PDCA+SDCA模式在安鋼工藝研究中的應用

王翠娜 張大江 田海濤 陳叢虎 李 偉

（安陽鋼鐵集團有限責任公司）

0 前言

PDCA循環是ISO 9001:2015標準的三大思想——“過程方法、PDCA循環、基于風險的思維”之一，是一套以質量提高為目的，從制定計劃到實現計劃的循環過程，適用于產品和服務提供的所有過程。SDCA循環是由PDCA循環變換而來，以標準化維持為目的。筆者重點介紹了PDCA+SDCA模式在安鋼工業氧化鉬直接合金化工藝研究中的應用，在優化生產工藝、降低生產成本、提高產品質量等方面取得了明顯效果。

1 “PDCA+SDCA”模式的理解

PDCA循環是美國質量管理專家戴明博士首先提出的，所以又稱戴明環，它是全面質量管理的思想基礎和方法依據。PDCA循環通過Plan（策劃）、Do（實施）、Check（檢查）、Action（處置）四個階段[1]形成了一個質量管理循環過程，這四個階段并非運行一次就結束，而是不斷地重復依次進行。在每一個循環階段都針對已發生的問題進行解決，本次循環遺留的問題進入下一次循環,每循環一次，解決一部分問題，水平提高一步，呈階梯式上升[2]。

SDCA是標準化維持循環，與PDCA循環相比，僅P和S不同，P是計劃，S是標準化，而DCA完全一樣，即執行、檢查與總結。SDCA循環通過Standard（標準）、Do（實施）、Check（檢查）、Action（總結）四個階段形成了一個質量管理循環過程，包括所有和改進過程相關的流程的更新（標準化），并使其平衡運行，然后檢查過程，以確保其精確性，最后作出合理分析和調整使得過程能夠滿足愿望和要求，如需要更新，則進入下一個SDCA標準維持循環。

PDCA主要致力于改進提高，其目的在于提高整體流程的水準。而SDCA主要致力維持穩定，其目的在于標準化和穩定現有的流程。本次研究首先采用PDCA循環對工藝研究方案進行改進，然后采用SDCA方法將改進的成果予以標準化，使問題不會反彈。當穩定在一個水平上一段時間之后，再次采用PDCA循環進行改進，然后繼續采用SDCA來固化。二者相互銜接,循環往復，使安鋼生產工藝水平穩步提高。PDCA循環與SDCA循環過程如圖1所示。

圖1 PDCA循環與SDCA循環過程

2 PDCA+SDCA模式的應用

2.1 PDCA循環模式

2.1.1 P策劃階段

PDCA循環的第一階段是策劃（Plan），主要包括現狀分析，找出存在的質量問題，分析原因并制定質量目標、工作計劃。本次工藝研究——工業氧化鉬直接合金化，主要從研究開發的目的意義、關鍵技術及可行性、制定工藝方案等方面進行了分析。

本次研究的主要目的是降低成本，方案提出時工業氧化鉬的價格比鉬鐵便宜約3萬元/t，若鋼中鉬含量為0.10%，使用工業氧化鉬代替鉬鐵進行鉬合金化，假設鉬的收得率為90%，則至少可以降低成本30元/ t鋼，效益較為明顯，因此有必要進行氧化鉬直接合金化的研究。

經過分析可知，煉鋼條件下氧化鉬直接合金化還原從熱力學角度看完全可行，目前影響氧化鉬直接合金化的關鍵因素是MoO3的熔點(795 ℃)和沸點(1 155 ℃)均較低，具有較強的揮發性，加入到熔池后將很快熔化、揮發。鉬收得率的高低直接影響了生產成本，為減少氧化鉬的揮發，提高收得率，制定了四種工藝方案:方案1在轉爐使用，濺渣結束后先向爐內加入一定量的石灰，將氧化鉬加入廢鋼斗前部和廢鋼一起加入轉爐，然后間隔3 min兌入鐵水；方案2與方案1相比，僅省去鋪底石灰操作；方案3在出鋼過程中使用，出鋼前在鋼包底部加入一定量的石灰鋪底，工業氧化鉬在出鋼過程中隨還原劑加入；方案4在LF精煉使用，精煉渣充分熔化后，再加入氧化鉬，并同時配加還原劑與石灰。

2.1.2 D實施階段

PDCA循環的第二階段是實施，即執行所做的策劃。這一階段是PDCA循環中最為關鍵的一步，它是將制定的工作目標和措施付諸實施的過程，是摸索優化的階段，以確認第一階段的策劃是否合適。針對本次研究，實施過程中重點關注以下三個方面：氧化鉬中鉬的收得率、成本對比、對生產的影響。

（1）鉬的收得率。方案1與方案2都在轉爐使用，兌鐵水前爐口未見異常冒煙現象，方案1中氧化鉬的收得率為94.77%，方案2中氧化鉬的收得率為91.04%。方案3與方案4分別在出鋼過程與LF精煉爐加入，鉬的收得率分別為96.10%、94.41%，收得率均較高。

（2）成本對比。試驗鋼種鋼水鉬含量為0.12%，還原劑為鋁鐵，四種試驗方案的合金化成本從高到低依次為方案4＞方案3＞方案2＞方案1，盡管方案3與方案4中氧化鉬的收得率較方案1與方案2的略高，但是考慮到還原劑消耗，其綜合成本反而略高于方案1與方案2。

（3）對生產的影響。對冶煉節奏的影響：方案1、方案2雖然鉬鐵加入廢鋼料斗需要在冶煉平臺完成，會影響廢鋼斗的吊運作業，但不會影響轉爐本身的冶煉節奏；方案3和方案4對生產節奏完全沒有影響。對鋼水中其他成分的影響：四種工藝方案生產后鋼水成分均未見磷、硫含量異常，也沒有增碳現象。

2.1.3 C檢查階段

PDCA循環的第三階段是檢查驗證，根據前期制定的內容，評估執行過程中實施的效果。開展檢查的目的也是為了發現問題，并能夠及時改進，更好地保證項目質量，使其滿足相關質量要求。本次研究根據以上四種方案的試驗結果，綜合考慮，決定采用方案2進行小規模試生產以檢查驗證前期的試驗結果。

進行了3次，共計29爐的驗證試驗，鉬的平均收得率為94.42%。作為對比，統計了100爐次的FeMo60-C對AH80DB的轉爐合金化效果，結果表明，鉬的平均收得率為94.63%，可見該工藝方案較好的解決了氧化鉬的揮發問題，鉬具有較高的收得率，可以推廣應用。成品成分控制波動較小，在目標值±0.01%的范圍內波動比例達到了96%以上，說明直接合金化工藝可以實現成分的穩定控制。

2.1.4 A處置階段

PDCA循環的第四階段是處置，遵循“持續改進”的精神，還需對過程進行有效的改進與優化。針對本次研究，根據前期試驗結果和驗證情況，將方案2固定下來，納入相關的作業標準并參考執行，隨即進入SDCA循環。

2.2 SDCA循環模式

任何一個工作流程或標準，實施初期都會呈現不穩定狀態，穩定現有流程和標準就需要SDCA循環。整個標準化過程分為四步：標準化、實施、檢查、總結。

本次研究將PDCA循環的結果，即工業氧化鉬直接合金化工藝研究的最佳方案納入相關的標準，進行標準化；將相關的標準化文件下發并實施，實施過程中部分原材料發生了改變，修訂相關的標準，員工嚴格按修訂后的標準執行。運行一段時間后發現，當鋼中的鉬含量在0.10%～0.15%時，氧化鉬中鉬的平均收得率在90%～95%；當鉬含量在0.20%以上時，鉬的平均收得率較低，僅為86.07%，影響了生產成本。至此，需要對鉬含量在0.20%以上的工藝重新進行研究，進入新一輪PDCA循環中去解決；鉬含量在0.10%～0.15%之間的繼續執行原來的標準。

3 PDCA+SDCA模式的應用效果

安鋼在工業氧化鉬直接合金化工藝研究中通過應用PDCA循環，從最初策劃的四個方案中通過實施、檢查，優選出方案2，并對方案2的生產工藝進行了標準化。通過SDCA循環得出不同鉬含量下氧化鉬中鉬的吸收率不同，并提出當鉬含量在0.20%以上時，需要對生產工藝重新進行研究，進入新一輪PDCA循環中去解決。通過PDCA+SDCA循環模式的聯合應用，降低了生產成本，生產工藝得到持續優化。

4 結語

PDCA循環是一種改進型的管理方法，是優化流程的科學管理方法。SDCA循環是PDCA循環的后續體現，標準化后才能將改善成果推廣，做到有標準可循，但SDCA循環的局限性在于只能保持現有水平，不能取得突破和提升。安鋼在工業氧化鉬直接合金化工藝研究過程中采用PDCA+SDCA模式，通過PDCA和SDCA的聯合應用，降低了生產成本，使得生產工藝在不斷循環運行中得到持續優化。