降低轉(zhuǎn)爐鋼水氮含量

降低轉(zhuǎn)爐鋼水氮含量第1頁，共35頁，2023年，2月20日，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(huì)使鋼材產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)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，2023年，2月20日，星期四

小組介紹GROUPINTRODUCTION小組名稱：降低轉(zhuǎn)爐鋼水氮含量成立時(shí)間活動(dòng)類型小組成立2010年2月，課題注冊(cè)時(shí)間：2010年10月、2010年小組課題為《J55鋼達(dá)產(chǎn)達(dá)效》獲寶鋼優(yōu)秀成果獎(jiǎng)。類型為現(xiàn)場(chǎng)型、小組活動(dòng)利用質(zhì)量會(huì)開展活動(dòng)，每月活動(dòng)3次，共計(jì)活動(dòng)15次。姓名職務(wù)職稱分工職責(zé)張春輝冶煉專家高級(jí)工程師組長(zhǎng)活動(dòng)策劃實(shí)施鐘文斌冶煉工程師煉鋼工程師副組長(zhǎng)制定對(duì)策李會(huì)峰轉(zhuǎn)爐作業(yè)長(zhǎng)技師副組長(zhǎng)策劃實(shí)施趙廣諳轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場(chǎng)專工高級(jí)技師組員現(xiàn)狀分析劉勇轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場(chǎng)專工技師組員要因確認(rèn)鄒海濤轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)實(shí)施張江勇煉鋼工技師組員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施陳剛煉鋼工技師組員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施王宏林煉鋼工技師組員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四小組活動(dòng)計(jì)劃推進(jìn)表

總結(jié)打算

鞏固措施

效果檢查

對(duì)策實(shí)施

制定對(duì)策

要因確認(rèn)

原因分析

確立目標(biāo)

現(xiàn)狀調(diào)查

課題選擇543211211109820112010年

時(shí)間活動(dòng)計(jì)劃階

段PDCA調(diào)查計(jì)劃實(shí)施鞏固第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四AP鋼、管線鋼氮含量超標(biāo)是造成鋼種改判和降級(jí)的主要因素我廠對(duì)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(duì)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(dòng)第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)狀調(diào)查ⅠAP鋼平均命中率為63%，管線鋼平均命中率62%2010年8-12月對(duì)鋼包鋼水氮進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)狀調(diào)查Ⅱ2010年8-12月保留鋼數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)狀調(diào)查Ⅲ2010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，2023年，2月20日，星期四確立目標(biāo)85%活動(dòng)前62%氮命中率第9頁，共35頁，2023年，2月20日，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(dá)到92%以上的水平，這對(duì)我們實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，增強(qiáng)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(diǎn)績(jī)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，2023年，2月20日，星期四合金里含氮量的高低對(duì)鋼液的影響因素分析轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳對(duì)脫氮的影響底吹N2、Ar切換點(diǎn)及吹氬量對(duì)終點(diǎn)氮含量的影響鐵水比對(duì)鋼液氮含量的影響冶煉補(bǔ)吹對(duì)鋼液氮含量的影響

鋼液的脫氧深度脫氧合金加入時(shí)機(jī)以及脫氧合金的選擇爐后輔料的加入以及鋼包底吹氬強(qiáng)度

操作工終點(diǎn)控制水平波動(dòng)對(duì)終點(diǎn)氮的影響出鋼口的大小及形狀對(duì)鋼液氮含量的影響頭腦風(fēng)暴法

BRAINSTORMING第11頁，共35頁，2023年，2月20日，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(shí)機(jī)出鋼鋁含量變化

轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳過低導(dǎo)致過吹終點(diǎn)碳控制鋼包底吹氬強(qiáng)度槍位控制不當(dāng)終點(diǎn)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，2023年，2月20日，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(diǎn)在后期終點(diǎn)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(diǎn)【C】控制不同。非要因要因分析1第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四底吹模式對(duì)終點(diǎn)氮含量的影響要因底吹切換模式為關(guān)鍵控制點(diǎn)底吹氬氣時(shí)平均氮含量為14.7ppm，底吹氮?dú)鈺r(shí)平均氮含量為19.3ppm。底吹氮?dú)獾状禋鍤?5201510PPM1516191421221911171921141619172412181318要因分析2第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四鐵水比對(duì)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(qiáng)。同時(shí)也能減少由于廢鋼引起增氮對(duì)鋼水的影響。氮含量（）82%84%86%88%90%92%94%96%98%鐵水比ppm0510152025304ppm要因分析3第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)爐冶煉補(bǔ)吹對(duì)鋼液氮含量的影響補(bǔ)吹爐次氮含量變化，主要與補(bǔ)吹時(shí)的碳含量有關(guān)：碳含量越低，鋼液中的氮含量越高，補(bǔ)吹次數(shù)越多，出鋼氮含量越大。統(tǒng)計(jì)結(jié)果終點(diǎn)碳含量降低0.01%平均氮含量升高2-3ppm，增加一次補(bǔ)吹增加氮含量3-5ppm。要因00.030.050.060.07二次補(bǔ)吹一次補(bǔ)吹

一次出鋼單位：ppm終點(diǎn)碳含量104030200要因分析4第16頁，共35頁，2023年，2月20日，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，共35頁，2023年，2月20日，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(dòng)力學(xué)條件影響，出鋼過程中必須提供足夠的氬氣攪拌強(qiáng)度。鋼水在脫氧之前吸氮相對(duì)脫氧后較少，因此盡可能延長(zhǎng)脫氧合金化時(shí)間，能減少鋼液吸氮。但受出鋼時(shí)間的限制，合金加入延遲時(shí)間受限制。脫氧合金加入時(shí)機(jī)轉(zhuǎn)爐出鋼過程中鋼包底吹氬強(qiáng)度非要因非要因要因分析6第18頁，共35頁，2023年，2月20日，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，2023年，2月20日，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(jì)要因分析8非要因第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四因素確認(rèn)因素名稱確認(rèn)方法現(xiàn)場(chǎng)分析轉(zhuǎn)爐脫碳的影響底吹模式的影響鐵水比的影響補(bǔ)吹次數(shù)的影響

鋼水的脫氧深度

脫氧合金加入時(shí)間鋼包底吹氬強(qiáng)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(bǔ)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(shì)脫碳反應(yīng)弱，產(chǎn)生CO量少，切換點(diǎn)靠后增氮較為明顯。

隨鐵水裝入比的增加，終點(diǎn)氮含量降低。隨脫碳反應(yīng)強(qiáng)度高，生成的CO量多，脫氮效率高；脫碳反應(yīng)強(qiáng)度低，脫氮效率差。推遲合金的加入時(shí)機(jī)，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(qiáng)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，2023年，2月20日，星期四因素措施目標(biāo)實(shí)施人地點(diǎn)完成時(shí)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(bǔ)吹提高鐵水比補(bǔ)吹次數(shù)小于等于1次鐵水比大于84%倒?fàn)t率85%鐘文斌李會(huì)峰轉(zhuǎn)爐操作室倒罐站現(xiàn)場(chǎng)合金的選擇使用含碳合金降低2-5ppm趙廣諳爐后現(xiàn)場(chǎng)對(duì)策實(shí)施表2011.12011.32011.22011.1第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四加強(qiáng)爐內(nèi)脫氮的動(dòng)力學(xué)條件，減少增氮，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，選擇最佳的底吹氬氣流量。對(duì)策實(shí)施Ⅰ現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施氬氣裝料吹煉前期吹煉后期測(cè)溫取樣補(bǔ)吹測(cè)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(duì)策實(shí)施驗(yàn)證：2011年1月完成對(duì)低吹模式的調(diào)節(jié)，冶煉AP鋼、管線鋼156爐中實(shí)現(xiàn)了全程底吹氬。第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四鐵包清理制度②穩(wěn)定鐵水裝入量在110-115t。①建立鐵包清理制度縮短鐵水包等待時(shí)間，減少結(jié)渣量由原來的8.9t降至6.3t對(duì)策實(shí)施Ⅱ③廢鋼裝入量穩(wěn)定在15-20t，減少因廢鋼造成增氮。對(duì)策實(shí)施驗(yàn)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，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作比武鋼包鋼水氮含量納入業(yè)績(jī)考評(píng)對(duì)策實(shí)施Ⅲ對(duì)策實(shí)施驗(yàn)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%提高87%。——轉(zhuǎn)爐冶煉補(bǔ)吹第25頁，共35頁，2023年，2月20日，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(jìn)行脫氮，同時(shí)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%高碳錳鐵對(duì)策實(shí)施Ⅳ——合金的選擇對(duì)策實(shí)施驗(yàn)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，2023年，2月20日，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，2023年，2月20日，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(duì)比第28頁，共35頁，2023年，2月20日，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，2023年，2月20日，星期四活動(dòng)前62%進(jìn)行攻關(guān)目標(biāo)85％活動(dòng)后86％我們的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了??！第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四降低工序成本：162.6萬元活動(dòng)的實(shí)施①AP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×（3251.66-3209.21）元=6.2萬元②管線鋼系列保留鋼改判為熱軋345系列，2011年1至4月的產(chǎn)量4.5萬噸、保留率為