1、1一 、 小 组 简 介我小组成立于 1992 年 1 月，多年来始终围绕着生产质量开展活动，先后进行了 13 次 PDCA 循环，解决了生产中的许多实际问题，成果多次被冶金局、天津市评为优秀 QC 小组。小组成员由车间主任和技术人员组成，小组类型为现场型，本课题登记在 2005 年 1 月。活动日期为 2005 年 1-6 月，每月活动三次，现场分析，发现问题随时活动。小组概况表小组名称 三高炉炉内 QC 小组 小组类型 现场型课题名称 降低 3 段 1#冷却壁热流强度 课题注册 20051活动时间 2005.1-6 人均 QC 教育 48 小时序号 姓名 年龄 性别 文化程度 小组职务 行
2、政职务 职称1 杨保庆 37 男 大专 组长 主任 工程师2 刘俊强 32 男 大专 现场指挥 副主任 工程师3 王保新 37 男 中专 工艺监督 副主任 助工4 邢学军 34 男 大专 现场操作 工长 工程师5 杨魁军 38 男 大专 现场操作 工长 工程师6 黄长江 27 男 中专 小组记录 工长 助工7 马士学 30 男 中专 现场操作 工长 助工8 李洪飞 31 男 中专 现场指挥 工长 助工9 刘国军 27 男 大本 数据收集 工长 工程师2二、工艺流程高炉炼铁是一个连续的冶炼过程。是由一定重量组成的料批按照一定的布料方式由炉顶装料系统装入炉内，与下部鼓风机鼓入的热风经过一系列物化反
3、应，形成渣铁积存在炉缸中，定期渣铁排出等多工序共同作业所完成的。热流强度（q）是指冷却设备受热面每小时单位面积所承受的热量。炉缸冷却壁热流强度的规定：1、 q9.30 KW/,铁中Ti=0.08%0.10%；2、 q11.63 KW/, 铁中Ti0.10%,补炉；3、 q12.79 KW/,堵温差高的冷却壁对应的风口；焦 碳 矿 石高炉 炼铁厂 3#高炉工艺流程图生铁34、 q15.12 KW/,停风凉炉。三、课题简介炼铁厂共有 5 座高炉，有效容积 3080m3。公司下达的生产任务是 272 万吨，并且 1 号高炉大修不减产，炼铁厂面临着严峻的考验。三高炉处于炉役末期，3 段 1#冷却壁热流
4、强度偏高，须长期堵风口作业，要为炼铁厂完成全年任务作贡献，生产更多合格生铁，前提是必须控制 3 段 1#冷却壁热流强度在正常范围内，因此，我小组通过质量管理活动，把降低 3 段 1#冷却壁热流强度作为本次活动的课题。四、选题理由车间目标本部门问题选 题3段1#冷却壁热流强度q12.79kw/m213.6113.3212.8112.8914.2113.951212.51313.51414.5Jul-04 Aug-04 Sep-04 Oct-04 Nov-04 Dec-042004年7-12月3段1#冷却壁热流强度平均13.474五、现状调查 我小组对影响 3 段 1#冷却壁热流强度的各种因素进行
5、了调查，并用排列图进行了详细分析。影响三高炉 3 段 1#冷却壁热流强度调查表 序号 项目 频数 累计数 累计（%）A 3 段 1#冷却壁水温差偏高 124 124 62B 3 段 1#冷却壁进出水流量小 41 165 82.5C 渣铁出不净 24 189 94.5D 其它 11 200 10012441 2411050100150%不不不不不不不不不不不 不不不不不不不62%94.5%N=200 82.5%不不200频 数255075100由排列图可以看出，影响三高炉 3 段 1#冷却壁热流强度的主要问题是：3 段 1#冷却壁水温差偏高。因此，我小组把降低 3段 1#冷却壁水温差作为这次活动
6、的攻关目标。六、确定目标1、3 段 1#冷却壁水温差由 2.5下降到 1.8。 1.82.5 2.50影响 3#高炉热流强度的排列图降 低 3 段 1# 冷 却 壁 热 流 强 度52、3 段 1#冷却壁热流强度由 13.47 下降到 12.79 KW/。目标依据 七、原因分析目标现状 13.47 KW/12.79KW/现状 目标目标依据生产方面技术方面 小组成员对高炉操作具备丰富的理论知识和实际操作经验，技术能力强。领导对护炉工作极为重视，以及过硬的维护队伍，技术上有保证。在 2004 年，3 段 1#冷却壁水温差曾降低到1.9；2004 年 9、10 月连续两个月热流强度达到 12.89
7、和 12.81，接近了目标值，因此通过我们的努力目标能够实现。6在小组活动会上，我们采用头脑风暴法，围绕活动课题，小组成员畅所欲言，对影响 3 段 1#冷却壁水温差偏高的主要因素，进行了细致的分析，最后归纳汇总，并一一列举在因果图上：通过因果图我们可以看出，影响 3 段 1#冷却壁水温差偏高的原因共有八条，在这些原因中哪些是主要原因呢？我们制定了详细的确认计划,通过逐一的确认，来找出主要原因。八、要因确定 （一） 、确认计划 确 认 计 划 表3 段 1#冷却壁水温差偏高的因果图3段1#冷却壁水温差偏高 原料设备冷却强度低碱度波动大焦炭硫份高3段1 #冷却壁水管及内壁结垢 铁中硫份偏高冷却水压
8、力低工艺方法装料制度不合理风口面积大热风温度低炉缸中心堆积铁口深度不够，渣铁出不净边缘气流强8（二） 、确认过程 1、冷却水压力低序号 原 因确 认方 法 确 认 标 准 时 间 地 点负责人 冷 却 水 压力 低 数 据测 量 冷 却 水 流 速 2.0m/s 2 月 4 日 风 口平 台刘俊强23 段 1#冷却壁水管及内壁结垢实 际推 断 实 物 解 剖2 月11 日物 化实 验室王保新3 烧 结 Ro 波动 大 数 据统 计 Ro:1.800.1 2 月5-9 日 炉 内邢学军4 焦 炭 硫 份 高 数 据统 计 焦 炭 硫 份0.60% 2 月5-9 日 炉 内刘国军5铁 口 深 度
9、不够 ， 渣 铁 出不 净人 工检 测铁 口 深 度 1600 ，不 放 上 渣 ，无 明 显 憋 风现 象2 月 13-15 日 炉 前李洪飞6 装 料 制 度 不合 理 现 场调 查 煤气利用率 43% 2 月 17-20 日 炉 内马士学7 风 口 面 积 大 现 场调 查风口损坏数4 个2 月23 日风 口平 台杨保庆8 热 风 温 度 低 数 据统 计 热 风 温 度 1030 2 月18 日 热 风炉黄长江9我小组通过对三高炉 3 段 1#冷却壁及 3 段 28#冷却壁冷却水流量做简易测量，计算出冷却水的流速。测量方法如下：计算公式：S=(/4)*r 2 V=(/4)*R 2*h
10、=(n*V)/(S*t)S-排水管截面积 r-排水管直径(0.014m)V-水桶体积 R-水桶直径(0.25m)h-水桶高度(0.30m) -冷却水流速 n-水桶个数 t-n 桶水接满所需时间我小组取 3 桶水做测量，结果如下表3 段 1#冷却壁水速测量结果表 测量时间(月日) 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 平均 标准所需时间(s) 20.5 19.63 21.45 19.9 20.47计算结果 v(m/s) 1.49 1.56 1.43 1.54 1.50 1.50 2.0600m3 高炉炉缸冷却水流速一般要求 1.52.0m/s，三高炉处于炉役后期，取上限。由表中可以看出，3 段
11、 1#冷却壁冷却水10流速均小于 2.0m/s。结论：冷却水压力低是要因.2、 3 段 1#冷却壁水管及内壁结水垢我厂高炉冷却水采取工业水净循环加药处理系统，由于当地水质硬度较大，风口和冷却壁水管及内壁极易形成水垢。通过对三高炉 1#风口作解剖。三高炉 1#风口结垢解剖图观察发现结垢明显，风口能定期更换，而冷却壁无法更换，又没有除垢措施，因此可以推断 3 段 1#冷却壁水管及内壁结垢严重。而水垢的导热系数远远低于金属的导热系数。水垢、铸铁、铜导热系数比较 材料名称 导热系数/w(mk) 1碳酸盐水垢（非晶体） 0.231.16铸铁 45铜 340385由表可见，水垢的导热性能只有铸铁的 1/3
12、91/195，和铜相比相差更远了。很高的热阻阻碍了热量的及时导出，从而影响了冷却效果。结论：3 段 1#冷却壁水管及内壁结垢是要因。3、烧结矿碱度波动大112520151050按烧结碱度的要求 Ro:1.800.1 作直方图注：表中数值是实际数值乘 100 的简化180 181 178 182 180 179 169 171 170 172164 167 165 163 165 168 182 181 182 181168 172 172 170 171 173 174 177 175 176158 175 179 178 182 180 181 179 178 178173 174 177
13、175 176 175 173 176 173 177185 180 179 180 182 173 174 178 178 179184 186 187 183 184 186 187 185 206 183190 185 180 183 184 189 188 186 187 188196 191 192 195 194 191 192 188 189 190200 163 163 193 195 198 197 194 198 19612157.5 162.5 167.5 172.5 177.5 182.5 187.5 192.5 197.5 202.5 207.52520151050M
14、X17101825161183 1TL TUn=100=180s=0频数烧结矿碱度直方图13结论:烧结碱度波动大不是要因.4、焦炭硫份高根据国家颁布焦炭硫份的质量标准，我小组对焦炭成分进行了调查。从调查结果得知：焦炭硫份稳定在 0.550.6%之间，属国家一级焦炭.结论：焦碳硫份高不是要因。5、铁口深度不够，渣铁出不净0.50.550.6硫(%)焦炭硫份折线图15 16 17 18 19 20 21 22 23时 间国家标准0.60%14三高炉从 2004 年 7 月开始改用无水炮泥，优点在于耐火度高、结合强度大、抗冲刷、抗渣铁性能好，干燥迅速且收缩性小，不易断裂，因此易于维护铁口深度。1、2
15、 月份三高炉铁口深度调查表 时间 铁口深度合格炉次 铁口深度不够炉次 不合格比例1 月份 457 1 2.182 月份 441 4 8.99从表中可以看出，铁口合格率均在 99%以上。另外，由于现在每天 15 炉铁，间隔在 1.5 小时左右，三高炉不放上渣铁前并无明显憋风现象。结论: 铁口深度不够，渣铁出不净不是要因.6、装料制度不合理焦炭、矿石装入炉内的批重、料线、布料指数等称为高炉的装料制度，它是高炉上部调剂的手段。 而上部调剂对高炉煤气流的二次分布、三次分布和软熔带的位置、形状具有决定性的作用。三高炉煤气分布一直是边缘强于中心，见图 1。15图 1 边缘气流过强 图 2 铁水环流示意生产
16、实践证明，炉缸铁水在铁口平面四周会形成环流，见图2，对铁口平面四周炉缸内衬侵蚀严重，随着炉缸铁水环流加快，侵蚀越来越严重。而边缘气流过分发展，恰好加速了铁水环流，对炉缸冷却壁无疑是危险的。由于三高炉装料制度不合理，使边缘气流过强，下表是煤气利用率统计表。炉顶煤气 CO2 量（ %）14.77 17.82 16.88 平均值 标准炉顶煤气 CO 量（ %）26.23 29.83 28.29煤气利用率（% ） 36.02 37.40 37.37 36.93 43结论: 装料制度不合理是要因.7、风口面积大同样鼓风条件下，风口面积越大鼓风动能越小，风口回旋区深度不够，中心吹不透，极易发生炉缸中心堆积
17、，若炉缸中心发生堆积，死焦柱透液性明显下降，炉缸空间变小，无疑也加速了铁水环流，加剧了铁水对炉缸的冲刷。三高炉处于炉役末期，炉缸直径增大，风口面积大直接造成鼓风动能不足，造成炉缸中心堆积，明显的标志就是风口的损坏。16三高炉风口损坏情况统计表 时 间 2005 年 1月2005 年 2月2005 年 3月平 均 正 常 时风 口 损 坏 数 （ 个 ） 14 9 10 11 4结论：风口面积大是要因。8、热风温度低热风温度增加，鼓风体积膨胀，鼓风动能增大，鼓风动能与鼓风温度成二次方关系，因此热风温度对鼓风动能影响很大。三高炉热风炉服役两代炉龄格子砖粉化脱落严重，先后多次进行扒砖，风温水平一直不
18、高。三高炉热风温度统计表 时 间 1 月 2 月 3 月 平 均 标 准热 风 温 度（ ）1019 1016 1024 1020 1050从表中可以看出，三高炉热风温度偏低，导致鼓风动能偏小，炉缸发生中心堆积。结论：热风温度低是要因。综上所述，导致 3 段 1#冷却壁水温差偏高的要因有 5 个：1、冷却水压力低； 2、3 段 1#冷却壁水管及内壁结垢；3、装料制度不合理； 4、风口面积大；5、热风温度低。九、制定对策针对以上 5 个要因，我们制定了相应的对策。对策表 17十、对策实施实施一、提高冷却水压力，增大冷却水的流速。由于生产条件限制，三高炉只为 3 段 1#冷却壁加装小高压序号 要因
19、 对策 目标 措施地点完成时间负责人1冷却水压力低。 提高水压冷却水流速2.0m/s为 3 段1#冷却壁加装小高压泵风口平台2月下旬杨保庆23 段 1#冷却壁水管及内壁结垢除垢冷却水流量12.0m3/h为 3 段1#冷却壁加装软水磁化器风口平台3月上旬王保新3 装料制度不合理调整装料制度，加重边缘煤气利用率43%缩小矿批，降低料线，改变布料指数炉内3月中旬刘俊强4 风口面积大 调整风 口风口损坏数4 个缩小风口面积生产现场3月下旬杨保庆5 热风温度低提高热风温度风温1050富氧烧炉热风炉3月中旬王保新18泵，加装小高压泵后，3 段 1#冷却壁进水压力由 7.0/提高到 10.0 /。通过对冷却
20、水流速的测量计算结果（4 桶水作测试） ，见表日期2 月 22日2 月 22日2 月 22日2 月 22日2 月 22日平均时间(s) 14.15 13.95 14.55 14.39 14.03流速(m/s) 2.89 2.93 2.81 2.84 2.91 2.88效果：进水流速由 2.0m/s 以下提高到 2.8m/s 以上。1.5 m/s2.88 m/s实施前 实施后19实施二、加装软水磁化器，减少水垢软水磁化器通过磁化作用，减少冷却水带入杂质，软化冷却壁水管及内壁水垢。 3 段 1#冷却壁进水加装磁化器如图。通过对个别风口加装磁化器进行试验，解剖结果发现，安装磁化器的风口水垢明显减少，
21、见图。另外，通过对冷却壁出水的测量，冷却水流量明显增大，见表（4 桶水）日期 310 310 310 310 310 平均值加装后测量结果（m 3/h）13.40 13.21 13.29 13.43 13.51 13.37加装前测量结果（m 3/h）7.75 8.10 7.41 7.99 7.77 7.80注：测量时停小高压泵，按原来水压计。效果：加装软水磁化器后，水流量由实施前的 7.8 m3/h 提高到实7.80 m3/h13.37 m3/h实施前 实施后20施后的 13.37 m3/h，流量明显增大。实施三、 缩小矿批，降低料线，改变布料指数。我小组针对三高炉中心气流不足，边缘气流过盛的
22、现状，对装料制度做出相应调整。1、矿批由 16.4t 缩至 16.1t,继而调至 15.5t，效果不明显，最后定为 15.0t。2、三高炉炉料碰撞点在 1.8m 处，料线由 1.6m 降至 1.8m。3、布料指数由 36#改为 34#，增加正装比例，焦炭布于中心，加重边缘。调整措施实施以后，中心气流转强，煤气利用率提高，见统计表。矿批由 16.4t缩至 15.0t。布料指数由 36#改为 34#料线由 1.6m降至 1.8m。21炉顶煤气 CO2 量（%）18.01 20.07 18.36 平均值炉顶煤气 CO 量（%） 21.80 24.54 21.91煤气利用率（%） 45.24 44.9
23、9 45.59 45.27效果：实施后煤气利用率达到 45%。中心气流强而边缘气流分布均匀稳定。实施四、缩小风口面积。炉役末期的高炉发生炉缸中心堆积，不能加锰矿、萤石洗炉，只能增大鼓风动能，吹透中心死料柱来处理。三高炉先后对风口面积做出调整，由 0.1419缩小至 0.1330，最后到0.1280,尤其对 3 段 1#冷却壁上方的 1#风口，先后由 120调至 110调至 100。36.93%45.27%实施前 实施后22通过调整，风口损坏数量明显减少。效果：通过缩小风口面积，风口损坏数由由实施前的 11 个/月降低到 4 个/月以下，炉缸中心堆积得以处理。实施五、提高热风温度 三高炉富氧烧炉
24、项目改造完成以后，通过为助燃空气富氧，提高烧炉过程中煤气的燃烧率，热风温度提高平均在 50以上。 热 风 炉 热 风 炉 热 风 炉掺 烧 氧 气煤 气 空 气时间 4 月 5 月 6 月 平均风损（个） 4 21 2.3311 个/月2.33 个/月实施前 实施后23富氧烧炉后热风温度统计表月份 4 5 6 平均风温（） 1072 1078 1089 1080效果：风温由实施前的 1020升高到实施后的 1080，提高了鼓风动能，改善了炉缸工作状况。十一、效果检查通过以上措施的具体实施，经过 4 月、5 月、6 月生产巩固，我小组进行了效果检查。1、活动后，3 段 1#冷却壁水温差由活动前
25、2.5 降至 1.5 。2、3 段 1#冷却壁水温差控制在 1.5 后 ， 进 出 水 流 量 增 加 ，热流强2.51.81.5实施前 目标 实施后10201080实施前 实施后24度稳定在 11 KW/以下。3、 3 段 1#冷却壁热流强度稳定在合理范围内，有 力 地 保 证 了 高 炉 的稳 产 、 高 产 ， 生 铁 产 量 由 实 施 前 的1336t/d提 高 到 1619t/d。4、经济效益5、小组综合评价月份 考核（元/吨） 完成（元/吨） 升降（元/吨） 创效（元）4 1753.72 1708.19 45.53 420014.255 1758.62 1734.64 23.98
26、 189985.636 1700 1689.94 10.06 86052.23累计 696052.1113.47kw/m212.79kw/m2 kw/m2 kw/m2 kw/m210.98kw/m2实施前 目标 实施后实施前 实施后1336t/d1619t/d25本次 QC 活动的成果得到了厂领导的充分肯定，小组成员积累了更多的活动经验，提高了业务水平，通过集体讨论，用雷达图表示如下：活 动 评 价050100质 量 意 识个 人 能 力QCC知 识 解 决 问 题 的 能 力 团 队 精 神 活 动 前活 动 后序号 项 目 活动前 活动后1 质量意识 65 952 个人能力 70 903
27、QCC 知识 65 964 解决问题的能力 70 855 团队精神 80 9526十二、标准化实践证明，在现有生产条件下，我小组采取的措施是合理的，为使成果持续有效，我们进行了标准化，增加到高炉标准化作业规程中，作为今后的工作指导。序号 标 准 化 规 程 备注1、2、3、4、5、3 段 1#冷却壁加装软水磁化器，冷却水压力控制在 10/，流速控制在 2.8m/s。3 段 1#冷却壁加装小高压泵，流量控制在 12m3/h以上。矿批按 15.00.3t 调整，料线 1.8 m，布料指数34#，增加正装比例，加重边缘。风口面积控制在 0.1280 ，风口直径100110,风口损坏个数4 个/月。热
28、风温度控制在 1070以上。已纳入工艺操作规程十三、遗留问题及今后打算 1、遗留问题通过活动，3 段 1#冷却壁热流强度控制在正常范围，但仍是安全隐患。今后的高炉大修工作应对炉缸内衬耐火材料的选用及开炉后冷却参数的选择予以足够重视。2、今后打算明年三高炉大修，我小组将开炉达产作为新课题进行下一次的攻关。炼铁厂三高炉炉内 QC 小组272005 年 9 月证 明炼铁厂三高炉炉内 QC 小组，在 2005 年上半年的活动中，以炉况的稳定顺行为基础，坚持特护期间保安全的原则，成功地将 3 段 1#冷却壁热流强度由 13.47kw/m2 降到 10.98kw/m2，为提高产量创造了良好的条件。活动期间创经济效益 696052.11 元。炼铁厂财务科2005 年 9 月28证 明炼铁厂三高炉炉内 QC 小组，在 2005 年上半年的活动中所采取的具体措施：3 段 1#冷却壁加装软水磁化器，冷却水压力控制在 10/，流速控制在 2.8m/s；3 段 1#冷却壁加装小高压泵，流量控制在 12m3/h 以上；矿批按 15.00.3t 调整，料线 1.8 m，布料指数 34#，增加正装比例，加重边缘；风口面积控制在0.1280 ，风口直径 100110,风口损坏个数4 个/月；热风温度控制在 1070以上，已纳入到三高炉技术工艺操作规程中。炼铁厂技术科2005 年 9 月
