挤密桩结构处理湿陷性黄土客运专线路基应用探讨

雷向军

摘要：在路桥工程施工过程中遇见湿陷性黄土，对其处理如果仅仅采取地基处理，很难满足路桥承载力需求。基于此，文章就挤密桩结合板桩结构处理湿陷性黄土具体施工进行叙述，而通过该工程实际施工，认为使用挤密桩结合板桩结构处理湿陷性黄土具有经济效益好、施工简单等优点。

关键词：挤密桩；灌注桩；湿陷性黄土；客运专线；路桥工程；路基 文献标识码：A

中图分类号：U213 文章编号：1009-2374（2016）11-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.021

转炉熔池液位的高低直接体现转炉内反应空间的大小，决定转炉吹炼过程氧枪枪位的高低，影响转炉过程造渣控制的难易程度，影响转炉喷溅，影响转炉钢铁料消耗和各种钢辅料消耗等。2013年3～5月中旬，凌钢120吨转炉喷溅严重，枪龄低，为此采取了控制转炉熔池液位的基本措施，并取得了较好的效果。

1 转炉熔池液位测量及注意事项

1.1 测量方法

转炉熔池液位是指转炉装入定量铁水冷料熔化为液态后转炉炉底到熔池液面的距离。在转炉实际生产过程中，通常不直接测量此距离，而是采取测量差值来反映转炉熔池液位的高低。凌钢测量熔池液位的方法为：向转炉兑入一定数量的铁水，在氧枪喷头处插入一根细钢管，将氧枪下到转炉炉内插入铁水中，之后将氧枪抬起，取下细钢管测量氧枪喷头与转炉熔池上表面的距离（炉内实际测量值），再根据计算公式确定转炉熔池液位。通常转炉氧枪枪位的零点值以转炉设计的装入量在转炉新砌好砖衬后的理论液面高度来标定。凌钢120吨转炉设计的装入量为105吨，理论计算的熔池液位高度为1m，作为氧枪枪位的零位。

1.2 转炉熔池液位计算公式

实际生产过程中，兑入转炉的铁水不可能每炉都与设计值相同，因此测量熔池液位须用公式进行计算。

当H为正数数值时表示转炉熔池液位上涨，当数值过大时转炉反应空间小，转炉炉容比相对减小，容易喷溅、烧枪、各种辅料消耗高；当H为负数数值时表示转炉熔池液位下降，炉衬侵蚀严重，增加补炉耐火材料消耗。实际生产过程中转炉熔池液位是一个波动数值，为防止上述情况的发生，必须使转炉熔池液位控制在合理区间。

2 控制熔池液位的方法和基本措施

2.1 凌钢转炉熔池液位的控制范围

转炉熔池液位受转炉内炉膛变化影响，主要是转炉炉底高度、熔池直径及形状，因此控制熔池液位就是要使转炉炉底和熔池直径及形状控制在一定范围内。凌钢120吨转炉新砌炉衬的炉底高度（转炉炉底最低点与转炉炉口钢结构上沿的垂直距离）为7408mm，熔池直径为4212mm。正常炉底高度控制在7350～7500mm范围内，熔池直径控制在4200～4400mm范围内，因此转炉熔池液位高度控制在-50～300mm范围内。

2.2 控制熔池液位的方法及比较

2.2.1 当熔池液位低于-50mm，炉底高度大时，采取用烧补料补炉底，用喷补料喷补熔池的办法，同时强化溅渣护炉。此种方法浪费补料材料，增加炼钢成本，污染钢水质量。

2.2.2 当熔池液位高于300mm，炉底高度小时，采取坐炉底的办法，也可以安排低碳钢种进行组织生产，增加对炉衬的侵蚀，并弱化溅渣护炉效果。此种方法在坐炉底时时间和强度掌握不好，就容易使熔池部位严重侵蚀，要用喷补料喷补，同时浪费氧气和补炉材料，增加生产成本，降低转炉作业率。

2.2.3 熔池液位动态控制法。根据熔池液位高度，合理调整转炉渣系，优化溅渣护炉时间和枪位，使熔池液位控制在-50～300mm范围内，此时吹炼效果较好，不喷溅，不烧枪，各种辅料消耗低，提高转炉作

业率。

3 转炉溅渣层的蚀损机理

由于冶炼初期时间短，炉渣的温度低，而溅渣层的熔化温度又较高，因此初期渣对溅渣层的侵蚀不严重。

转炉中后期不同的炉渣成分，对溅渣层的蚀损情况不同，当中后期的炉渣中氧化铁的质量分数高、氧化镁质量分数低时，溅渣层的蚀损表现为化学蚀损和高温熔化，容易被侵蚀；在中后期炉渣中氧化铁的质量分数较低、氧化镁质量分数高时，溅渣层的蚀损表现为高温熔化，不容易被侵蚀。

此外，钢水和炉渣的冲刷也影响溅渣层的寿命。

4 动态控制熔池液位的基本措施

根据转炉溅渣层的蚀损机理，结合生产实际，制定如下动态控制转炉熔池液位措施：

第一，以熔池液位控制在-50～300mm为目标，每班接班前两炉内必须测量熔池液位，并取1～2炉转炉终渣渣样。

第二，根据熔池测量液位和转炉渣样化验结果，参考炉衬实际情况，调整炉渣碱度、终渣氧化镁含量及溅渣护炉枪位和时间：（1）当熔池液位低于-50mm时，将转炉终渣二元碱度控制在3.2～3.5，氧化镁含量调整到10%～12%，此时渣系抗转炉过程化学侵蚀和机械冲刷，溅渣护炉效果好，有利于炉衬维护。结合炉衬蚀损部位，调整转炉溅渣枪位并适当延长溅渣护炉时间，达到2.5～4min；（2）当熔池液位在-50～300mm时，将转炉终渣二元碱度控制在2.8～3.2，氧化镁含量调整到8%～10%，此时渣系抗转炉过程化学侵蚀和机械冲刷一般，溅渣护炉效果相对较好，有利于炉衬维护和过程侵蚀相平衡。结合炉衬蚀损部位，调整转炉溅渣枪位，溅渣护炉时间控制在1.5～3min；（3）当熔池液位高于300mm时，将转炉终渣二元碱度控制在2.5～2.8，氧化镁含量调整到6%～8%，此时渣系不抗转炉过程化学侵蚀和机械冲刷，溅渣护炉效果不好，转炉终点倒炉能将上一炉的大部分溅渣层侵蚀掉，有利于炉衬整型。溅渣护炉时间控制在1～2.5min，达到稠化炉渣顺利倒出的目的。此时如果生产计划条件允许，也可以安排低碳钢种来增加对炉衬的侵蚀。

5 动态调整熔池液位前后指标效果对比

调整前，转炉终渣碱度控制在3.0～3.5，终渣氧化镁含量控制在8%～12%，溅渣护炉时间较长，在3～4min。熔池液位波动在220～560mm。调整后，熔池液位波动在64～298mm，如图1所示。

调整前，2013年4～5月中旬，氧枪喷头使用寿命平均42次；调整后，2013年5月中旬～6月氧枪喷头使用寿命平均178次，如图2所示：

调整前，2013年3～5月中旬，转炉喷溅率平均为17%；调整后，转炉喷溅率平均为4.4%，对降低120吨转炉钢铁料及辅料消耗起到很大作用，如图3所示：

调整前，转炉造渣辅料（石灰、轻烧白云石、轻烧镁球、尘泥球）合计消耗为74kg/t；调整后四项辅料消耗合计为65kg/t，降低成本约1.8元/t钢。

6 结语

转炉熔池液位要控制在一个合理的范围内，保证转炉炉膛有合适的反应空间。凌钢120吨转炉熔池液位较合理的范围为-50～300mm。

合理控制熔池液位有利于提高转炉指标：氧枪喷头使用寿命平均从42提高到178次；喷溅率由17%降为4.4%；转炉造渣辅料降低9kg/t钢，吨钢降低约1.8元。

参考文献

[1] 编辑委员会，干勇，等.炼钢-连铸新技术800问

[M].北京：冶金工业出版社，2003.

[2] 周俐，刘国平.转炉溅渣层的蚀损机理研究[J].炼

钢，2002，（4）.

[3] 刘小鸥，杜秀峰，左锐，方腊生.复吹转炉溅渣护炉

技术的应用[J].炼钢，2006，（10）.

作者简介：贾文军（1974-），男，辽宁凌源人，凌源钢铁股份有限公司优特钢事业部特钢厂高级工程师，研究方向：转炉/LF炉/脱硫工艺及新品种钢开发的技术和管理。

（责任编辑：蒋建华）