راز جهش کیفیت در فولاد سنگان؛ بیش از ۴۰ نمونه‌گیر خودکار وارد مدار شد
امید قادری- مدیر مهندسی کیفیت
مهندسی کیفیت چه نقشی در فرآیند تولید و تضمین کیفیت محصولات فولاد سنگان دارد و رویکرد شما به کیفیت چیست؟
در یک مجموعه صنعتی مانند فولاد سنگان، کیفیت نباید صرفاً به معنای «آزمایش محصول نهایی» تعریف شود. کیفیت باید در فرآیند ساخته شود و واحد مهندسی کیفیت باید کمک کند این کیفیت از مرحله ورود مواد اولیه تا محصول نهایی، قابل اندازه‌گیری، قابل اعتماد، پایدار و قابل بهبود باشد.
بر همین اساس، رویکرد ما در مهندسی کیفیت طی سال‌های گذشته از یک نگاه صرفاً کنترلی به سمت یک نگاه پیشگیرانه، فرآیندمحور و داده‌محور حرکت کرده است.
این رویکرد حتی از مرحله نمونه‌برداری آغاز می‌شود. نمونه‌ای که نماینده واقعی محموله یا جریان تولید نباشد، هرچقدر هم که آزمایشگاه دقیق باشد، نمی‌تواند نتیجه قابل اتکایی ایجاد کند. به همین دلیل، یکی از اقدامات مهم ما حرکت از نمونه‌برداری دستی به سمت نمونه‌برداری مکانیزه و استاندارد بوده است. در بخش‌های مختلف کارخانه شامل کراشر، کنسانتره‌سازی، گندله‌سازی، کارخانه بنتونیت، سنگ و کنسانتره ورودی کامیون‌ها و گندله خروجی بیش از 40 نمونه‌گیر خودکار نصب شده است؛ این نمونه‌برداری بر مبنای استانداردهای مربوطه، از جمله استاندارد بین‌المللی نمونه‌برداری سنگ‌آهن و محصولات آن، انجام می‌شود. استاندارد ISO 3082 اصول نمونه‌برداری، آماده‌سازی نمونه و طراحی و بهره‌برداری از سامانه‌های نمونه‌برداری مکانیکی و دستی را برای سنگ‌آهن، کنسانتره و محصولات آگلومره مانند گندله پوشش می‌دهد.
در مرحله بعد، داده‌ای که از نمونه‌برداری به دست می‌آید باید معتبر باشد. به همین دلیل، آزمایشگاه فولاد سنگان از نخستین آزمایشگاه‌های منطقه صنعتی سنگان بود که موفق به دریافت استاندارد ایزو ۱۷۰۲۵ شد. این استاندارد صرفاً یک گواهینامه اداری نیست؛ الزامات مربوط به شایستگی، بی‌طرفی و عملکرد مستمر آزمایشگاه را در بر می‌گیرد و هدف آن ایجاد اطمینان نسبت به اعتبار نتایج آزمون و کالیبراسیون است.
پس از تولید داده معتبر نیز کار ما تمام نمی‌شود. نتایج وارد سیستم مدیریت کیفیت می‌شوند، برای پارامترهای مختلف هدف و محدوده مطلوب تعریف می‌شود، روند پارامترها و میزان دستیابی به محدوده مطلوب در داشبورد کیفیت دنبال می‌شود و در صورت مشاهده نوسان یا انحراف، موضوع برای بررسی و اقدام به واحدهای ذی‌ربط منتقل می‌شود. در نهایت، هدف ما این است که کیفیت را فقط کشف نکنیم؛ بلکه آن را بسازیم و پایدار کنیم.
اگر بخواهم فلسفه کاری مهندسی کیفیت را در یک جمله بیان کنم، می‌توانم بگویم:
مهندسی کیفیت باید کاری کند که کیفیت، نتیجه اتفاقی فرآیند نباشد؛ بلکه حاصل یک سیستم مهندسی‌شده و قابل کنترل باشد.
واحد مهندسی کیفیت فولاد سنگان چگونه اطمینان حاصل می‌کند که نتایج آزمایشگاهی و داده‌های کیفی، قابل اعتماد و قابل اتکا برای تصمیم‌گیری‌های تولید هستند؟
این موضوع یکی از پایه‌های اصلی فعالیت ماست؛ چون تصمیم‌گیری درست، به داده درست وابسته است. اگر داده کیفیت معتبر نباشد، حتی پیشرفته‌ترین روش‌های تحلیل نیز نمی‌توانند تصمیم صحیحی ایجاد کنند. ما اعتبار نتیجه را یک زنجیره می‌بینیم که از نمونه‌برداری شروع می‌شود، از آماده‌سازی و آزمون عبور می‌کند و به تأیید و تحلیل نتیجه می‌رسد. در بخش نمونه‌برداری، همان‌طور که اشاره کردم، حرکت به سمت نمونه‌گیرهای خودکار و استاندارد باعث شده است وابستگی فرآیند به روش‌های دستی کاهش پیدا کند و نمونه‌ها بر اساس اصول استاندارد نمونه‌برداری تهیه شوند. این موضوع اهمیت زیادی دارد؛ زیرا حتی اگر یک آزمایشگاه از نظر تجهیزات و روش آزمون کاملاً دقیق باشد، نمونه غیرنماینده می‌تواند کل نتیجه را تحت تأثیر قرار دهد.
مانند سیلیس و آلومینا، باعث می‌شود مواد بی‌اثر کمتری وارد فرآیند پایین‌دست شوند. بنابراین کیفیت مناسب کنسانتره و گندله می‌تواند از طریق افزایش سهم آهن مؤثر و کاهش بار مواد باطله، به بهبود بهره‌وری فرآیند کمک کند.
قابلیت احیا نیز بسیار مهم است. گندله‌ای که قابلیت احیای مناسبی داشته باشد، در فرآیند احیای مستقیم با کارایی بیشتری اکسیژن خود را از دست می‌دهد و به آهن فلزی تبدیل می‌شود. بنابراین صرفاً بالا بودن عیار آهن کافی نیست؛ ساختار، تخلخل، خواص فیزیکی و رفتار احیایی گندله نیز اهمیت دارند.
پارامترهایی مانند میزان اکسید آهن نیز از این منظر مهم هستند؛ زیرا در فرآیند احیا، اکسیدهای آهن باید به آهن فلزی تبدیل شوند. بنابراین هر عاملی که قابلیت احیا و درجه متالیزاسیون را بهبود دهد، می‌تواند در شرایط فرآیندی مناسب به افزایش بهره‌وری و کاهش مصرف ویژه انرژی یا گاز کمک کند.
در اینجا باید یک نکته را هم روشن کنم: مهندسی کیفیت مستقیماً متولی مصرف انرژی واحد احیا نیست و بنابراین نمی‌توانیم تمام کاهش مصرف انرژی را به کیفیت محصول نسبت دهیم. اما می‌توانیم بگوییم کیفیت پایدار و مناسب خوراک، یکی از عوامل مهم فراهم‌کننده شرایط مناسب برای عملکرد بهینه فرآیند پایین‌دست است.
به همین دلیل، وقتی ما عیار آهن، اکسید آهن، گوگرد، فسفر، مواد باطله، دانه‌بندی، استحکام و سایر ویژگی‌های کیفی را هدف‌گذاری و پایش می‌کنیم، در واقع فقط در حال کنترل محصول خودمان نیستیم؛ بلکه داریم کیفیت خوراک زنجیره بعدی فولاد را نیز مهندسی می‌کنیم.
۵. مهندسی کیفیت چگونه از یک واحد کنترل‌کننده به یک واحد اثرگذار در بهبود فرآیند و کیفیت تبدیل شده است؟
این سؤال دقیقاً نقطه تفاوت بین «کنترل کیفیت» و «مهندسی کیفیت» است.
کنترل کیفیت در ساده‌ترین تعریف، باید مشخص کند که محصول یا فرآیند در چه وضعیتی قرار دارد. اما مهندسی کیفیت یک گام جلوتر می‌رود و می‌پرسد:
چرا این وضعیت ایجاد شده است و چگونه می‌توان آن را بهتر و پایدارتر کرد؟
ما در فولاد سنگان تلاش کرده‌ایم این نگاه را در عمل پیاده کنیم.
یکی از نمونه‌های مشخص آن، پروژه استقرار نظام بهبود کیفیت به روش شش سیگما بود. در این پروژه صرفاً آموزش نظری انجام نشد؛ پروژه‌های واقعی در حوزه کنسانتره و گندله به صورت مشترک با همکاران همان حوزه ها تعریف و اجرا شدند.
دو نمونه از نتایج مشخص این پروژه‌ها، کاهش نوسان و افزایش استحکام گندله و همچنین بهبود میزان جذب آب بنتونیت بود. در هر دو مورد، بهبود قابل اندازه‌گیری در میزان قرارگیری در محدوده مطلوب حاصل شد.
اهمیت این پروژه‌ها در این است که نشان می‌دهند آزمایشگاه و کنترل کیفیت صرفاً تولیدکننده گزارش نیستند. داده‌ای که آزمایشگاه تولید می‌کند می‌تواند وارد چرخه‌ای شود که از شناسایی مسئله شروع، با تحلیل علت ادامه و به اقدام اصلاحی و بهبود فرآیند منتهی شود.
داشبورد کیفیت نیز بخش دیگری از همین رویکرد است. ما برای پارامترهای مختلف هدف‌گذاری کرده‌ایم و در داشبورد، هم روند پارامترها و هم میزان دستیابی به محدوده مطلوب را دنبال می‌کنیم.
این ساختار در واقع یک چرخه برنامه‌ریزی، اجرا، بررسی و اقدام (PDCA) را در خود دارد؛ یعنی هدف تعیین می‌شود، عملکرد واقعی اندازه‌گیری می‌شود، فاصله با هدف تحلیل می‌شود و در صورت نیاز اقدام اصلاحی یا پروژه بهبود تعریف می‌شود.
به این ترتیب، اصل بهبود مستمر و کایزن، از یک مفهوم نظری به یک فرآیند عملی تبدیل می‌شود.
اگر بخواهم خیلی ساده تفاوت این دو نگاه را بیان کنم:
کنترل کیفیت می‌گوید کیفیت چگونه است؛ مهندسی کیفیت تلاش می‌کند بفهمد چرا چنین است و چگونه می‌توان آن را بهتر کرد.
