《降低铁水脱硫成本》

1、降低铁水脱硫成本武钢股份炼钢总厂三分厂炼钢武钢股份炼钢总厂三分厂炼钢QCQC自主管理小组自主管理小组一、小组概况8 8本科本科二、工艺流程简介 武钢炼钢总厂三分厂有两座脱硫站，高炉铁水装鱼雷罐后根据生产计划先安排到1#站脱硫。之后，铁水被转运到铁水罐中，如果硫含量不合格则上2#脱硫补脱。脱完硫的铁水经过扒渣后兑入氧气转炉进行吹炼。1#1#脱硫站脱硫站-CaC2-CaC2和和CaOCaO脱硫脱硫2#2#脱硫站脱硫站-钝化钝化MgMg脱硫脱硫三、选题理由公司要求完成公司年度降成本任务厂部要求当前现状确立课题要求将吨钢脱硫成本降到12.5元以下降低铁水脱硫成本12108642018161412108

2、64月份吨钢脱硫成本，元/吨钢14.82 20 01 10 0年年 吨吨 钢钢 脱脱 硫硫 成成 本本脱硫成本2010年平均 厂部要求将脱硫成本降到12.5元/吨钢以下，所以我们确立初步目标为降低铁水脱硫成本至12.5元/吨钢.制图：苏建秦 日期：2011年2月降成本压力大，厂领导要求挖掘潜力，有政策支持政策支持数据显示：脱硫剂成本约占铁水脱硫总成本的90，是导致脱硫成本高的主要原因。 基于2010年的全年生产数据，我们对构成铁水脱硫成本的因素进行了统计，见下表：统计：邓志方 制表：周兴和 日期：2012年2月备注：平均每罐铁的总成本N=4329.9元，不含能源介质和设备维修及折旧费用。序号因

3、素成本/元百分比/累计百分比1脱硫剂3600.189.72%89.72%2喷枪400.446.07%95.79%3铁损206.332.64%98.43%4其他122.11.57%100% 数据显示：脱硫剂成本占铁水脱硫总成本约89.72，是导致脱硫成本高的主要原因。因此，我们将降低脱硫剂成本作为本次课题的主要攻克对象，对该要素展开分析，最终降低脱硫成本。根据统计数据，我们绘制了2010年铁水成本要素饼分图，如下：六、原因分析小组成员针对“铁水脱硫剂成本高”的问题进行了鱼刺图分析,如下：七、要因确认小组针对末端因素制定了要因确认计划表，如下：七、要因确认制表人：苏建秦 制表时间：2011.1.7

4、确认内容标准确认过程确认过程 厂部对脱硫岗位人员进行了技能培训考试，情况如下：确认人确认人李小云完成时间完成时间2011年1月10确认结果确认结果因此为：技能考试合格率100%职工标准化意识、操作技能 末端因素确认一：职工技能培训不够参培人数培训次数技能考试合格率考试优秀率取得高级工人数20人4次100%81%16非要因末端因素确认二：设备维护点检不到位设备运行状况标准标准设备100%点检，故障率0.2% 我厂铁水脱硫设备均安排了班点检、日点检、周巡检、月检和年检。生产前，操作工确认各项设备是否良好运行，是否具备生产条件。2010年全年脱硫设备平均故障率0.067%，符合标准。确认人确认人郭长

5、风完成时间完成时间2011年1月18日确认结果确认结果经确认，此条为经确认，此条为非要因确认内容确认内容确认过程确认过程确认内容确认内容CaC2深脱硫比例 标准标准CaC2深脱硫比例30% 确认过程确认过程 确认人确认人邓志方完成时间完成时间2011年2月15确认结果确认结果经确认，该因素直接影响了脱硫剂成本，因此经确认，该因素直接影响了脱硫剂成本，因此为：为：末端因素确认三：铁水组织模式不合理要因脱硫剂单耗=CaO单耗+CaC2单耗+ 钝化Mg单耗 = （CaO耗量+ CaC2耗量 + 钝化Mg耗量）/铸坯量铁水组织模式不同就意味着要在不同的脱硫站脱硫，使用不同的脱硫剂。当进行深脱硫时， C

6、aC2的消耗量大，而其单价也高，将大幅增加脱硫成本。确认内容确认内容脱硫剂存储情况标准标准脱硫剂零失效确认过程确认过程 CaO在阴雨天容易受潮变质。CaC2极易和潮湿空气作用生成乙炔，有爆炸危险。为使用安全起见，需充分干燥，密封贮存。钝化Mg是已经被表面处理过的Mg颗粒，存储较简便。2010年全年没有一起脱硫剂因存储不当而变质的报告。确认人确认人周兴和周兴和完成时间完成时间20112011年年3 3月月1010日日确认结果确认结果因此为：因此为：非要因末端因素确认四：存储不当性能失效确认内容确认内容CaO脱硫单耗 标准标准CaO脱硫单耗10kg/t确认过程确认过程 下表为我厂原材料消耗统计部门

7、给出的数据，数据显示我厂CaO的实际单耗高于理论单耗，这与其实际的热力学和动力学条件有关，影响了CaO的冶金性能。确认人确认人苏建秦苏建秦完成时间完成时间20112011年年3 3月月1515日日确认结果确认结果经小组确认，此条为：经小组确认，此条为：要因末端因素确认五：CaO冶金性能差2825221916131074160.00%55.00%50.00%45.00%40.00%35.00%钝化Mg利用率_X =44.77%UCL=56.55%LB=34.56%1钝化Mg利用率的控制图确认内容确认内容钝化钝化MgMg利用率利用率标准标准Mg的利用率50%,单耗0.5kg/t确认过程确认过程钝化

8、镁的理论利用率可以达到50%以上，而当前我厂的控制水平约为45%，这将大大增加钝化Mg的消耗。确认人确认人苏建秦苏建秦完成时间完成时间20112011年年3 3月月1515日日确认结果确认结果经小组确认，此条为：经小组确认，此条为：要因末端因素确认六：钝化Mg利用率低确认内容确认内容铁水S分析偏差标准标准S0.002%确认过程确认过程 对铁水成分进行化验分析时，铁水的前后S出现分析偏差导致脱硫剂多加。 经过与上级和化验室进行沟通，通过加强分析结果的可靠性检验，S均小于0.002%。确认人确认人苏建秦苏建秦完成时间完成时间20112011年年3 3月月2222日日确认结果确认结果因此为：因此为：

9、非要因末端因素确认七：分析偏差确认内容确认内容脱硫剂检验验收情况标准标准脱硫剂100%按标准验收确认过程确认过程 脱硫剂入厂时要对其进行外观和理化性能检验验收，不合格不入厂。小组成员对脱硫剂验收情况进行了抽查，脱硫剂均按标准100%验收。 确认人确认人邓志方邓志方完成时间完成时间20112011年年3 3月月7 7日日确认结果确认结果因此为：因此为：非要因末端因素确认八：脱硫剂检验验收不严格确认内容确认内容铁水初始S含量标准标准入厂铁水S0.040% 确认方法确认方法 我厂要求入厂铁水S含量小于0.040%，如果高于0.040%，会大大增加脱硫剂的消耗。对当前的铁水S含量进行统计，基本维持在0

10、.020%0.040%，符合标准。确认人确认人吴建荣吴建荣完成时间完成时间20112011年年3 3月月9 9日日确认结果确认结果因此此条为：因此此条为：非要因末端因素确认九：铁水S含量升高确认内容确认内容脱硫剂的实时市场价格标准标准脱硫剂价格稳定确认方法确认方法 观测结果显示三种脱硫剂的价格在去年有小幅上扬，这也造成了脱硫剂成本在一定程度上有所升高。虽然市场价格有所上扬，影响了脱硫剂成本，但此非人为所能控制。确认人确认人王瑛华王瑛华完成时间完成时间20112011年年4 4月月1 1日日确认结果确认结果因此此条为因此此条为非要因末端因素确认十：原材料价格升高脱硫剂CaC2钝化MgCaO第一季

11、度价格涨幅，%7.55.23.7 经过小组的最终确认，确定导致铁水脱硫剂成本高的原因主要有以下几点，如图所示：脱硫效率低铁水组织模式不合理 脱硫剂成本高CaO冶金性能差钝化Mg利用率低序号主要原因对策目标措施负责人地点完成时间1铁水组织模式不合理优化铁水脱硫模式CaC2深脱硫的比例 30%细化当前的脱硫模式李小云1#，2#脱硫站4月7日前建立脱硫动态跟踪表2CaO冶金性能差改善CaO的冶金性能CaO单耗降到10kg/t以下减小CaO的粒度；王瑛华邓志方1#脱硫站4月10日前保证适量的CaF2添加少量的碳粉3钝化Mg利用率低提高钝化Mg利用率钝化Mg利用率达到50%以上，单耗0.5kg/t用正交

12、试验法确定最佳的喷吹参数周兴和苏建秦2#脱硫站4月15日前优化钝化Mg的加入量计算七、制定对策 经过小组的分析讨论，针对主要原因制定了以下对策，如表所示：八、对策实施对策实施一：优化铁水脱硫模式模式一：CaC2脱硫（铁水硫达到入炉硫要求，扒渣入炉）模式二：CaC2 +Mg脱硫（铁水用CaC2脱硫后未达到入炉硫要求，上二脱用Mg脱硫）模式三：Mg脱硫（因鱼雷罐铁水装入量以及结盖等原因直达上二脱用Mg脱硫）模式一：CaC2脱硫（此模式仅限于对成品硫要求极高的硅钢、低硫铝钢所用铁水脱硫）模式二：CaO+Mg脱硫（铁水用CaO浅脱硫后上二脱用Mg脱硫）模式三：CaO+CaC2脱硫（铁水用CaO浅脱硫后

13、用CaC2脱硫至入炉硫要求）模式四： Mg脱硫，最大程度的安排铁水直达2#脱硫站脱硫原脱硫模式细化后措施1：细化当前的脱硫模式实施过程1,铁调在组织铁水脱硫时，应以2#脱硫为中心，尽量不安排使用CaC2进行深脱硫。2,在2#脱硫满负荷的情况下，铁调安排1#脱硫使用氧化钙浅脱硫。然后根据实际情况再安排铁水去向。高炉铁水 确认生产计划和 设备状况 CaO浅脱铁水S0.015%否CaC2深脱深脱硫钢生产允许倒罐出铁2#脱硫站脱硫兑铁入炉无法在1#脱硫站脱硫否措施1：细化当前的脱硫模式对策实施一：优化脱硫模式铁水重量（t）模式前S（10-5）后S(10-5)脱硫剂名称单价(元/T)耗量(kg)吨铁脱硫

14、成本(元)合计吨铁脱硫成本(元)24313212CaO151700.00 125Mg81023212CaO151700.00 125CaC296503325Mg10300.00 4325CaC2160300.00 脱硫成本动态跟踪表建立好以后，在有关部门的协调脱硫成本动态跟踪表建立好以后，在有关部门的协调下，我们建立了数据自动采集，每天自动计算出当天各模下，我们建立了数据自动采集，每天自动计算出当天各模式的脱硫成本，以选择最经济的模式。式的脱硫成本，以选择最经济的模式。 制表人：邓志方时 间：2011.4.5措施2：建立脱硫剂成本动态跟踪表八、对策实施对策实施一：优化铁水脱硫模式实施效果 对2

15、011年5、6月的脱硫数据进行了统计分析，CaC2深脱硫的比例已经降到30%以下，达到预期目标。CaC2深 脱 硫 比 例43.0%54.3%47.9%38.7%55.1%28.9%36.5%51.2%24.3%47.3%42.4%32.1%26.8%27.5%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%2010.1234567891011122011.52011.6CaC2深脱硫比例 制图：吴建荣 时间：2011.7.5对策实施二：改善CaO的冶金性能 我们根据CaO脱硫的动力学因素对其进行了改进：1，减小CaO脱硫剂粒度。2，保证适量的CaF2含量。3，配加少量的碳

16、粉。CaOCaF2SH2O粒度要求单位，%0.1-1.0mm，其中0.1-0.20mm占80%以上， 1mm的比例100%，0.1mm不大于10%。2%C5%804-50.041.0CaOCaF2SH2O粒度要求单位，%0.1-1.2mm，其中0.1-0.25mm占80%以上， 1.2mm的比例100%，0.1mm不大于20%。8070.041.0原CaO理化指标：改进后的CaO理化指标：八、对策实施对策实施二：改善CaO的冶金性能实施效果月 份CaO用 量 ， t坯 量 ,tCaO单 耗 ,kg/t2010.15187.3640255012.892010.25507.5141311913.3

17、32010.34818.1742124611.442010.44879.7842625611.452010.54506.4042813810.532010.64712.32445969710.252010.74490.1354682469.592010.85132.6348741910.532010.95768.9450437711.442010.105745.7351083011.252010.115547.8551207710.832011.53864.784356218.872011.63749.664364978.592011年5、6月的CaO单耗降到了10kg/t以下，达到预期目标。

18、制表：苏建秦 时间：2011.7.2日对策实施三：提高钝化Mg的利用率 小组成员根据钝化镁颗粒在铁水中的行为特点，用正交试验法对喷吹参数进行了优化，确定出了最佳的喷吹参数。具体实施过程如下：（一）试验目的通过正交试验确定出钝化镁脱硫的最佳的喷吹参数。（二）考察目标钝化镁的利用率50%。（三）试验因素 根据钝化Mg颗粒在铁水中的行为和脱硫机理，有三个因素需要确定最佳条件： A 喷枪夹角；B 载气喷吹流量 ；C 喷枪枪位；（四）正交试验表 在当前的生产实践参数设定值基础上扩大范围，每个因素选择3个位级，共进行9次试验。措施1：正交试验法确定最佳的喷吹参数对策实施三：提高钝化Mg的利用率 （五）因素

19、水平 因子 水平 喷枪夹角， 载气流量，m3h-1 枪位，mm 1 10 1.0 860 2 11 1.4 800 3 12 1.8 740 制表：周兴和 时间：2011.4.1措施1：正交试验法确定最佳的喷吹参数对策实施三：提高钝化Mg的利用率 （六）根据正交试验表所做试验结果如下：试验号A喷枪夹角B载气流量C枪位利用率，%111147.21%212245.00%313343.00%421246.78%522334.56%623152.34%731357.78%832146.43%933247.89%135.21%151.77%155.89%133.68%131.45%131.89%152.

20、10%143.23%135.34%R6.14%6.77%8.00%制表：周兴和 时间：2011.4.1措施1：正交试验法确定最佳的喷吹参数对策实施三：提高钝化Mg的利用率 （七）结果分析 1、根据试验结果分析得知，主次因素依次为：枪位，载气流量，喷吹夹角。 2、试验结果中最好的方案是A3B1C3，钝化Mg的利用率达到57.78%。 （八）确定最佳喷吹参数 根据试验结果，我们对所选最佳方案A3B1C3进行了验证，喷吹参数设定如下： 喷枪夹角：12 载气流量：1.0m3h-1 枪位： 860mm 验证结果如下： 措施1：正交试验法确定最佳的喷吹参数对策实施三：提高钝化Mg的利用率67.560.05

21、2.545.037.530.022.5USLLSL0目标*USL70样本均值53.6535样本 N20标准差（组内） 3.53826标准差（整体） 3.49203过程数据Cp3.30CPL5.05CPU1.54Cpk1.54Pp3.34PPL5.12PPU1.56Ppk1.56Cpm*整体能力潜在（组内）能力钝化Mg利用率 的过程能力钝化Mg的利用率提高到53.65%，达到了预期目标措施1：正交试验法确定最佳的喷吹参数0100200300400500600700800020406080100脱硫率 %脱硫剂单耗 g/t回归对策实施三：提高钝化Mg的利用率根据铁水前后S对钝化Mg脱硫的影响，我们

22、对脱硫效率进行了回归，得出不同的铁水S含量下的计算公式。优化计算公式 根据回归的结果，我们针对不同的铁水初始S含量采用三段式计算。措施2：优化钝化Mg加入量的计算对策实施三：提高钝化Mg的利用率实施效果312825221916131074162.50%60.00%57.50%55.00%52.50%50.00%47.50%45.00%钝化Mg利用率_X =53.67%UCL=61.70%LCL=45.65%钝化Mg利用率控制图 脱硫剂 项目优化后Mg优化前Mg脱硫剂消耗kg/tFe0.30.50.60.8脱硫剂消耗kg/tS0.01640.0185平均温降8.009.83平均喷吹时间min5.

23、215.75平均前硫0.029050.02735平均后硫0.013230.00898*脱硫一次命中率%86.0031.46 通过采取以上措施，2011年5、6月钝化Mg的平均利用率达到53.67%，超过了50%的预期值。钝化Mg单耗也从2010年的平均0.6-0.8kg/t降到了0.3-0.5kg/t，达到目标值。 对策实施后，小组分别对2010年和2011年7月9月脱硫剂数据进行统计对比, 数据如下：项目活 动 前活 动 后时间2010.72010.82010.92011.72011.82011.9CaC2脱硫的比例，%32.1 42.4 36.5 24.5 26.8 23.4 CaO单耗，kg/t9.59 10.53 11.44 8.968.478.89钝化Mg利用率，%46.5748.3447.66 54.2253.4155.79钝化Mg单耗，kg/t0.64 0.730.77 0.390.42 0.54脱硫成本，元/t15.7816.7213.80 12.112.811.9脱硫成本均值15.4312.27 通过成本核算，脱硫剂成本已经从2010年的吨钢14.8元降到了当前的12.27元，低于活动前制定的12.5元的目标。目标值目标值实际值实际值14