中國冶金報社
記者 夏杰生 報道
2025年7月16日，中國金屬學會在北京組織召開技術論證會，對河南省豫興熱風爐工程技術有限公司（下文簡稱豫興公司）完成的，“懸鏈線頂燃式熱風爐-無爆燃短焰燃燒技術開發與應用”、“四段式頂燃式熱風爐技術開發與應用”，以及“外燃式熱風爐改造為頂燃式熱風爐技術開發與應用”這三項成果進行評審，并展開深入論證。專家們得出的一致結論是： 這三項豫興頂燃式熱風爐技術推廣前景廣闊！
圖為2025年7月16日中國金屬學會在北京組織召開的頂燃式熱風爐技術論證會與會專家合影留念
本次技術論證會專家組組長由中國工程院院士殷瑞鈺擔任，中國金屬學會專家委員會主任王天義、太鋼集團總經理助理王紅斌、北京科技大學教授程樹森等業內專家參會研討論證，中國金屬學會副理事長兼秘書長王新江擔任技術論證會主持人。
這三項技術的核心內容是什么？專家們為何認定其推廣前景廣闊？帶著這些問題，記者于9月9日電話采訪了這三項技術主要發明人——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爐切割爐殼改造為豫興懸鏈線頂燃式熱風爐工程
無爆燃短焰燃燒器 安全高效節能減排
劉世聚指出：“懸鏈線頂燃式熱風爐-無爆燃短焰燃燒技術開發與應用”這項成果，針對傳統熱風爐燃燒器易損壞、煤氣消耗高、風溫低等關鍵技術難題，創新研發成功懸鏈線拱頂頂燃式熱風爐及無爆燃短焰燃燒器，實現了熱風爐安全穩定運行、高效節能與超低排放的一體化目標。
其主要技術創新點如下：
一是頂燃式熱風爐采用了懸鏈線拱頂，開發了多層強旋流擴散-預混短焰無爆燃燃燒器，實現了熱風爐拱頂及燃燒器結構穩定長壽，燃燒功率大效率高，超低排放及安全運行。其氮氧化物排放低于50ppm，CO排放濃度在10～50ppm；拱頂溫度與送風溫度差50℃～100℃，風溫可以達到1250℃以上。
二是研發的1100℃水冷100次以上的、適應燃燒器惡劣工況的抗熱震磚，確保熱風爐燃燒器結構穩定長壽。
三是開發了均壓均流高效格子磚，能夠自行調節煙氣流場和冷風流場均勻分布，緩解粉塵堵塞，保障格孔通暢，提高換熱性能，風溫可提高10℃以上。
劉世聚說，這項技術獲得授權專利9項（其中發明專利8項、實用新型1項），登記軟件著作權4件。這項技術成果也應用于南京鋼鐵公司2000m3高爐工程、河北秦皇島宏興鋼鐵公司1350m3高爐工程等項目，經濟和社會效益顯著。
就在這次會上，專家委員會認為該項技術整體達到國際領先水平，建議推廣應用。
圖為2025年7月16日中國金屬學會在北京組織召開的頂燃式熱風爐技術論證會議上經與會專家評審的“懸鏈線頂燃式熱風爐-無爆燃短焰燃燒技術開發與應用”技術成果專家評估意見
圖為南京南鋼2000m3高爐采用豫興懸鏈線頂燃式熱風爐-無爆燃短焰燃燒技術將小帽子頂燃式熱風爐實施切割爐殼改造（左一）
三段優化改為四段 結構合理爐齡大增
據劉世聚介紹：“四段式頂燃式熱風爐技術開發與應用”這項成果，聚焦三段式頂燃式熱風爐爐殼易開裂、拱頂易垮塌、熱風出口易損壞、需要龐大的燃燒室空間導致的應力集中等痛點，獨創四段式結構設計，已成功實現大規模工程應用，具備結構穩定、壽命長、安全性強等顯著優勢。
這項成果主要技術創新點如下：
一是四段式頂燃式熱風爐技術是將三段式頂燃式熱風爐中的燃燒室錐形拱頂和熱風出口連體結構實施再分離，將燃燒室錐形拱頂重量完全作用于爐殼之上，減輕了熱風出口的受力，使其能夠自由膨脹收縮運動，該技術解決了影響熱風爐高溫長壽運行最關鍵的限制性因素——熱風出口容易垮塌。
二是熱風出口上下兩端的熱風爐加強抱箍，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生的應力導致熱風出口損壞；熱風出口采用十字扣砌磚法通過將熱風出口磚相扣，加強抗拉、抗擠壓能力，確保熱風出口結構和燃燒室結構穩定長壽。
三是針對以往采用Q355C鋼板做爐殼材質的大型熱風爐爐頂部位爐殼開裂嚴重，安全問題突出的弊端，提出采用Q345R鋼板替代Q355C制作大型熱風爐爐頂部位爐殼材質，結合大型熱風爐晶間應力腐蝕特點，對原爐殼厚度計算公式進行了修正，新的公式綜合考慮了溫度、壓力、腐蝕系數、焊接系數、夾角系數、爐殼直徑等影響。
這項技術榮獲授權國家專利10項（其中發明專利7項、實用新型3項）、登記軟件著作權4件。該技術成果也應用于河鋼集團樂亭4×2922m3、津西鋼鐵公司2×2000m3高爐工程等，經濟和社會效益顯著。
專家委員會同樣一致認為：這項技術整體達到國際領先水平，推廣應用前景廣闊！
圖為河鋼集團樂亭鋼鐵公司新建4座2922m3高爐12座采用豫興四段式頂燃式熱風爐技術的熱風爐群
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爐經切割爐殼成功改造為豫興四段式頂燃式熱風爐群
圖為2025年7月16日中國金屬學會在北京組織召開的頂燃式熱風爐技術論證會議上經與會專家評審的“四段式頂燃式熱風爐技術開發與應用”技術成果專家評估意見
外燃式改頂燃式 熱風爐更添活力
“外燃式熱風爐改造為頂燃式熱風爐技術開發與應用”這項成果，有效解決了外燃式熱風爐聯絡管易損壞、風溫低、能耗高等問題，可實現安全可控、長周期穩定運行、高能效轉化、超低排放及高風溫穩定供給的綜合效益。
該成果主要技術創新點如下：
一是改造后的頂燃式熱風爐利用原外燃式熱風爐爐殼、大墻、蓄熱式室及管道，拆除原聯絡管及燃燒室上部，在下部利舊基礎上設置豎管作為單一的送風通道。該技術通過利舊大幅節省投資，徹底消除外燃式熱風爐聯絡管和膨脹器損壞的隱患，是外燃式熱風爐改造成頂燃式熱風爐技術上的創新。
二是采用豫興公司成熟的多層強旋流擴散-預混短焰無爆燃燃燒器。
三是熱風出口設置在錐段拱頂下，并采用豫興公司熱風出口穩定長壽技術，可滿足高風溫、高強度、高荷載、高熱震的要求，保證結構穩定性。
該項成果榮獲授權國家發明專利1項，已申請專利2項。經相關應用案例分析，經濟及社會效益顯著。
專家委員會認為該項技術方案可行，建議擇點試用，進而推廣應用。
圖為2025年7月16日中國金屬學會在北京組織召開的頂燃式熱風爐技術論證會議上經與會專家評審的“外燃式熱風爐改造為頂燃式熱風爐技術開發與應用”技術成果專家評估意見
在采訪結束之際，劉世聚自豪地說：豫興公司擁有頂燃式熱風爐設計、建造業績736座。自2006年至今，針對 230m3～4747m3高爐熱風爐爐殼開裂、熱風出口垮塌、燃燒器噴嘴損壞等弊端，豫興公司成功實施了269座優化改造，其中32座內燃式熱風爐爐殼利舊改造為豫興懸鏈線頂燃式熱風爐。公司致力于將頂燃式熱風爐技術不斷優化成為今后發展的主流技術。
