3）氬氣壓力不足

在耐磨鋼終點碳氧積的合格率控制中，氬氣壓力不足也會對轉爐底吹流量的壓力波動造成較大影響。經統(tǒng)計2021 年2 月總管壓力數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，氬氣總管實際壓力遠大于設定壓力，符合相關標準。

（4）流量、槍位、氧氣壓力不足

在耐磨鋼冶煉過程中，若各階段供氧的流量、槍位、氧氣壓力設定不符合相關供氧制度標準，在一定程度上將會造成轉爐頂吹能力不足，進而影響轉爐終點爐底控制水平。經統(tǒng)計，轉爐流量、槍位、氧氣壓力設定均符合相關供氧制度標準。

（5）大面補爐控制差

若補爐控制未制定有效的詳細計劃，也會造成轉爐底吹狀況及控制中爐型控制不佳，進而影響耐磨鋼的碳氧積控制水平。經調查，補爐計劃的實施基本符合爐況維護的要求。

4.2 要因

（1）靜攪時間有差異

因為人為因素，各轉爐不同班組測量前未形成對于轉爐主操的統(tǒng)一認識，導致靜攪時間上存在較大差異。造成熔池內碳氧反應的不一致，使碳氧積合格率下降。

（2）爐底維護差

由于爐底維護方法的不合理，爐底維護較差，很容易造成轉爐爐役期間爐底波動較大，使爐底及透氣元件造成損壞。影響轉爐底吹的控制水平，使碳氧積增大。

（3）底吹強度設定不合理

底吹強度設定不合理，則容易造成底吹控制期間，大小設定不一致，使爐底水平難以得到有效穩(wěn)定，進而影響碳氧積的水平。

（4）液面高度設定錯誤

測量過程中液面高度設定錯誤，則容易造成探頭難以進行有效取樣，使終點測量結果無法得到有效保證。導致統(tǒng)計數(shù)據(jù)失真，底吹控制達不到生產的要求，從而進一步影響碳氧積的控制水平。

（5）未在靜攪后取樣

從現(xiàn)場調查分析可以發(fā)現(xiàn)，終點碳測量過程中，各小組都存在未在靜攪后取樣，由于取樣時間偏早，使終點碳測量結果存在偏差。導致影響碳氧積的控制水平不穩(wěn)定。

5 制定對策

5.1 統(tǒng)一靜攪時間

根據(jù)煉鋼廠研究發(fā)現(xiàn)，靜攪時間設定為30秒時，可以保證耐磨鋼爐底控制終點氧含量有效降低，使碳氧積大幅度下降。為保證終點碳氧積平穩(wěn)控制，各班組應有效統(tǒng)一靜攪時間，使之不少于30秒。

5.2 漲爐底減少爐底波動

研究發(fā)現(xiàn)，耐磨鋼冶煉過程中不可避免的會對爐底及其元件造成損傷，且冶煉時間較長損傷越大。為了使爐底得到有效保護，裝料時應采取一定的措施，避免爐底造成損傷，同時采取漲爐底的方法，使爐底厚度控制在1000-1100mm之間。

5.3 分鋼種制定底吹模式

耐磨鋼生產中，由于不同鋼種，其終點碳含量有差異，這種情況下底吹方法也難以保持統(tǒng)一。可以采取改善底吹模式的方式，對于不同鋼種采取不同的底吹方式，以提高其底吹效果。

5.4 做好液面設定

液面設定有一級和二級兩種控制模式，在自動化煉鋼系統(tǒng)內每爐次的液面由上一爐次測量結果×修正系數(shù)確定。所以其本班次液面設定根據(jù)上一班所有爐次測得液面進行加權計算，控制方式選用一級。

5.5 靜攪完成后取樣

為保證終點碳測量過程中百分百取樣，可以采取副槍計算機控制的方式，在二級中設定好靜攪時間，時間到達后自動進行測量取樣，減少終點碳測量結果的偏差。

6 效果檢查及效益分析

表1 改進后的碳氧積合格率統(tǒng)計表

表1所示為改進后的碳氧積合格率統(tǒng)計表格，通過以上相關對策實施后，很好的達到了預期效果，使轉爐終點碳氧積合格率得到有效控制，鞏固期（9-11月份）平均合格率71.7%，超過了本年度70%的年度控制目標。

6.1 效益分析

（1）直接經濟效益

隨著耐磨鋼碳氧積合格率的不斷提高，終點渣中全鐵含量得到有效降低，同時鋼水純凈度也獲得有效改善。鋼鐵材料消耗量降低，鋼水終點氧含量降低約113ppm，使鋼水收得率大幅度提高。

（2）產生的社會效益

通過對耐磨鋼終點碳氧積合格率的攻關，緊緊圍繞提高耐磨鋼終點碳氧積合格率為活動目的，穩(wěn)定了此類鋼種的生產順行，進一步降低了煉鋼生產成本，同時為提升鋼水純凈度增添了新的舉措。

7 結論

造成南鋼煉鋼廠終點碳氧積合格率過低的因素主要分為人、機、控制方法和測量。通過鋼廠采取相關對策并有效實施，最大程度上消除了不利因素對于終點碳氧積的影響。使鋼廠碳氧積控制水平得到顯著改善，基本達到了2021 年度70%的年度控制目標，并使企業(yè)效益得到提升。