記者 夏杰生
2025年7月16日，中國金屬學(xué)會在北京組織召開技術(shù)論證會，對河南省豫興熱風(fēng)爐工程技術(shù)有限公司（下文簡稱豫興公司）完成的，“懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐-無爆燃短焰燃燒技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”、“四段式頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”，以及“外燃式熱風(fēng)爐改造為頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”這三項成果進(jìn)行評審，并展開深入論證。專家們得出的一致結(jié)論是：這三項豫興頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)推廣前景廣闊！
圖為與會專家合影留念
本次技術(shù)論證會專家組組長由中國工程院院士殷瑞鈺擔(dān)任，中國金屬學(xué)會專家委員會主任王天義、太鋼集團(tuán)總經(jīng)理助理王紅斌、北京科技大學(xué)教授程樹森等業(yè)內(nèi)專家參會研討論證，中國金屬學(xué)會副理事長兼秘書長王新江擔(dān)任技術(shù)論證會主持人。
這三項技術(shù)的核心內(nèi)容是什么？專家們?yōu)楹握J(rèn)定其推廣前景廣闊？帶著這些問題，記者于9月9日電話采訪了這三項技術(shù)主要發(fā)明人——豫興公司董事長劉世聚。
圖為正在施工中的安鋼4747m3高爐4座小帽子頂燃式熱風(fēng)爐切割爐殼改造為豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐工程
無爆燃短焰燃燒器
安全高效節(jié)能減排
劉世聚指出：“懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐-無爆燃短焰燃燒技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”這項成果，針對傳統(tǒng)熱風(fēng)爐燃燒器易損壞、煤氣消耗高、風(fēng)溫低等關(guān)鍵技術(shù)難題，創(chuàng)新研發(fā)成功懸鏈線拱頂頂燃式熱風(fēng)爐及無爆燃短焰燃燒器，實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)爐安全穩(wěn)定運(yùn)行、高效節(jié)能與超低排放的一體化目標(biāo)。
其主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：
一是頂燃式熱風(fēng)爐采用了懸鏈線拱頂，開發(fā)了多層強(qiáng)旋流擴(kuò)散-預(yù)混短焰無爆燃燃燒器，實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)爐拱頂及燃燒器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定長壽，燃燒功率大效率高，超低排放及安全運(yùn)行。其氮氧化物排放低于50ppm，CO排放濃度在10～50ppm；拱頂溫度與送風(fēng)溫度差50℃～100℃，風(fēng)溫可以達(dá)到1250℃以上。
二是研發(fā)的1100℃水冷100次以上的、適應(yīng)燃燒器惡劣工況的抗熱震磚，確保熱風(fēng)爐燃燒器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定長壽。
三是開發(fā)了均壓均流高效格子磚，能夠自行調(diào)節(jié)煙氣流場和冷風(fēng)流場均勻分布，緩解粉塵堵塞，保障格孔通暢，提高換熱性能，風(fēng)溫可提高10℃以上。
劉世聚說，這項技術(shù)獲得授權(quán)專利9項（其中發(fā)明專利8項、實(shí)用新型1項），登記軟件著作權(quán)4件。這項技術(shù)成果也應(yīng)用于南京鋼鐵公司2000m3高爐工程、河北秦皇島宏興鋼鐵公司1350m3高爐工程等項目，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。
就在這次會上，專家委員會認(rèn)為該項技術(shù)整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平，建議推應(yīng)用。
圖為與會專家評審的“懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐-無爆燃短焰燃燒技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”技術(shù)成果專家評估意見
圖為南京南鋼2000m3高爐采用豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐-無爆燃短焰燃燒技術(shù)將小帽子頂燃式熱風(fēng)爐實(shí)施切割爐殼改造（左一）
三段優(yōu)化改為四段
結(jié)構(gòu)合理爐齡大增
據(jù)劉世聚介紹：“四段式頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”這項成果，聚焦三段式頂燃式熱風(fēng)爐爐殼易開裂、拱頂易垮塌、熱風(fēng)出口易損壞、需要龐大的燃燒室空間導(dǎo)致的應(yīng)力集中等痛點(diǎn)，獨(dú)創(chuàng)四段式結(jié)構(gòu)設(shè)計，已成功實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工程應(yīng)用，具備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、壽命長、安全性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢。
這項成果主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：
一是四段式頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)是將三段式頂燃式熱風(fēng)爐中的燃燒室錐形拱頂和熱風(fēng)出口連體結(jié)構(gòu)實(shí)施再分離，將燃燒室錐形拱頂重量完全作用于爐殼之上，減輕了熱風(fēng)出口的受力，使其能夠自由膨脹收縮運(yùn)動，該技術(shù)解決了影響熱風(fēng)爐高溫長壽運(yùn)行最關(guān)鍵的限制性因素——熱風(fēng)出口容易垮塌。
二是熱風(fēng)出口上下兩端的熱風(fēng)爐加強(qiáng)抱箍，由焊接改為托架支撐，消除了抱箍膨脹和爐殼膨脹因不同步而產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致熱風(fēng)出口損壞；熱風(fēng)出口采用十字扣砌磚法通過將熱風(fēng)出口磚相扣，加強(qiáng)抗拉、抗擠壓能力，確保熱風(fēng)出口結(jié)構(gòu)和燃燒室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定長壽。
三是針對以往采用Q355C鋼板做爐殼材質(zhì)的大型熱風(fēng)爐爐頂部位爐殼開裂嚴(yán)重，安全問題突出的弊端，提出采用Q345R鋼板替代Q355C制作大型熱風(fēng)爐爐頂部位爐殼材質(zhì)，結(jié)合大型熱風(fēng)爐晶間應(yīng)力腐蝕特點(diǎn)，對原爐殼厚度計算公式進(jìn)行了修正，新的公式綜合考慮了溫度、壓力、腐蝕系數(shù)、焊接系數(shù)、夾角系數(shù)、爐殼直徑等影響。
這項技術(shù)榮獲授權(quán)國家專利10項（其中發(fā)明專利7項、實(shí)用新型3項）、登記軟件著作權(quán)4件。該技術(shù)成果也應(yīng)用于河鋼集團(tuán)樂亭4X2922m3、津西鋼鐵公司2X2000m3高爐工程等，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。
專家委員會同樣一致認(rèn)為：這項技術(shù)整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平，推廣應(yīng)用前景廣闊！
圖為河鋼集團(tuán)樂亭鋼鐵公司新建4座2922m3高爐12座采用豫興四段式頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)的熱風(fēng)爐群
圖為滄州中鐵裝備制造材料有限公司3座2500m3高爐9座小帽子頂燃式熱風(fēng)爐經(jīng)切割爐殼成功改造為豫興四段式頂燃式熱風(fēng)爐群
圖為與會專家評審的“四段式頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”技術(shù)成果專家評估意見
外燃式改頂燃式
熱風(fēng)爐更添活力
“外燃式熱風(fēng)爐改造為頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”這項成果，有效解決了外燃式熱風(fēng)爐聯(lián)絡(luò)管易損壞、風(fēng)溫低、能耗高等問題，可實(shí)現(xiàn)安全可控、長周期穩(wěn)定運(yùn)行、高能效轉(zhuǎn)化、超低排放及高風(fēng)溫穩(wěn)定供給的綜合效益。
該成果主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：
一是改造后的頂燃式熱風(fēng)爐利用原外燃式熱風(fēng)爐爐殼、大墻、蓄熱式室及管道，拆除原聯(lián)絡(luò)管及燃燒室上部，在下部利舊基礎(chǔ)上設(shè)置豎管作為單一的送風(fēng)通道。該技術(shù)通過利舊大幅節(jié)省投資，徹底消除外燃式熱風(fēng)爐聯(lián)絡(luò)管和膨脹器損壞的隱患，是外燃式熱風(fēng)爐改造成頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)上的創(chuàng)新。
二是采用豫興公司成熟的多層強(qiáng)旋流擴(kuò)散-預(yù)混短焰無爆燃燃燒器。
三是熱風(fēng)出口設(shè)置在錐段拱頂下，并采用豫興公司熱風(fēng)出口穩(wěn)定長壽技術(shù)，可滿足高風(fēng)溫、高強(qiáng)度、高荷載、高熱震的要求，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
該項成果榮獲授權(quán)國家發(fā)明專利1項，已申請專利2項。經(jīng)相關(guān)應(yīng)用案例分析，經(jīng)濟(jì)及社會效益顯著。
專家委員會認(rèn)為該項技術(shù)方案可行，建議擇點(diǎn)試用，進(jìn)而推廣應(yīng)用。
圖為與會專家評審的“外燃式熱風(fēng)爐改造為頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”技術(shù)成果專家評估意見
在采訪結(jié)束之際，劉世聚自豪地說：豫興公司擁有頂燃式熱風(fēng)爐設(shè)計、建造業(yè)績736座。自2006年至今，針對230m3～4747m3高爐熱風(fēng)爐爐殼開裂、熱風(fēng)出口垮塌、燃燒器噴嘴損壞等弊端，豫興公司成功實(shí)施了269座優(yōu)化改造，其中32座內(nèi)燃式熱風(fēng)爐爐殼利舊改造為豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐。該公司致力于將頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)不斷優(yōu)化成為今后發(fā)展的主流技術(shù)。
