降低轉(zhuǎn)爐鋼水氮含量

1、降低轉(zhuǎn)爐鋼水氮含量第1頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四 氮在鋼中大多數(shù)情況下是有害元素，鋼中氮含量高會使鋼材產(chǎn)生應(yīng)力時效，降低鋼的成形性及高溫韌性、塑性和焊接性能。 隨著八鋼鋼材品種不斷拓廣，煉鋼后道工序和用戶反映由于氮含量偏高后產(chǎn)生的質(zhì)量異議不斷增多，其中煉鋼工序轉(zhuǎn)爐鋼水氮控制能力偏低，因此必須采取措施控制鋼水中的氮含量。第2頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四 小組介紹GROUP INTRODUCTION小組名稱：降低轉(zhuǎn)爐鋼水氮含量成立時間活動類型小組成立2010年2月，課題注冊時間：2010年10月、 2010年小組課題為J55鋼達產(chǎn)達效獲

2、寶鋼優(yōu)秀成果獎。類型為現(xiàn)場型、小組活動利用質(zhì)量會開展活動，每月活動3次，共計活動15次。姓名職務(wù)職稱分工職責(zé)張春輝冶煉專家高級工程師組長活動策劃實施鐘文斌冶煉工程師煉鋼工程師副組長制定對策李會峰轉(zhuǎn)爐作業(yè)長技師副組長策劃實施趙廣諳轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場專工高級技師組員現(xiàn)狀分析劉 勇轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場專工技師組員要因確認(rèn)鄒海濤轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場專工助理工程師組員原因分析尤培軍煉鋼工技師組員現(xiàn)場實施張江勇煉鋼工技師組員現(xiàn)場實施陳 剛煉鋼工技師組員現(xiàn)場實施王宏林煉鋼工技師組員現(xiàn)場實施第3頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四小組活動計劃推進表總結(jié)打算鞏固措施效果檢查對策實施制定對策要因確認(rèn)原因分析確立目標(biāo)現(xiàn)狀調(diào)查課

3、題選擇543211211109820112010年 時間活動計劃階 段PDCA調(diào)查計劃實施鞏固第4頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四AP鋼、管線鋼氮含量超標(biāo)是造成鋼種改判和降級的主要因素我廠對轉(zhuǎn)爐工序鋼水氮含量的要求是控制在0.0030%以下潔凈鋼對夾雜物和氣體夾雜含量的控制要求越來越嚴(yán)格選 題 理 由欲乘風(fēng) 何浪不可破您的每一步前行都有我們的推動第5頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四現(xiàn)狀調(diào)查AP鋼平均命中率為63%，管線鋼平均命中率62%2010年8-12月對鋼包鋼水氮進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析第6頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期

4、四現(xiàn)狀調(diào)查2010年8-12月保留鋼數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析AP鋼平均保留率1.88%，管線鋼平均保留率21.8%AP鋼平均保留率1.88%，管線鋼平均保留率21.8%第7頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四現(xiàn)狀調(diào)查2010年9至12月管線鋼氮含量過程控制能力CPK為0.582010年8至12月AP鋼氮含量過程控制能力CPK為0.53第8頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四確立目標(biāo)85%活動前62%氮命中率第9頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四氮含量命中率85%1、寶分公司、梅鋼等廠轉(zhuǎn)爐工序鋼水氮含量合格率已達到92%以上的水平，這對我們

5、實現(xiàn)目標(biāo)，增強了信心。2、2011年1月開始，轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)將鋼包鋼水氮含量控制，列為重點績效指標(biāo)。3、甲班3#小組鋼水氮含量10月命中率為：83.65%，接近目標(biāo)值。目標(biāo)可行性分析第10頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四合金里含氮量的高低對鋼液的影響因素分析轉(zhuǎn)爐終點碳對脫氮的影響底吹N2、Ar切換點及吹氬量對終點氮含量的影響鐵水比對鋼液氮含量的影響冶煉補吹對鋼液氮含量的影響 鋼液的脫氧深度脫氧合金加入時機以及脫氧合金的選擇爐后輔料的加入以及鋼包底吹氬強度 操作工終點控制水平波動對終點氮的影響出鋼口的大小及形狀對鋼液氮含量的影響頭腦風(fēng)暴法BRAINSTORMING第11頁，

6、共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四原因分析氮含量高高高氮含量高高脫氧合金加入時機出鋼鋁含量變化 轉(zhuǎn)爐終點碳過低導(dǎo)致過吹終點碳控制鋼包底吹氬強度槍位控制不當(dāng)終點命中率低合金的種類出鋼口的問題鐵水比低鐵水包結(jié)渣底吹模式第12頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四 轉(zhuǎn)爐脫碳與脫氮的關(guān)系轉(zhuǎn)爐脫氮過程關(guān)鍵點在后期終點臨界【C】的控制，例如AP鋼系列氮含量高于其它鋼種。根據(jù)不同鋼種要求轉(zhuǎn)爐終點【C】控制不同。非要因要因分析1第13頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四底吹模式對終點氮含量的影響要因底吹切換模式為關(guān)鍵控制點 底吹氬氣時平均氮含量為1

7、4.7ppm，底吹氮氣時平均氮含量為19.3ppm。底吹氮氣底吹氬氣25201510PPM1516191421221911171921141619172412181318要因分析2第14頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四鐵水比對鋼液氮含量的影響 要因 隨鐵水裝入比的增加，產(chǎn)生的CO量就越多，脫氮能力就越強。同時也能減少由于廢鋼引起增氮對鋼水的影響。氮含量（）82%84%86%88%90%92%94%96%98%鐵水比ppm0510152025304 ppm要因分析3第15頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四轉(zhuǎn)爐冶煉補吹對鋼液氮含量的影響 補吹爐次氮

8、含量變化，主要與補吹時的碳含量有關(guān)：碳含量越低，鋼液中的氮含量越高，補吹次數(shù)越多，出鋼氮含量越大。統(tǒng)計結(jié)果終點碳含量降低0.01%平均氮含量升高2-3ppm，增加一次補吹增加氮含量3-5ppm。要因00.030.050.060.07二次補吹一次補吹 一次出鋼單位：ppm終點碳含量104030200要因分析4第16頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四鋼水的脫氧深度出鋼過程中加入的鋁脫氧劑，隨著鋼液中鋁含量的增加，氮含量變化并不明顯。0.035%0.03%0.025%0.02%0.015%0.01%01520253035鋁含量鋼液氮含量10-4%ppm非要因要因分析5第17頁

9、，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四在出鋼過程中通過鋼包底吹氬的調(diào)節(jié)，可以減少鋼液面大面積裸露后鋼液吸氮，但是受到合金成分均勻化和夾雜物上浮的動力學(xué)條件影響，出鋼過程中必須提供足夠的氬氣攪拌強度。鋼水在脫氧之前吸氮相對脫氧后較少，因此盡可能延長脫氧合金化時間，能減少鋼液吸氮。但受出鋼時間的限制，合金加入延遲時間受限制。脫氧合金加入時機轉(zhuǎn)爐出鋼過程中鋼包底吹氬強度非要因非要因要因分析6第18頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四使用含碳合金:低碳錳鐵、高碳錳鐵，鋼液增氮量小于單純使用金屬錳。合金的選擇要因要因分析7第19頁，共35頁，2022年，5月20日

10、，14點26分，星期四出鋼口問題 出鋼過程中，鋼水散流增大了與空氣接觸的面積，但鋼水中的氧存在一定的分壓，抑制了鋼水的吸氮。2010年12月各班出鋼口散流與正常氮含量統(tǒng)計要因分析8非要因第20頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四因素確認(rèn)因素名稱確認(rèn)方法現(xiàn)場分析轉(zhuǎn)爐脫碳的影響底吹模式的影響鐵水比的影響補吹次數(shù)的影響 鋼水的脫氧深度 脫氧合金加入時間鋼包底吹氬強度造成的后果結(jié)論合金選擇的影響出鋼口的影響碳含量越低，鋼液中的氮含量越高，補吹次數(shù)越多，增氮現(xiàn)象越嚴(yán)重。隨鋼液中鋁含量的增加，鋼液中的氮含量有升高趨勢脫碳反應(yīng)弱，產(chǎn)生CO量少，切換點靠后增氮較為明顯。 隨鐵水裝入比的增

11、加，終點氮含量降低。隨脫碳反應(yīng)強度高，生成的CO量多，脫氮效率高；脫碳反應(yīng)強度低，脫氮效率差。推遲合金的加入時機，鋼水中的氮含量有所降低鋼液經(jīng)過脫氧合金化后，氬氣流量較大、強攪拌，造成鋼液大面積裸露后鋼液吸氮。非要因是要因是要因非要因是要因非要因非要因使用含碳合金后，鋼水中的氮含量降低。是要因鋼水散流后，鋼水中的氮含量并無明顯變化。非要因第21頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四 因 素 措 施 目 標(biāo) 實施人 地點 完成時間底吹模式影響管線鋼和AP鋼采用底吹切換模式采用全程吹氬劉勇轉(zhuǎn)爐操作室鐵水比的影響轉(zhuǎn)爐冶煉補吹提高鐵水比補吹次數(shù)小于等于1次鐵水比大于84%倒?fàn)t率85

12、%鐘文斌李會峰轉(zhuǎn)爐操作室倒罐站現(xiàn)場合金的選擇使用含碳合金降低2-5ppm趙廣諳爐后現(xiàn)場對 策 實 施 表 2011.12011.32011.22011.1第22頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四加強爐內(nèi)脫氮的動力學(xué)條件，減少增氮，現(xiàn)場實驗，選擇最佳的底吹氬氣流量。對策實施現(xiàn)場實施氬氣裝料吹煉前期吹煉后期測溫取樣補吹測溫取樣出鋼濺渣倒渣方案一180360420240360240240240180方案二180360360240360240180240180方案三120240240240240240180180120裝料吹 煉 控 制拉碳出鋼濺渣倒渣底吹模式影響對策實施驗證：

13、2011年1月完成對低吹模式的調(diào)節(jié)，冶煉AP鋼、管線鋼156爐中實現(xiàn)了全程底吹氬。第23頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四鐵包清理制度穩(wěn)定鐵水裝入量在110-115t。建立鐵包清理制度縮短鐵水包等待時間 ，減少結(jié)渣量由原來的8.9t降至6.3t對策實施廢鋼裝入量穩(wěn)定在15-20t，減少因廢鋼造成增氮。對策實施驗證：2011年2月25日，鐵水比已經(jīng)能穩(wěn)定在84.8%鐵水比的影響第24頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四現(xiàn)場進行指導(dǎo)培訓(xùn)現(xiàn)場進行操作比武鋼包鋼水氮含量納入業(yè)績考評對策實施對策實施驗證：關(guān)鍵崗位人員操作比武，減少后吹，倒?fàn)t率由原來的79%提

14、高87%。轉(zhuǎn)爐冶煉補吹第25頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四1、使用含碳合金，利用含碳合金中碳和鋼液中氧反應(yīng)產(chǎn)生CO再次在鋼液中進行脫氮，同時降低合金成本。2、AP鋼系列使用高碳錳鐵代替部分低碳錳鐵、管線鋼品種鋼使用高碳錳鐵代替部分低碳錳鐵和低碳錳鐵代替部分金屬錳合金。工藝技術(shù)要求鋼種成分要求爐后合金化合金選擇AP鋼 系列【C】0.06%低碳錳鐵0.06%【C】0.08%低碳錳鐵50%、高碳錳鐵50%【C】0.08%高碳錳鐵管線鋼系列【C】0.06%金屬錳0.06%【C】0.08%低碳錳鐵0.08%【C】0.12%低碳錳鐵50%、高碳錳鐵50%【C】0.12%高碳錳鐵

15、對策實施合金的選擇對策實施驗證： 2011年1月冶煉AP鋼85爐氮含量平均降低3.3ppm冶煉管線鋼71爐氮含量平均降低5.1ppm第26頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四鋼水氮含量過程控制能力檢查2011年1至4月AP鋼系列過程控制能力CPK為1.242011年1至4月管線鋼系列過程的控制能力CPK為1.31效果檢查第27頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四8至12月AP鋼CPK為0.539至12月管線鋼CPK為 0.581至4月AP鋼CPK1.241至4月管線鋼CPK1.31措施效果對比第28頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，

16、星期四8至12月AP鋼命中率為63%保留率為1.88%1至4月AP鋼命中率為86%保留率為0.9%1至4月管線鋼命中率為87%保留率為0.55%9至12月管線鋼命中率為62%保留率為21.8%效果檢查第29頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四活動前62%進行攻關(guān)目標(biāo)85活動后86我們的目標(biāo)實現(xiàn)了！第30頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四降低工序成本： 162.6萬元活動的實施 AP系列保留鋼改判為Q215，2011年1至4月的產(chǎn)量為14.9萬噸、保留率為1.47%，節(jié)約成本:（1.88%-0.9%）14.9萬噸（）元=6.2萬元 管線鋼系列保留鋼改

17、判為熱軋345系列，2011年1至4月的產(chǎn)量4.5萬噸、保留率為1.6%，節(jié)約成本:（21.8%-0.55%）4.5萬噸（）元=156.4萬元經(jīng)濟效益第31頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四 將此次活動所采用的有效措施納入120噸轉(zhuǎn)爐冶煉工藝技術(shù)規(guī)程（BBAAD001/010-001)。鞏固措施及標(biāo)準(zhǔn)化低氮鋼冶煉操作模式修訂作業(yè)指導(dǎo)書及技術(shù)規(guī)程技師帶徒關(guān)鍵崗位績效考評管理辦法 第32頁，共35頁，2022年，5月20日，14點26分，星期四鞏固后的效果A P 鋼 系 列年月生產(chǎn)爐數(shù)小于0.003%氮命中率保留爐數(shù)保留率2011.552145787.7% 40.007 管 線 鋼 系 列年月生產(chǎn)爐數(shù)小于0.003%氮命中率