柱宇釩鈦生產過程中產品的質量管理

（西華大學 管理學院，四川 成都 610039）

隨著科學技術的不斷發展，人們對質量的要求越來越高，釩鈦合金在很多領域中處于不可替代的地位，由于釩具有許多可貴的理化特征和機械特征，因而廣泛應用于近代工業技術中，同時釩化物也是一種重要的催化劑。釩鈦產業的入門要求高，需要大量的資本、資源和人力支持，曾經就有四川的川威集團進軍釩鈦產業遭遇資金和技術困難險些倒閉。

釩鈦產品提高質量的方法在我看來主要在冶煉和提取工藝改進和管理兩方面。通過運用質量改進手段和流程優化方法一步步優化冶煉和提取工藝，在提高產品質量的同時控制成本的提高，并且盡可能的提高生產效率。管理的提高在于兩方面:人員管理和設備和物料管理，人員管理就是要建立一個完備的人員管理系統、獎罰機制和安全責任制，建立由企業領導組成的質量領導小組和由技術人員組成的質量工作小組，負責在產品質量先期策劃（APQP）的領導下使產品達到預期目標，并在后續的冶煉和提取中運用PDCA和SPC的知識做持續改進，再通過其他的一系列質量改進手段進一步鞏固和提高質量，柱宇集團旗下3個釩鈦公司中柱宇釩鈦雖不是最大的一個，但是在質量改進方面卻是站在了金江釩鈦和承德釩鈦的前面，必然離不開這些質量控制手段的支持。

1 相關理論術語概論

1.1 安全生產

“安全生產”，就是指在生產經營活動中，為避免造成人員傷害和財產損失的事故而采取相應的事故預防和控制措施，以保證從業人員的人身安全，保證生產經營活動得以順利進行的相關活動。概括地說，安全生產是為了使生產過程在符合物質條件和工作秩序下進行的，防止發生人身傷亡和財產損失等生產事故，消除或控制危險、有害因素，保障人身安全與健康、設備和設施免受損壞、環境免遭破壞的總稱。

1.2 統計過程控制（SPC）

SPC是休哈特發明的，SPC其實強調的就是質控，但是因為運用控制圖進行控制生產的一些過程，它在控制過程中，如果趨勢發生了惡化，其實它是可以提前做出預防的。過程控制的主要內容是：a.對過程進行分析并建立控制標準；b.對過程進行監控和評價；c.對過程進行維護和改進。SPC有它自己的理論系統，在統計控制里面SPC主要應用控制圖進行控制。首先利用控制圖分析過程的穩定性，對過程存在的異常原因進行預警；然后計算過程能力指數分析穩定的過程能力滿足技術要求的程度，對過程質量進行評價。

其特點表現為：是生產過程達到統計控制狀態，確認生產過程是否異常以便及時尋找對策，確認某一過程的改進達到穩定狀態，確認某一過程繼續保持具有適當水平的穩定狀態即可控狀態。

其作用表現為：經濟型、預警性、分辨特殊原因、善用機器設備、改善的評估、

1.3 測量系統分析（MSA）

測量系統分析（MSA）就是用于評價測量系統不確定度的分析方法，如果測量數據的質量很差，不能接受，必須改進，通常不是改進數據本身，而是通過改進測量系統來完成的。MSA用于評估測量系統的質量（測量能力的好壞），運用統計方法來分析研究測量系統中各個變差源及對測量結果的貢獻，然后根據可接受的判斷方法測量系統的符合性。

作用：在所處環境下求得測量系統的變異，進而分析此變異的類型和變異程度。

1.4 戴明環（PDCA）

PDCA是Plan、Do、Check、Action,的首字母縮寫，P是計劃，D是實施，C是檢查，A是處理，PDCA循環是做好任何工作都適用的科學工作程序，它將工作過程分為計劃或策劃、實施或執行、檢查和總結或處置等4個階段。

1.5 項目管理

項目管理就是對有關項目活動的知識、技能、工具和技術的運用,以達到項目需求。通過運用一定的知識、技能工具和技術等使具體項目能夠在計劃時間內按照實際需求,高質量、高效率的完成項目內容。項目管理是集成的努力和活動。如果某活動失敗,這一部分通常會影響其他的部分，這些交互作用常常在項目目標之間取得平衡,一部分績效的提高可能需要犧牲另一部分績效為代價。成功的項目管理,需要主動地管理這些交互的活動，以提高整個項目的績效。項目管理通過使用啟動、計劃、實施、控制、收尾等過程完成。項目是為了提供一個獨特的產品或服務而暫時承擔的任務，其特征是臨時性和唯一性。“項目管理是運用管理的知識、工具和技術于項目活動上，來達成解決項目的問題或達成項目的需求。

2 柱宇釩鈦生產內容及其過去存在的問題

2.1 公司簡介

柱宇集團在全國擁有四個先進的提釩工廠。攀枝花市金江冶金化工廠、攀枝花市柱宇釩鈦有限公司和承德承鋼柱宇釩鈦有限公司以生產五氧化二釩（V2O5）、釩鐵（FeV50）、鈦產品為主，擁有獨立的對外進出口經營權。攀枝花柱宇釩鈦成立于2006年一月，成立的初衷就是擴大產能，在規模上就要求超過金江化工廠，作為將來在攀西地區最主要的釩鈦冶煉基地。

2.2 釩酐的合成流程

釩礦中釩（V）的存在形式是V2O5。V2O5微溶于水，溶于酸和堿。溶于硫酸生成釩酸（HVO3），釩酸用氨水中和、硫代硫酸鈉還原，生成次釩酸銨被P204萃取，再用氯酸鈉氧化成多釩酸銨結晶析出，多釩酸銨，在500℃左右熱解放出氨氣，生成V2O5。由于礦石中V2O5品位低，只有1%左右，所以對礦石進行破碎、球磨，增加V2O5與硫酸的接觸機率是十分必要的。根據生產原理，將生產流程分為礦石破碎球磨、酸浸過濾、原液處理、萃取反萃取、氨鹽沉釩、氧化制片、廢水處理七個工藝過程。

在這樣復雜的的工藝之中，要得到高品位的釩酐也很困難，因為冶煉所用的原料除本身釩含量不是很高外，大多數企業是從其他冶煉廠購買釩礦渣進行冶煉，增加了雜質，導致釩酐的品味很難達到理論的99.99%。

2.3 柱宇集團過去在釩鈦產品生產中存在的問題及原因分析

2.3.1 人員的專業素養和管理薄弱

柱宇集團目前規模最大的釩鈦冶煉工廠是承德釩鈦公司和攀枝花金江冶煉廠。在2012年以前，柱宇集團在釩鈦市場并沒有像今天一樣的競爭力。建廠后，金江冶煉廠雖有良好的員工待遇卻無法引進太多專業人才，相比初建的當時還不熱火的釩鈦產業人們更愿意去接攀鋼集團的“鐵飯碗”。除此之外，管理人員的匱乏和管理方法的落后更是讓廠區的工作混亂，優秀的工人有做不完的工作，而有一部分卻不知道應該做什么，作業不規范導致事故頻發，甚至還出現不少偷盜廠區設備和材料的情況。例如在烘焙階段就出現過烘焙時間過長和風扇未開的狀況。廠里負責冶煉方面的也是曾經攀鋼的老員工，對于新的冶煉高爐的指標不了解，一度造成釩酐品味低于90%。近年來冶金行業不景氣，大量的老員工被裁退或者退休，新招聘來的員工現場生產經驗不足、操作水平有限，冶金質量自然也無法保證。

2.3.2 工藝流程和用料不科學

在經過高爐冶煉后或者采用無高爐提煉技術中，各個階段所需要的酸堿度、溫度、電位和其他物料的用量根據死板的紙面用量進行，導致生產出的釩鈦產品品味有較大的波動。同時有部分應該被其他材料替換的物料因害怕出現問題而不敢嘗試。工藝流程復雜并且設備配置也不合理，在此過程中和與冶煉的銜接過程中運輸是影響產量的重要因素，同時也增加了企業的生產成本。

2.3.3 礦石品質不佳

攀枝花市鐵礦類型屬于釩鈦磁鐵礦，但是每一個礦廠產出礦沙的粗細、品味均不同。在金江冶煉廠開始運營時，為尋求高的經濟回報，在未經過品味分析就選擇過秀水河鐵礦與埡口鐵礦，造成了一定程度的損失。在之后有段時間又使用鐵冶煉廠的廢渣進行提煉，結果也是差強人意。

3 柱宇釩鈦生產過程中產品的質量管理

3.1 采礦階段的質量管理

柱宇釩鈦位處鋼城攀枝花，攀枝花有占全國93%的釩儲量、84%的鈦儲量，在攀鋼集團附近建廠更是獲得了得天獨厚的發展條件。但是攀枝花位處云貴高原腹地，海拔高、山勢陡峭，為采礦選礦帶來了很大的不便，因此合理的將影響開采的地勢因素減小或者轉化成對開采有益的條件能夠很大的提升經濟效益。礦石的釩鈦含量是影響生產效率的主要因素之一，柱宇釩鈦采取兩種方式獲得釩鈦含量較高的原礦石，一是通過探測檢驗分析出其礦石的釩鈦含量后擇優組織獲得開發權，二是向其他礦業公司夠買原礦石。通過自己開發獲得原料其質量控制較為復雜，在建廠伊始就要為保障原料供應的品質和量做鋪墊，在APQP的要求下購置安裝采礦器械。為減少人力和其他資源的耗費，采礦選礦從上至下依山而建。隨后進行相關工作人員的培訓，以保證各項工作有序有效的開展。建立在采礦選礦部門獨立領導的質量工作組，對廠區的產出的礦砂品味做定期采樣分析，同時也監控各個機組的正常運行。

3.2 運輸、儲存對產品質量的影響

我國雖說是一個鋼鐵大國，但是我國能夠實現鐵礦自給自足的只有鞍鋼、攀鋼、寶鋼和包鋼，而對于大多數冶金公司來說都需要向外進口或者向其他選礦場購買礦砂。對于柱宇釩鈦而言，集團旗下有數個選礦廠但是規模有限并不能滿足3個釩鈦冶煉廠的需求，故柱宇釩鈦采用在市場需求有限時，僅使用集團旗下的選礦廠；在市場需求較大時，會向釩鈦品味達到要求的選礦廠采購。

原料質量的跟蹤管理、原料的儲存、篩分是對原料進行質量控制的主要內容。原料質量的跟蹤管理體現在每批原料質量的跟蹤、反饋與原料質量的長期趨勢的把握、引導。確保在出現產品質量問題時，做出及時的應對措施和問題溯源。同時嚴格管理礦石槽位、焦炭槽位、篩眼尺寸、篩網更換周期、震動頻率、篩分速度等參數標準化。

3.3 冶煉階段的質量管理

在原料的問題得到解決后，冶煉和工藝才是真正的決定釩鈦成品品質的關鍵所在。高爐冶煉設備對冶煉質量的影響也是巨大的，高爐冶煉設備主要包括爐體、冷卻設備、上料設備、檢測設備、爐前設備和進風系統，高爐投產后任何一個位置出現問題都將對生鐵的釩鈦品味造成巨大影響。冶煉行業要獲得出色的業績，就需要科學的管理和先進的技術保障，對于大型高爐而言更需要與之相匹配的管理和技術。要實現發揮大型高爐的優勢就必須要重點突出大型高爐的系統管理思想，樹立“一高爐為中心”指導思想，全方位的為高爐生產護航提高和保證生產出的生鐵中釩鈦的品味達到要求。[1]

雖然目前正在取代高爐冶煉技術，但是高爐較低的成本和無高爐冶煉技術尚且存在問題，高爐冶煉技術目前仍是主要的釩冶煉技術。高爐冶煉受到多方面的影響，高爐中加入的催化劑等各種物質與原礦砂之間的配比、礦砂顆粒大小、氣孔度、風量、風溫和焦碳都對冶煉過程有著不可忽視的影響。

入爐原料對穩定和調節高爐內溫度有著很大的影響，在燃煤方面配備干熄煤工藝穩定了焦炭中水分的穩定量，改善了煤炭質量，為高爐的冶煉提供了可靠的保證。通過噴吹用煤的方法讓煙煤和無煙煤合理的搭配使用，在降低其中有害物質的同時，確保所噴吹的煤粉在風口充分燃燒，降低了入爐焦比。

冶煉過程受到多種因素的影響，每個高爐的具體情況和規模都有不同程度的差異，因此死板的采用其它高爐的冶煉模板是不正確的。柱宇釩鈦在高爐冶煉開始階段借鑒自己有過輝煌成績的金江冶煉廠和承德釩鈦兩個兄弟公司冶煉高爐的礦砂規格、添加物質和礦砂量的配比和冶煉溫度，在此之后通過SPC和PDCA循環一步步完善自己公司的高爐冶煉過程。[2]SPC（統計過程控制）在此階段的應用是指在長期的冶煉過程中使用同一礦場的鐵礦以保證礦砂的品味穩定。在先前冶煉的經驗下改進，通過對不同的礦砂和添加物的配比、氣孔度、風量、風溫、冶煉時間和冶煉溫度下進行冶煉得到產物的釩鈦品味進行統計，運用適合的控制圖配合分析進而得到更優的冶煉方案。合成釩酐效率很大程度上是由原料中釩的含量決定的。PDCA循環是獲得高品位工藝流程原料的重要過程:

P:參考兄弟公司高爐的催化劑等各種物質與原礦砂之間的配比、礦砂顆粒大小、氣孔度、風量、風溫、焦煤和焦丁的配比，再根據自己高爐規模進行相應的改善。

D:根據計劃進行擬冶煉。

C:根據冶煉得到原產品進行化學分析，獲得其釩鈦的品味，分析品味沒達到預期的原因。

A:對明確的原因在下一次的冶煉過程中進行改進。通過一次次PDCA改進獲得冶煉得到產品中釩鈦品味的提高。

3.4 工藝流程對釩酐品味的影響

在此階段中，冶煉得到的產物成為原料，通過復雜的工藝最終得到預期產物釩酐，釩酐的品味在這個階段結束后就已經成型。相比于冶煉階段為了獲得更高品味的工藝流程原料，工藝流程階段對于釩鈦產品行業來說更為重要，再高品味的原料在一個差的工藝流程中也是沒有太大意義的。工藝流程中對于各個反應容器的要求和布局需要更加嚴謹，同時由于長期的化學反應，對反應后容器的清理和保養方面的系統管理變得尤為重要。除此外，工藝流程中對溫度、電位、化學藥品用量和反應時間要有非常嚴格的控制，化學藥品的儲存和原料的運輸與儲存也需要相應的系統的管理。柱宇釩鈦在建立時便采用同為集團旗下的金江冶煉廠能合成品味達到99.5%釩酐的合成工藝流程。嚴格的控制工藝中各個節點的順序和其他必要的條件是產出高品位釩酐的必經之路。

工藝流程過程中對于定量的要求是十分嚴格的，對于藥品的過量或是少量用藥都會對最終產物釩酐造成巨大的影響。這時就要求測量藥品量、時間、溫度和電位的量具能夠準確無誤的反映真實的量，運用測量系統分析的方法，對此過程中有關的量具進行分析、校準或者更換[3]。

3.5 人力資源對產品質量的影響

在從選礦廠到釩酐產出的整個過程中，不管是在管理方面還是技術方面都需要大量的專業人才。小到采礦中的小組的安全負責人，大到整個公司的質量領導小組等等方面都需要相關方面的人才。擁有一批有創新精神和高技術素質的干部和員工，是企業持續發展的活力所在。從下面幾個方面抓住“人”的因素改善產品的質量：

1.企業要將自己發展、進步的理念擴散到基層員工，要堅持科學進步，盡可能的引導員工和基層干部打破死板，把創新的思想變成企業的活力。

2.強化綜合管理工作，柱宇釩鈦的工作基本課分為選礦、運輸、冶煉、工藝流程四個方面，四個方面強化以各自工作為中心的綜合管理工作，對各自方面不足的地方進行有計劃的、有重點的突破。

3.在管理過程中要遵從以人為本的管理理念，強化對人的管理。在柱宇釩鈦的分析中，有很多地方提出對材料設備的管理，但是材料和設備也是由人在管理，歸根到底還是對人管理。企業要負責對員工的培養，提高員工整體素質，讓員工與企業一同發展；調動員工的積極性，不僅僅著眼于眼前的利益，是員工自覺地去完成目標；培育企業員工共同理想和敬業精神，使他們的現實行為與長遠目標結合起來，為實現企業的共同目標努力工作，使企業保持活力。

4 結論

本文通過研究柱宇釩鈦公司從選礦廠到制成釩酐的整個過程的中對保證釩酐品味所采取一系列措施的研究來闡述了系統的質量管理在冶金行業中的重要性。吸取集團其他釩鈦公司的教訓，堅持以生產高品位釩酐的理念將整個過程分解為四個模塊建立相應的質量管理系統對各個階段的質量進行把關，在出現質量問題時也能夠準確的溯源找到問題出現的源頭，及時運用適宜的質量改進方法進行改進。四個階段相互獨立卻又受到公司質量領導小組的統一領導，確保四個階段能夠協調的發展，不至于有出現“掉隊”的情況。柱宇釩鈦雖公司規模不及其他釩鈦品制造公司，卻有著在釩鈦品味上維持在99.5%以上的傲人成績，正是因為其優秀的質量管理系統的建立、質量問題分析方法和質量改進方法的廣泛使用。