​記者 夏傑生

　　創新(xīn)叠代：各領風騷若幹年

　　縱觀近、現代100年中(zhōng)國(guó)鋼鐵工(gōng)業發展曆史 ，專門給煉鐵高爐蓄熱、供熱的熱風爐技(jì )術曾經全靠從國(guó)外引進。據業内人士統計，到目前為(wèi)止，無論國(guó)際還是國(guó)内研發的熱風爐技(jì )術，已經經曆了四代。

　　第一代，是國(guó)外發明的高大上爐型 “外燃式熱風爐”；且多(duō)年來占領着國(guó)際、國(guó)内煉鐵市場。但由于其占地面積大、投資大、能(néng)耗高、維修成本高，随着科(kē)技(jì )的進步逐漸被邊緣化。

　　第二代，是國(guó)外研發的“内燃式熱風爐”。其優點是克服了“外燃式熱風爐”的諸多(duō)弊端，且在我國(guó)風靡一時。但因其内置豎管結構内部長(cháng)期需常壓高溫加熱、高壓高溫換熱,以及頻繁換爐的溫差導緻的結構損壞，影響蓄熱換熱和風溫，目前也正逐步被新(xīn)型熱風爐替代。

　　第三代，是來自北方鄰國(guó)國(guó)際知名(míng)專家于上世紀中(zhōng)葉研發設計，且能(néng)将此前各種爐型諸多(duō)弊端一起消除掉的“頂燃式熱風爐”。随着我國(guó)改革開放的深入，這種熱風爐在我國(guó)鋼鐵企業迅速成為(wèi)主流發展技(jì )術。

　　第四代，是國(guó)内鄭州豫興熱風爐科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司（下文(wén)簡稱豫興公(gōng)司）研發的“四段式和懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐”。

　　得出此結論的依據何在？請聽記者娓娓道來：

　　世界科(kē)技(jì )創新(xīn)的潮流勢不可(kě)擋，人類的智慧和能(néng)力也在持續創新(xīn)和不斷叠代。誰引領了這個潮流，誰就能(néng)獨領風騷。

　　偉人說過：“最聰明，最有(yǒu)才能(néng)的，是最有(yǒu)實踐經驗的戰士”！2006年，既了解各類熱風爐技(jì )術，又(yòu)精(jīng)通熱風爐耐火材料技(jì )術的豫興公(gōng)司董事長(cháng)劉世聚無意中(zhōng)察覺：我國(guó)煉鐵界人士每年都在為(wèi)引進和消化吸收的頂燃式熱風爐技(jì )術，存在的不少弊端大費周折，并努力尋求解決之道！因為(wèi)這些性能(néng)缺陷和結構缺陷，經常導緻熱風爐風溫降低、耗能(néng)增高，而且煤氣用(yòng)量、熱能(néng)等指标高得驚人，給用(yòng)戶增加了巨大的經濟成本。

　　帶着這些技(jì )術問題，劉世聚通過與産(chǎn)、學(xué)、研、用(yòng)各單位反複交流、參觀、考察、測試，終于發現導緻熱風爐耗能(néng)過高的主要原因：一是熱風爐煤氣和空氣預混長(cháng)焰燃燒技(jì )術技(jì )術帶來的過量空氣系數過大； 二是旋流煙氣流場分(fēn)布不均導緻格子磚熱利用(yòng)率低；三是熱風爐錐形爐殼上疊加了圓柱形小(xiǎo)帽子殼體(tǐ)，且該殼體(tǐ)又(yòu)砌築在熱風出口薄弱結構之上，緻使錐形拱頂結構形成為(wèi)應力集中(zhōng)複雜的結構，這種受力不合理(lǐ)結構，是導緻熱風爐結構損壞，性能(néng)降低的主要原因。

　　找到了産(chǎn)生問題的原因，劉世聚和他(tā)的團隊經過數年有(yǒu)的放矢地理(lǐ)論創新(xīn)和實驗，終于研發出榮獲國(guó)家發明專利的系列熱風爐技(jì )術創新(xīn)成果——别具(jù)一格獨具(jù)外形特色的四段式頂燃式熱風爐和懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐技(jì )術，以及燃燒器抗熱震磚（HRK）及其工(gōng)藝制作(zuò)技(jì )術。

　　上述前兩項技(jì )術成功解決了煤氣空氣混合燃燒時，可(kě)将長(cháng)焰優化為(wèi)短焰、煙氣流場得到均勻分(fēn)布，以及由于熱風出口及燃燒室結構損壞等綜合因素引起的熱風爐性能(néng)下降和耗能(néng)高等問題；後一項（HRK）技(jì )術，研發出了高、精(jīng)、尖的熱風爐燃燒器抗熱震耐火磚産(chǎn)品，成功解決了頂燃式熱風爐燃燒器因惡劣工(gōng)況導緻的損壞問題。

　　毫無疑問，第四代熱風爐的發明人，實至名(míng)歸地屬于劉世聚及其團隊。

　　由此，中(zhōng)國(guó)也有(yǒu)了具(jù)備獨立自主知識産(chǎn)權，且系列性能(néng)優越、結構穩定長(cháng)壽的高風溫節能(néng)低氮型頂燃式熱風爐技(jì )術。

　　真可(kě)謂江山(shān)代有(yǒu)才人出，各領風騷若幹年。

　　劉世聚向記者自豪地介紹：豫興人在研發第四代系列頂燃式熱風爐的艱難曆程中(zhōng)，一共榮獲 180多(duō)項與耐材和熱風爐相關的國(guó)家發明專利和實用(yòng)新(xīn)型專利。到目前為(wèi)止，新(xīn)型豫興熱風爐已在全世界燎原 700餘座，且運行良好。

　　更引以為(wèi)豪的是，目前豫興公(gōng)司擁有(yǒu)在全國(guó)乃至全世界獨領風騷的下列4項先進技(jì )術成果。

　　敢為(wèi)人先： 抗熱震磚稱雄全球大型高爐

　　劉世聚說， HRK頂燃式熱風爐燒燒器抗熱震磚制品。既是助推豫興人研發出第四代熱風爐的功臣，又(yòu)取得了在加熱1100℃條件下，能(néng)抗 100次水冷極冷極熱破壞試驗而不損壞的驚人效果。目前，這種HRK制品已使用(yòng)在包括首鋼京唐 鋼鐵公(gōng)司5500m3 、日本JFE5000m3 、俄羅斯北方5578m3 、中(zhōng)國(guó) 寶武湛江鋼鐵基地5050m3 等全世界4000m3 ~5000m3 高 爐配套的卡魯金頂燃式熱風爐工(gōng)程核心部位之上。這種 HRK抗熱震磚及其工(gōng)藝技(jì )術，至今還沒有(yǒu)被國(guó)際上任何一家 耐材公(gōng)司所超越。這在世界耐火材料領域，诠釋了什麽是“中(zhōng)國(guó)創造”。

　　高瞻遠(yuǎn)矚： 1314℃高風溫紀錄至今未被超越

　　劉世聚指出：如果熱風爐風溫提高100℃，可(kě)使風口理(lǐ)論燃燒溫度提高60℃，可(kě)有(yǒu)效補償因噴煤引起的風口理(lǐ) 論燃燒溫度降低；可(kě)以降低焦比 10kg/t～15kg/t，可(kě)允許多(duō)噴煤粉約10kg/t～35kg/t。此外，多(duō)噴煤粉具(jù)有(yǒu)明顯的節能(néng)效果，可(kě)以降低煉鐵生産(chǎn)成本。多(duō)噴煤粉，少用(yòng)焦炭，可(kě)以緩解我國(guó)主焦煤的短缺，少建焦爐，還可(kě)減少煉焦過程中(zhōng)對 環境的污染。

　　2012年，豫興人敢于做第一個“吃螃蟹者”，将懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐和旋流交錯頂燃式高風溫技(jì )術成果，與山(shān)西建邦鋼鐵集團通才工(gōng)貿公(gōng)司因産(chǎn)能(néng)置換新(xīn)建的1860m3 高爐配套建設。其單燒高爐煤氣當年10月份、11月份實現了月平均風溫 為(wèi) 1314.7℃的最高風溫，創造了中(zhōng)國(guó)熱風爐高風溫曆史奇迹，達世界先 進水平。這一高風溫技(jì )術至今未被國(guó)内高爐配套的熱風爐技(jì )術超越。

　　獨辟蹊徑：懸鏈線(xiàn)頂燃式、四段式熱風爐風靡全國(guó)

　　劉世聚介紹：第四代熱風爐，全部采用(yòng)的是熱風出口直段與拱頂斷開技(jì )術，熱風出口直段和燃燒室拱頂斷開，非常巧妙地将耐材膨脹熱應力和綜合集中(zhōng)的應力分(fēn)散和轉移至爐殼之上，使拱頂和熱風出口直段結構雙穩定，可(kě)長(cháng)期穩定使用(yòng)高風溫而不存在任何隐患，也不會産(chǎn)生爐殼因綜合應力作(zuò)用(yòng)而開裂，以及耐火材料損壞垮塌現象。生産(chǎn)應用(yòng)實踐已經證明，該系列熱風爐技(jì )術完全可(kě)以實現長(cháng)期高風溫運行。這就是豫興第四代熱風爐在短短十餘年間，能(néng)夠迅速燎原全球700餘座的主要原因。

　　目前，很(hěn)多(duō)煉鐵廠紛紛認可(kě)豫興系列頂燃式熱風爐技(jì )術，有(yǒu)的逐漸将非頂燃式熱風爐改造成豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐；有(yǒu)的将現有(yǒu)帶結構缺陷和性能(néng)缺陷的頂燃式熱風爐，采用(yòng)切割爐殼以消除應力集中(zhōng)的方式，改造為(wèi)是豫興四段式熱風爐。

　　這将是頂燃式熱風爐發展的大趨勢。

　　未雨綢缪：超前創出低氮、低碳綠色熱風爐

　　目前熱風爐氮氧化物(wù)超低排放，是綠色低碳發展的要求。早在十多(duō)年前，“雙碳”意識就深深根植在豫興人腦 海裏。我們研發并實踐了低氮燃燒技(jì )術，有(yǒu)效解決了熱風爐高氮排放這一污染問題，使有(yǒu)毒有(yǒu)害的 NOx 排放量小(xiǎo)于50毫克/立方米。2017年6月份，國(guó)家相關部門委派專業環保測試公(gōng)司，對河北省境内1260m³-3000m³級别高爐配套的豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐進行在線(xiàn)測試，測出其NOx 平均排放量在32.83 毫克/立方米～42.83毫克/立方米之間，比2019年生态環境部規定的超低排放标準200毫克/立方米減少了78.6%~83.5%。這一成果為(wèi)煉鐵廠熱風爐面臨的如果要達到超低排放，則需要建設高昂的脫氮設備，以及面臨的高額運行成本問題，提供了科(kē)學(xué)的解決方案，受到了煉鐵廠的歡迎。

　　盡管已經取得上述斐然業績，但豫興人從未停止科(kē)技(jì )創新(xīn)的步伐！他(tā)們已經規劃好新(xīn)的奮鬥藍圖：2025年底實施熱風爐二氧化碳減排。其終極目标是實現熱風爐二氧化碳零排放。這一研發項目的實驗工(gōng)作(zuò)目前正在山(shān)西建邦鋼鐵集團某高爐配套的熱風爐上緊鑼密鼓的開展中(zhōng)。盡管這一研發實驗遭受三年新(xīn)冠疫情影響而滞後，但研發雙方決心更緊密合作(zuò)，努力把損失的時間搶回來，力争早日實現這一曆史賦予我們的光榮任務(wù)。

　　如果供需雙方共同研發的長(cháng)壽命、高風溫，以及低氮、零碳排放的熱風爐在不遠(yuǎn)的将來橫空出世，那就等于告訴世界，第五代熱風爐叠代問世了！

　　圖為(wèi)第四代熱風爐的主要發明人豫興公(gōng)司董事長(cháng)劉世聚在熱風爐技(jì )術研讨會上做學(xué)術交流

　　安(ān)鋼4747立方米高爐小(xiǎo)拱頂熱風爐切割爐殼改造為(wèi)豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐工(gōng)程.

　　圖為(wèi)山(shān)西建邦鋼鐵通才工(gōng)貿有(yǒu)限公(gōng)司1860立方米高爐配套的豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐

　　圖為(wèi)雲南仙福鋼鐵（集團）有(yǒu)限公(gōng)司煉鐵廠2#高爐配套的豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風爐