——中外专家谈国内特大型高炉顶燃式热风炉首次改造

本报记者 夏杰生

在国内钢铁企业，对特大型高炉顶燃式热风炉的改造是个新生事物，未曾有过先例。河南钢铁集团安钢炼铁厂（下文简称安钢）4747m³特大型高炉，配置的4座小帽子顶燃式热风炉中的1#热风炉的改造，就开了大型顶燃式热风炉改造的先河，引起了国内外同行的极大关注！

 2024年1月17日，西门子奥钢联公司马丁和马克二位热风炉专家不远万里来到中国，亲赴安钢高炉现场，与安钢炼铁厂高炉技术人员进行技术交流，并现场参观考察了2023年12月24日大修改造完成的安钢4747m³特大型高炉1#热风炉。

技术交流会刚结束。《中国冶金报》记者先后采访了安钢炼铁厂党委副书记兼厂长马辉、副厂长万雷，以及西门子奥钢联热风炉专家马丁和马克，河南钢铁豫兴冶金节能公司董事长李松、豫兴公司董事长刘世聚。

图为马丁（左）刘世聚（中）马克（右）在安钢4747m³高炉热风炉前合影。

右侧这座就是用豫兴公司悬链线顶燃式热风炉技术，并于2023年12月24日改造完工的1#热风炉。

专家各抒己见 英雄所见略同

记者：马辉厂长，据了解安钢这座设计炉龄在25年的4747m³特大型高炉热风炉，仅生产了约10年，为什么要提前改造呢？

马辉：安钢引进的这组热风炉于2013年投产，2017年之后，4座热风炉都在高温段陆续出现炉壳多处开裂，而且开裂部位就是焊缝区域。当时也没啥好的处理方法，只能靠在其钢壳焊缝位置上下左右各10厘米，综合约20厘米宽的地方，一代一代挖补更换。但这样做是治标不治本。于是我厂就多方交流探索考察，寻找能解决困扰我厂多年炉壳开裂难题的技术，最终选择了采用豫兴悬链线顶燃式热风炉专利技术。

通过近一年交流、签约、合作，2023年底，大家终于把1#热风炉改造完成，现已运行一个多月。我们计划在2月底开始再施工改造第2座，到2024年底要将剩余3座全部改造完毕。

记者：这组热风炉改造后，要达到什么目的？

马辉：首先，消除安全隐患。因为送风情况下，炉内最大压力是0.47MPa,高风温要达到1200℃以上（不送风情况下炉内压为零或者负压），一旦焊缝漏风，热风炉很可能被烧穿！就会发生恶性事故。第二，为了节能降耗。改造前吨铁需要600立方米煤气，通过改造后，吨铁煤气需求量期望能降到500立方米以内；第三，追求环境友好。改造前热风炉是国外技术，用国内技术改造后将会使燃烧过程更充分，煤气和空气混合燃烧更完全；第四，减少氮氧化物排放，减少其对环境的污染。

记者：为什么选择豫兴公司及其技术对此热风炉进行改造？

马辉：国外一些著名热风炉技术公司没有顶燃式热风炉技术，无法承担顶燃式热风炉改造这一艰巨的任务。国内本土只有豫兴一家具有二十多年丰富经验的专业顶燃式热风炉技术公司，其他企业或设计院所拥有的技术和原炉型一样。改造之前，安钢技术人员都详细考察调研了国内多家采用豫兴技术建设或改造成功的大型高炉热风炉案例，听到的都是对豫兴技术的认可和好评。故我厂也终于下决心选择了豫兴公司及其技术。

万雷副厂长紧接马辉厂长的话语，继续回答说：针对本厂这座高炉热风炉炉壳开裂的情况。当时采取的措施就是哪开裂补哪。但是，即使不断补焊仍遏制不住开裂的发生，越补越开裂裂纹越多，存在很大的安全风险。国内其他钢厂类似炉容的高炉热风炉高温区还因此出现过烧穿事故，拱顶被烧出一个大窟窿。如果本厂热风炉也出现这种情况，甚至延续到4座热风炉，将对本厂高炉正常生产造成严重的安全威胁，生产指标也会造成很大影响！因此，安钢公司决定彻底更换掉炉壳。但在顶燃式热风炉技术领域非常专业的仅有豫兴公司和一家外国公司。后者提出的遏制炉壳开裂的技术方案，是保留现有开裂炉壳，在原炉壳的外部再外敷一层钢壳。即在旧的热风炉炉壳表面再焊接一层壳板，把旧板包裹住（双炉壳技术）。这个方案虽然造价低，但在国内还没有依据可寻，不是太可靠，故本厂不敢贸然实施。

改造后的本厂1#热风炉，是豫兴公司具有独立知识产权的专利技术——悬链线顶燃式。其具有近20年的稳定使用历史。其独具特色的优势是采用悬链线把不合理的应力结构消除掉，也就是消除了结构应力，从而可保证热风炉炉壳的安全稳定。很多用户采用这一技术的生产实践都已证明：这种方案是可行的！其好处刚才马辉厂长已经说过了。

预计本厂4座热风炉都改造完毕后，其风温应该比现在提升至少30℃，将确保今后热风炉安全稳定运行。

在2022年上半年，本厂因热风炉烟气的排放值不达标，造成安钢生产很被动！当时国家环保部门，以及安阳市政府都盯着安钢的排放指标，给全厂造成很大损失，生产几乎没有稳定运行的状态。加之炉壳开裂综合影响100℃-200℃风温，导致高炉产量每天减少1000吨。高炉没有一个正常的生产状态，就谈不上降成本。即成本、消耗都很高，去年企业出现严重亏损，与热风炉没有正常运行有很大关系。

2023年5月份，本厂热风炉烟气排放段配置了脱硫脱硝处理技术与装备后，炉况逐渐恢复到正常状态。事实证明，热风炉正常运行，包括排放值达标，对现代高炉生产是非常重要的。

这次改造工程全部完工后，其安全隐患将会彻底消除，氮氧化物也能降低，排放值会更好。今后高炉环保方面的压力也会降低，而且也有利于降低空燃比，以及煤气的使用量，这样对降低成本很有利，所以说，改造好处很多。

以上所述是安钢决定和豫兴公司合作的主要动因。目前，第一座热风炉改造完成后，后续施工也正顺利开展，目前使用效果保证了炼铁工序正常运行。

下一步，随着时间推移，生产指标会越来越好，我们对今后热风炉改造达到好的状态运行充满信心。

中国先进热风炉技术，各国踏破铁鞋无觅处

随后，记者接着采访了外国专家马丁。

记者：西门子奥钢联公司与豫兴公司的合作是不是双方高端层面的战略合作？

马丁：我们双方这种特殊关系，首先是战略性的合作，都已签署了许可协议，而且合作是和谐和愉快的！

记者：贵公司对豫兴热风炉品牌在国际上怎么定位的？

马丁：我们认为豫兴公司在中国是一个非常知名的品牌，相信在不久的将来，也会在国际上成为知名品牌；相信豫兴的这种热风炉改造方式在国外市场也会越来越多。因为，现在各国对碳排放的要求越来越高，尤其是各国都在追求绿色钢铁发展，豫兴公司的这种改造也会帮助本公司赢得更多市场。因此，我方愿与豫兴公司开展更多的合作。

记者：豫兴公司在中国国内改造和推出的传统顶燃式热风炉改进型的四段式热风炉，解决了因热风出口应力集中而损坏热风出口的技术难题，其业绩已达60多座。对此四段式技术贵公司有何评价？

马丁：豫兴公司这种热风炉技术，也正是各国所需要的技术，也是本公司正在寻找的技术。我们也期待豫兴公司能在更多的国外市场上用这种技术解决现有高炉生产中的难题，因为这些技术都是比较符合各国对未来的碳排放的期望指标，以及符合世界钢铁发展趋势的技术。

记者：对豫兴热风炉能产生如此高的风温，贵公司作何评价？

马丁：对在同等条件下，豫兴热风炉比其他热风炉风温高，而且氮化物的排放量又很低，我对这两点印象非常深刻。今后本公司也会考虑学习豫兴公司怎么用高风温来实现碳排放的降低。

记者：贵公司与豫兴合作的前景如何？

马丁：我们有很多的机会进行合作，我们会借鉴双方各自的优点在各自的市场领域进行合作。比如，豫兴公司已经授权西门子奥钢联在国外市场实施豫兴热风炉技术的推广应用，当然我们也会把更新的技术通过豫兴公司融入到中国。

成立混合所有制公司 优势互补创新谋发展

记者随后采访了该热风炉改造工程实施单位——河南钢铁豫兴冶金节能工程技术有限公司董事长李松。

记者：为何要成立一个全新的企业，承揽安钢这座巨型高炉热风炉的改造任务？

李松：豫兴公司创新研发的悬链线顶燃式热风炉成套技术，在国内外市场影响很大，知名度高，业绩也非常多。安钢欲利用其对4747m³特大巨型高炉热风炉进行改造，就必须从企业利益和节能增效发展角度通盘考虑。首先，要以豫兴公司20年来已建成400多座悬链线顶燃式热风炉的成就和成熟技术为根基；以山西建邦集团通才公司1860m³高炉悬链线顶燃式热风炉实现高风温，稳定运行12年没有出现炉壳炉体损坏的这种稳定长寿技术为典范，延伸拓展国内市场，发展对外合作。刚好安钢大高炉出现了炉壳开裂频繁无法根除这一难题，与豫兴这方面取得的技术研究成果高度吻合。故成立一个新公司，双方共享业绩，并以此改造业绩为依托，走向国际市场，力争承揽国内外更多且市场潜力巨大的一系列巨型高炉热风炉改造工程。岂不两全其美！豫兴公司也认为这一发展思路正确合理，双方志同道合，一锤定音，一家全新的混合所有制公司就水到渠成，顺利诞生了。

另外，炉壳的拆除安装和炉体砌筑施工工作，也必须遵循公开透明招标程序公开招标，否则不符合国企投标的标准。因此，成立一家混合所有制企业，可利用安钢巨型高炉热风炉改造的契机和影响力走向国际。

记者：成立混合所有制企业承揽这一改造工程有何优势？

李松：首先，河南钢铁豫兴冶金节能公司集国有企业与民营企业之所长，可通过有效控制，改革的红利可释放出企业发展的新动力。第二，可将国有企业丰富的政府资源、规范的管理、雄厚的资金优势与民营企业精简高效灵活的机制、面对市场的快速反应能力相结合，优势互补覆盖到生产经营的各个方面，形成最有效的法人治理结构，创造出高效率、低成本的运营模式。

记者：贵公司揽下这座改造工程的底气何在？

李松：有此前采用具有节能、长寿、高风温优势的豫兴悬链线顶燃式热风炉技术和国际国内改造的400多座传统顶燃式、内燃式热风炉的成功经验垫底，有北京科技大学冶金学院程树森博士生导师的理论指导，又有对安钢特大高炉热风炉改造前后重建数学模型进行计算的理论支持，才使我们有底气成立合资公司，才敢于揽下这件“瓷器”活。

有了金钢钻 敢揽瓷器活

紧接着，记者又采访了河南钢铁豫兴冶金节能公司入股单位董事长——豫兴公司刘世聚。

记者：该热风炉的具体改造方案有哪些？

刘世聚：热风炉运行过程中存在炉壳安全隐患的问题，是超大型高炉存在的共性问题，这是牵涉企业的职工安全和生产安全的大事，将此小帽子顶燃式热风炉改造为豫兴悬链线顶燃式热风炉，利用积累的经验和丰富的炉壳开裂技术研究和实践验证技术，旨在彻底解决威胁安全生产的炉壳开裂问题和燃烧技术问题，是这次改造的头等大事。

其主要改造方案为：

一是信心十足地将豫兴公司承建的山西建邦集团通才公司1860m³高炉悬链线顶燃式热风炉，曾实现过至今未被超越的1314.7℃月均高风温，其应用12年没有出现过丝毫炉壳开裂的优秀技术案例，复制在生产工况类似的安钢热风炉改造工程中。二是采用由安钢钢研所针对性开发研究的热风炉炉壳专用抗应力腐蚀开裂技术——AG490LK低合金钢板材质。该材质可以避免炉壳焊缝及热影响区炉壳结构晶粒变化，避免炉壳开裂。三是采用独特的焊缝及热影响区域防腐蚀专利技术（申请号：2023114102160）。四是采用独特的防炉壳开裂无应力抱箍专利技术（申请号：2023231375272）。五是结合热风炉送风压力、焊缝系数、腐蚀系数、夹角系数、爆炸负荷、风温采用科学的计算公式计算确定高压高风温热风炉炉壳厚度。六是采用受力合理、高效节能的悬链线顶燃式热风炉专利技术（专利号：ZL2008100495653）。七是全部格子砖利旧的条件下局部采用均压均流格子砖专利技术（专利号：ZL2011103520837）进行调节。   
    上述一系列创新技术成果，就是河南钢铁豫兴冶金节能公司敢于承揽安钢巨型高炉热风炉改造这一“瓷器活儿”的“金钢钻”！这个“金钢钻”在改造安钢大高炉全部热风炉工程中，不仅可为其改造成功保驾护航，而且必将谱写出国内巨型热风炉改造的绚丽篇章！

图为安钢炼铁厂党委书记李爱锋，在安钢特大型高炉热风炉改造开工仪式上致辞。

后排（右2和右3）分别为李松董事长和刘世聚董事长。

图为河南钢铁豫兴节能公司董事长李松，在安钢特大型高炉1#热风炉改造完工庆祝仪式上致辞。