【优秀六西格玛项目】提高转炉钢水一次炼成率.ppt

提高转炉钢水一次炼成率6SIGMA项目情况汇报,黑带唐洪乐2007年8月20日,项目背景,梅山铁水含磷量高、脱硫站铁水脱硫能力有限，LF炉仅一座，由于布局问题，温度补偿手段不能充分发挥，为了弥补这些缺陷，转炉一直采用补吹的方式，从而影响钢水一次炼成率。,转炉钢水一次炼成率低，采用补吹方式时，加快了炉衬侵蚀、增加了辅料及脱氧合金消耗；影响钢水质量，导致连铸机拉速不稳定。,项目总纲,2.形成团队,1.确定指标,5.项目收益的初步分析,3.确定项目进度,4.流程确定，找出关键流程,界定阶段,确定指标指标为：转炉钢水一次炼成率定义：转炉一次下枪吹炼到终点,不再下枪吹炼而出钢的炉次叫一次炼成。,项目预算收益,2.测量系统分析,1.数据收集计划,5.问题的关键在哪里?,3.测量结果,4.关键流程,测量阶段,回硫达到0.0081%，标准差0.0051,1、对输入铁水、废钢回硫的分析,确定测量的结果,2、测量当前一次炼成率水平,从上图可以看出，1-6月份的补吹率为6.18%，即钢水的一次炼成率为93.82%。Y的SIGMA水平为3.039。,ProcessZ加1.5为SIGMA水平,3、Y缺陷的分层,YD1：C高于钢种要求YD2：P高于钢种要求YD3：S高于钢种要求YD4：温度T低于要求,出钢记号AP1360C1（钢种Stw22）补吹炉数占的比例较大。,4、缺陷按钢种、炉号、班组分层,分炉补吹情况,Chi-SquareTest:1号转炉,2号转炉ExpectedcountsareprintedbelowobservedcountsChi-Squarecontributionsareprintedbelowexpectedcounts1号转炉2号转炉Total158795711115905916.945673.060.2430.2542332244576294.06281.944.8955.105Total6211595512166Chi-Sq=10.497,DF=1,P-Value=0.001,P-Value=0.001):T-Value=1.76P-Value=0.040DF=138BothusePooledStDev=0.0309,P=0.040.05说明交互作用不明显。,2、磷高缺陷的验证,1、PPN：底吹效果不好PPN值为439、温度高影响PPN值为350、操作水平影响的PPN值为373。2、方法：相关性检验、回归分析、卡方检验、理论分析。,A.底吹效果对终点磷的影响,验证终点磷与碳氧积相关性Pearsoncorrelationof碳氧积and终点P=0.025P-Value=0.526,P-Value0.05说明碳氧积与终点磷关系不大。,底吹对脱磷影响的理论证明底吹对脱磷有影响。,B.一次拉碳时温度对终点磷影响,从图可以看出,温度对脱磷的影响有两个拐点，1640和1690。在冶炼成品磷在0.0120.020%时,终点温度最好控制在16401660。,PolynomialRegressionAnalysis:终点PversusTSO温度Theregressionequationis终点P=-848.1+1.524TSO温度-0.000913TSO温度*2+0.000000TSO温度*3S=0.00335301R-Sq=51.9%R-Sq(adj)=51.7%AnalysisofVarianceSourceDFSSMSFPRegression30.00772800.0025760229.130.000Error6370.00716160.0000112Total6400.0148896,C.化渣的影响,考察四个班组2座转炉因磷不合格，看有无差异，采用列联表方式，具体如下,Chi-SquareTest:甲1号炉,甲2号炉,乙1号炉,乙2号炉,丙1号炉,丙2号炉,丁1号炉,丁2号炉Chi-Squarecontributionsareprintedbelowexpectedcounts甲1号炉甲2号炉乙1号炉乙2号炉丙1号炉丙2号炉丁1号炉丁2号炉Total19338989678559489019718817354929.01893.43958.66862.79949.76897.38971.51891.450.0170.0230.0730.0700.0030.0150.0000.12327631813712218710.9910.5711.3410.2111.2410.6211.4910.551.4491.9766.1355.9500.2771.2320.02210.362Total9409049708739619089839027441Chi-Sq=27.727,DF=7,P-Value=0.000,PETA2issignificantat0.0000Thetestissignificantat0.0000(adjustedforties),结论：P=0.0000，说明含铸造件回硫显著大于自产重废回硫。,A.废钢回硫,含铸造件重废回硫不服从正态自产重废回硫情况稳定,B.铁水带渣回硫,在铁水不脱硫情况下，存在不扒渣情况，每炉带渣2.5吨左右，而高炉渣含硫量很高右图。,由于高炉渣是还原性的，进入转炉在氧化性气氛下，基本上进入钢到钢水中。如果转炉脱硫率按30%进行计算，将有70%的硫进入钢水中，则增加钢水硫增加0.0142%。,铁水渣中硫呈正态分布，说明铁水渣中硫含量稳定，均值为0.8936%。,4、温度低原因验证,1)PPN：底吹效果不好PPN值为439、氧枪枪龄影响PPN值为408、拉碳枪位高PPN值为373。2)方法：相关性检验、正态性检验、非参数检验。,A.转炉底吹效果对升温速度的影响,Correlations:升温速度,t/min,碳氧积Pearsoncorrelationof升温速度,t/minand碳氧积=0.044P-Value=0.273,检验碳氧积与升温速度是否相关，具体如下：,P-Value=0.2730.05说明转炉底吹效果与升温速度不相关。,NMedian枪龄100次升温速度,t/min_125016.941PointestimateforETA1-ETA2is0.50595.0PercentCIforETA1-ETA2is(-0.885,1.712)W=28160.5TestofETA1=ETA2vsETA1ETA2issignificantat0.2297Thetestissignificantat0.2297(adjustedforties),结论：P=0.2297，枪龄100在升温速度上没有显著差别。,B.氧枪枪龄对升温速率的影响,由右图可以看出，不同枪龄的升温速度不呈正态分布，对均值进行非参数检验,Mann-WhitneyTestandCI:升温速率,(枪位1.5m),升温速率,(枪位1.7m)NMedian升温速率,/min(枪位1.5m)20122.670升温速率,/min(枪位1.7m)20717.391PointestimateforETA1-ETA2is5.44695.0PercentCIforETA1-ETA2is(5.094,5.850)W=61908.0TestofETA1=ETA2vsETA1not=ETA2issignificantat0.0000Thetestissignificantat0.0000(adjustedforties),P-Value为0.0000说明两者升温速率有显著差异。即在拉碳枪位时有利于升温。,C.不同枪位的升温速率,进行正态检验：,不同枪位的升温速度不呈正态分布，对均值进行非参数检验：,分析阶段小结：,影响转炉一次炼成率主要原因底吹效果不好温度高拉碳枪位高氧枪枪龄长操作水平铁水带渣废钢种类,1.提出并选择改进措施,2.实施改进措施,3.验证改进措施,改进阶段,1.提出并选择改进措施,1）对应针对Y1Y4管理上的原因,2）针对管理原因，首先确定选择改进措施的标准,3）针对技术原因应用试验设计找到最佳方案,X：枪龄120-200枪位1.3米1.8米碳氧积1434Y：脱C速度升温速度,Theanalysiswasdoneusingcodedunits.EstimatedRegressionCoefficientsfor脱碳速度TermCoefSECoefTPConstant0.0762210.00474716.0570.000枪位-0.0116680.003150-3.7050.004枪龄0.0000170.0031500.0050.996碳氧积-0.0149930.003150-4.7600.001枪位*枪位0.0012010.0030660.3920.704枪龄*枪龄-0.0029710.003066-0.9690.355碳氧积*碳氧积-0.0074790.003066-2.4390.035枪位*枪龄0.0005250.0041150.1280.901枪位*碳氧积0.0042000.0041151.0210.331枪龄*碳氧积0.0040500.0041150.9840.348S=0.01164R-Sq=81.9%R-Sq(adj)=65.7%,A)ResponseSurfaceRegression:脱碳速度versus枪位,枪龄,碳氧积,枪位、碳氧积对脱碳影响是显著的。,AnalysisofVariancefor脱碳速度SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPRegression90.0061500.0061500.0006835.040.009Linear30.0049290.0049290.00164312.130.001Square30.0009460.0009460.0003152.330.136Interaction30.0002750.0002750.0000920.680.587ResidualError100.0013550.0013550.000135Lack-of-Fit50.0010300.0010300.0002063.180.115PureError50.0003240.0003240.000065Total190.007505,回归显著有效,方程无失拟现象,B)ResponseSurfaceRegression:温升versus枪位,枪龄,碳氧积,Theanalysiswasdoneusingcodedunits.EstimatedRegressionCoefficientsfor温升TermCoefSECoefTPConstant16.47500.856619.2330.000枪位-2.31300.5683-4.0700.002枪龄-0.02570.5683-0.0450.965碳氧积0.47150.56830.8300.426枪位*枪位-0.11720.5533-0.2120.837枪龄*枪龄0.82550.55331.4920.167碳氧积*碳氧积0.40200.55330.7270.484枪位*枪龄-1.46950.7426-1.9790.076枪位*碳氧积0.09680.74260.1300.899枪龄*碳氧积0.99580.74261.3410.210S=2.100R-Sq=72.0%R-Sq(adj)=46.8%,枪位对升温速度有显著性影响,在要求脱碳速度为0.06-0.08/min，升温在15-19/min时，进行碳氧积和枪位的最佳操作搭配。,从右图看出，要想到达理想的脱碳速度和升温速度，在碳氧积低时，拉碳枪位可以160cm，当碳氧积达到24以上是，拉碳枪位在150cm以下，为了氧枪的安全枪位可以控制在140-150cm之间。,碳氧积在26时，要想达到目标值，枪位控制在145cm。,2.实施改进措施,A.首先小范围实施改进措施，观察改进效果，制定如下实施计划,B.制定大规模改进实施计划,C.对碳高补吹的控制措施1）控制好转炉底吹效果。2）控制好终点拉碳枪位。,D.对磷高补吹的控制措施1）控制好转炉底吹效果：经过理论论证并结合国内外情况，控制好转炉底吹效果，有利于提高转炉脱磷率，因此有必要控制好转炉底吹效果。2）优化出钢温度。3)采取总结培训：2号转炉乙班及丁班2号转炉操作要比另外几个班组要差,因此要进行培训或到别的班组进行学习。,E.对硫高补吹的控制措施,1）严格按钢种脱硫目标进行脱硫，并规范脱硫后铁水扒渣2）转炉入炉废钢的要求3）对不脱硫炉次的铁水进行扒渣,3.验证改进措施,1）改进前后转炉一次炼成率,2）对温度、碳、磷、硫缺陷改进后指标变化,TestandCIforTwoProportions（碳改进前后）SampleXNSamplep15544940.0122392127140170.009060Difference=p(1)-p(2)Estimatefordifference:0.0031781195%CIfordifference:(-0.000398758,0.00675499)Testfordifference=0(vsnot=0):Z=1.74P-Value=0.082,运用假设检验中的2P检验进行比较,TestandCIforTwoProportions(温度改进前后)SampleXNSamplep19244940.0204722160140170.011415Difference=p(1)-p(2)Estimatefordifference:0.0090570395%CIfordifference:(0.00455886,0.0135552)Testfordifference=0(vsnot=0):Z=3.95P-Value=0.000,TestandCIforTwoProportions（磷改进前后）SampleXNSamplep16244940.0137962136140170.009703Difference=p(1)-p(2)Estimatefordifference:0.0040936795%CIfordifference:(0.000316967,0.00787037)Testfordifference=0(vsnot=0):Z=2.12P-Value=0.034,TestandCIforTwoProportions(硫改进前后)SampleXNSamplep18916170.055040212532050.039002Difference=p(1)-p(2)Estimatefordifference:0.016038695%CIfordifference:(0.00305850,0.0290188)Testfordifference=0(vsnot=0):Z=2.42P-Value=0.015,Mann-WhitneyTestandCI:回硫0701,PPm,回硫0702,PPmNMedian回硫0701,PPm1262100.00回硫0702,PPm105686.00Pointestimat