擠密樁結(jié)構(gòu)處理濕陷性黃土客運專線路基應(yīng)用探討

雷向軍

摘要：在路橋工程施工過程中遇見濕陷性黃土，對其處理如果僅僅采取地基處理，很難滿足路橋承載力需求。基于此，文章就擠密樁結(jié)合板樁結(jié)構(gòu)處理濕陷性黃土具體施工進行敘述，而通過該工程實際施工，認為使用擠密樁結(jié)合板樁結(jié)構(gòu)處理濕陷性黃土具有經(jīng)濟效益好、施工簡單等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：擠密樁；灌注樁；濕陷性黃土；客運專線；路橋工程；路基 文獻標識碼：A

中圖分類號：U213 文章編號：1009-2374（2016）11-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.021

轉(zhuǎn)爐熔池液位的高低直接體現(xiàn)轉(zhuǎn)爐內(nèi)反應(yīng)空間的大小，決定轉(zhuǎn)爐吹煉過程氧槍槍位的高低，影響轉(zhuǎn)爐過程造渣控制的難易程度，影響轉(zhuǎn)爐噴濺，影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗和各種鋼輔料消耗等。2013年3～5月中旬，凌鋼120噸轉(zhuǎn)爐噴濺嚴重，槍齡低，為此采取了控制轉(zhuǎn)爐熔池液位的基本措施，并取得了較好的效果。

1 轉(zhuǎn)爐熔池液位測量及注意事項

1.1 測量方法

轉(zhuǎn)爐熔池液位是指轉(zhuǎn)爐裝入定量鐵水冷料熔化為液態(tài)后轉(zhuǎn)爐爐底到熔池液面的距離。在轉(zhuǎn)爐實際生產(chǎn)過程中，通常不直接測量此距離，而是采取測量差值來反映轉(zhuǎn)爐熔池液位的高低。凌鋼測量熔池液位的方法為：向轉(zhuǎn)爐兌入一定數(shù)量的鐵水，在氧槍噴頭處插入一根細鋼管，將氧槍下到轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)插入鐵水中，之后將氧槍抬起，取下細鋼管測量氧槍噴頭與轉(zhuǎn)爐熔池上表面的距離（爐內(nèi)實際測量值），再根據(jù)計算公式確定轉(zhuǎn)爐熔池液位。通常轉(zhuǎn)爐氧槍槍位的零點值以轉(zhuǎn)爐設(shè)計的裝入量在轉(zhuǎn)爐新砌好磚襯后的理論液面高度來標定。凌鋼120噸轉(zhuǎn)爐設(shè)計的裝入量為105噸，理論計算的熔池液位高度為1m，作為氧槍槍位的零位。

1.2 轉(zhuǎn)爐熔池液位計算公式

實際生產(chǎn)過程中，兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水不可能每爐都與設(shè)計值相同，因此測量熔池液位須用公式進行計算。

當H為正數(shù)數(shù)值時表示轉(zhuǎn)爐熔池液位上漲，當數(shù)值過大時轉(zhuǎn)爐反應(yīng)空間小，轉(zhuǎn)爐爐容比相對減小，容易噴濺、燒槍、各種輔料消耗高；當H為負數(shù)數(shù)值時表示轉(zhuǎn)爐熔池液位下降，爐襯侵蝕嚴重，增加補爐耐火材料消耗。實際生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)爐熔池液位是一個波動數(shù)值，為防止上述情況的發(fā)生，必須使轉(zhuǎn)爐熔池液位控制在合理區(qū)間。

2 控制熔池液位的方法和基本措施

2.1 凌鋼轉(zhuǎn)爐熔池液位的控制范圍

轉(zhuǎn)爐熔池液位受轉(zhuǎn)爐內(nèi)爐膛變化影響，主要是轉(zhuǎn)爐爐底高度、熔池直徑及形狀，因此控制熔池液位就是要使轉(zhuǎn)爐爐底和熔池直徑及形狀控制在一定范圍內(nèi)。凌鋼120噸轉(zhuǎn)爐新砌爐襯的爐底高度（轉(zhuǎn)爐爐底最低點與轉(zhuǎn)爐爐口鋼結(jié)構(gòu)上沿的垂直距離）為7408mm，熔池直徑為4212mm。正常爐底高度控制在7350～7500mm范圍內(nèi)，熔池直徑控制在4200～4400mm范圍內(nèi)，因此轉(zhuǎn)爐熔池液位高度控制在-50～300mm范圍內(nèi)。

2.2 控制熔池液位的方法及比較

2.2.1 當熔池液位低于-50mm，爐底高度大時，采取用燒補料補爐底，用噴補料噴補熔池的辦法，同時強化濺渣護爐。此種方法浪費補料材料，增加煉鋼成本，污染鋼水質(zhì)量。

2.2.2 當熔池液位高于300mm，爐底高度小時，采取坐爐底的辦法，也可以安排低碳鋼種進行組織生產(chǎn)，增加對爐襯的侵蝕，并弱化濺渣護爐效果。此種方法在坐爐底時時間和強度掌握不好，就容易使熔池部位嚴重侵蝕，要用噴補料噴補，同時浪費氧氣和補爐材料，增加生產(chǎn)成本，降低轉(zhuǎn)爐作業(yè)率。

2.2.3 熔池液位動態(tài)控制法。根據(jù)熔池液位高度，合理調(diào)整轉(zhuǎn)爐渣系，優(yōu)化濺渣護爐時間和槍位，使熔池液位控制在-50～300mm范圍內(nèi)，此時吹煉效果較好，不噴濺，不燒槍，各種輔料消耗低，提高轉(zhuǎn)爐作

業(yè)率。

3 轉(zhuǎn)爐濺渣層的蝕損機理

由于冶煉初期時間短，爐渣的溫度低，而濺渣層的熔化溫度又較高，因此初期渣對濺渣層的侵蝕不嚴重。

轉(zhuǎn)爐中后期不同的爐渣成分，對濺渣層的蝕損情況不同，當中后期的爐渣中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)高、氧化鎂質(zhì)量分數(shù)低時，濺渣層的蝕損表現(xiàn)為化學蝕損和高溫熔化，容易被侵蝕；在中后期爐渣中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)較低、氧化鎂質(zhì)量分數(shù)高時，濺渣層的蝕損表現(xiàn)為高溫熔化，不容易被侵蝕。

此外，鋼水和爐渣的沖刷也影響濺渣層的壽命。

4 動態(tài)控制熔池液位的基本措施

根據(jù)轉(zhuǎn)爐濺渣層的蝕損機理，結(jié)合生產(chǎn)實際，制定如下動態(tài)控制轉(zhuǎn)爐熔池液位措施：

第一，以熔池液位控制在-50～300mm為目標，每班接班前兩爐內(nèi)必須測量熔池液位，并取1～2爐轉(zhuǎn)爐終渣渣樣。

第二，根據(jù)熔池測量液位和轉(zhuǎn)爐渣樣化驗結(jié)果，參考爐襯實際情況，調(diào)整爐渣堿度、終渣氧化鎂含量及濺渣護爐槍位和時間：（1）當熔池液位低于-50mm時，將轉(zhuǎn)爐終渣二元堿度控制在3.2～3.5，氧化鎂含量調(diào)整到10%～12%，此時渣系抗轉(zhuǎn)爐過程化學侵蝕和機械沖刷，濺渣護爐效果好，有利于爐襯維護。結(jié)合爐襯蝕損部位，調(diào)整轉(zhuǎn)爐濺渣槍位并適當延長濺渣護爐時間，達到2.5～4min；（2）當熔池液位在-50～300mm時，將轉(zhuǎn)爐終渣二元堿度控制在2.8～3.2，氧化鎂含量調(diào)整到8%～10%，此時渣系抗轉(zhuǎn)爐過程化學侵蝕和機械沖刷一般，濺渣護爐效果相對較好，有利于爐襯維護和過程侵蝕相平衡。結(jié)合爐襯蝕損部位，調(diào)整轉(zhuǎn)爐濺渣槍位，濺渣護爐時間控制在1.5～3min；（3）當熔池液位高于300mm時，將轉(zhuǎn)爐終渣二元堿度控制在2.5～2.8，氧化鎂含量調(diào)整到6%～8%，此時渣系不抗轉(zhuǎn)爐過程化學侵蝕和機械沖刷，濺渣護爐效果不好，轉(zhuǎn)爐終點倒爐能將上一爐的大部分濺渣層侵蝕掉，有利于爐襯整型。濺渣護爐時間控制在1～2.5min，達到稠化爐渣順利倒出的目的。此時如果生產(chǎn)計劃條件允許，也可以安排低碳鋼種來增加對爐襯的侵蝕。

5 動態(tài)調(diào)整熔池液位前后指標效果對比

調(diào)整前，轉(zhuǎn)爐終渣堿度控制在3.0～3.5，終渣氧化鎂含量控制在8%～12%，濺渣護爐時間較長，在3～4min。熔池液位波動在220～560mm。調(diào)整后，熔池液位波動在64～298mm，如圖1所示。

調(diào)整前，2013年4～5月中旬，氧槍噴頭使用壽命平均42次；調(diào)整后，2013年5月中旬～6月氧槍噴頭使用壽命平均178次，如圖2所示：

調(diào)整前，2013年3～5月中旬，轉(zhuǎn)爐噴濺率平均為17%；調(diào)整后，轉(zhuǎn)爐噴濺率平均為4.4%，對降低120噸轉(zhuǎn)爐鋼鐵料及輔料消耗起到很大作用，如圖3所示：

調(diào)整前，轉(zhuǎn)爐造渣輔料（石灰、輕燒白云石、輕燒鎂球、塵泥球）合計消耗為74kg/t；調(diào)整后四項輔料消耗合計為65kg/t，降低成本約1.8元/t鋼。

6 結(jié)語

轉(zhuǎn)爐熔池液位要控制在一個合理的范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)爐爐膛有合適的反應(yīng)空間。凌鋼120噸轉(zhuǎn)爐熔池液位較合理的范圍為-50～300mm。

合理控制熔池液位有利于提高轉(zhuǎn)爐指標：氧槍噴頭使用壽命平均從42提高到178次；噴濺率由17%降為4.4%；轉(zhuǎn)爐造渣輔料降低9kg/t鋼，噸鋼降低約1.8元。

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作者簡介：賈文軍（1974-），男，遼寧凌源人，凌源鋼鐵股份有限公司優(yōu)特鋼事業(yè)部特鋼廠高級工程師，研究方向：轉(zhuǎn)爐/LF爐/脫硫工藝及新品種鋼開發(fā)的技術(shù)和管理。

（責任編輯：蔣建華）