——刘世聚谈鞍钢集团朝阳钢铁2580m³高炉3号热风炉改造经验

本报记者 夏杰生

2025年10月17日上午10点56分，鞍钢集团朝阳钢铁（下文简称朝阳钢铁）2580m³高炉3号热风炉烘炉点火成功，标志着鞍钢集团首次采用由鞍钢集团工程技术有限公司和河南省豫兴热风炉工程技术有限公司（下文简称鞍钢工程和豫兴工程）共同设计承建的，采用原热风炉炉壳与热风出口标高双不动的在线改造技术，把朝阳钢铁原内燃式热风炉改造为悬链线顶燃式热风炉工程顺利烘炉。

据豫兴公司董事长刘世聚介绍：此次改造项目技术难度大，施工要求高，能成功实施，不仅为业主解决了实际难题，也为行业类似改造积累了宝贵经验！

原热风炉问题频出 改造迫在眉捷

鞍钢集团朝阳钢铁公司炼铁厂2580m³高炉，配套三座内燃式热风炉，其炉内采用苹果型火井结构和栅格式燃烧器，设计风温1250℃、送风时间60分钟，采用板式换热器利用烟气废气分别对煤气和助燃空气预热180℃、170℃，热风炉整体设计寿命大于25年。于2008年建成，于2010年投产。

热风炉运行数年后,3座内燃式热风炉均不同程度出现隔墙、火井结构损坏、掉砖、剥落、穿洞、裂缝等固有结构缺陷，导致有风温不能正常使用的现象，严重影响企业效益。尤其是2#热风炉损坏尤为严重,出现大面积隔墙垮塌、隔墙穿洞损坏，由于朝阳钢铁公司仅一座高炉,热风炉又是3座配置，如果一座热风炉出现严重结构问题，就会直接威胁公司安全生产和企业效益。为了解决这一问题，公司迅速采取措施，立即增建4#热风炉，其形成3+1热风炉组配置，使高炉和热风炉能实施正常两烧两送工作制度，对突发损坏的热风炉可实施在不影响生产前提下在线大修，增建的一座热风炉仍旧采用内燃式热风炉结构，并于2017年底建成投产，该座热风炉编号为4号热风炉。   

4号热风炉建成投产后立即于2018年初对2#热风炉实施内燃式热风炉耐材全部拆除报废，按照原设计炉型制作全部耐材并实施耐材全部更换砌筑。

2023年2月又出现1#（原3#）热风炉内部隔墙火井结构损坏严重现象，随后对1#热风炉实施内燃式耐材全部拆除报废，按照原设计炉型制作全部耐材并实施耐材全部更换砌筑，大修后送风风温1150℃左右。

当1#（原3#）热风炉大修投产后，3#（原1#）热风炉又出现炉箅子下方隔墙短路问题，导致废气上升慢，煤气没有充分燃烧，消耗高，蓄热能力明显不足，影响高炉风温及产量；同时废气中一氧化碳含量严重超标，污染环境。除此之外燃烧室隔墙、火井等结构出现下沉现象，空气管U型密封裂缝严重，存在安全隐患，送风风温急剧降低。虽然增建了一座热风炉，出现问题时可以采用两烧一送模式正常生产，但4座内燃式热风炉实在不争气，还是频繁出现火井隔墙结构损坏而影响风温的现象，在这样尴尬局面下，公司决定对现有内燃式热风炉改造为目前主流发展趋势的顶燃式热风炉。

货比货出真知 “双不动”方案脱颖而出

经过与多家工程技术公司反复沟通论证，所有参与技术交流的工程公司均提出切割内燃式热风炉炉壳，将内燃式热风炉结构改造为相同结构的小帽子顶燃式热风炉方案，而鞍钢工程和豫兴公司强强联合，凭借拥有成熟的数家大型高炉彻底优化取代其固有结构缺陷的内燃式结构技术，采用热风炉炉壳利旧、热风出口标高利旧（实践证明，热风出口设置在蓄热室大墙中部比设置在预燃室顶部、锥顶燃烧室部位的工况环境要更加合理，结构更加稳定长寿）采用内置竖管的技术改造，且经过长达10多年的实践成功验证，此项改造技术被鞍钢集团朝阳钢铁公司专家所青睐，并组织专家考察论证，使豫兴公司的炉壳利旧顶燃式改造方案脱颖而出！记者问其成功原因？刘世聚认为：关键是炉壳利旧的顶燃式改造投资节省幅度比较大，而且燃烧室结构仍旧采用受力合理且经过国内30多年高风温使用和国外有记录报道50多年高风温使用的悬链线拱顶结构，与原炉壳结构吻合。尤其是热风出口结构标高不变，这一特征的利用，与原热风管道结构和支撑热风管道结构的平台不变，会使工程量工期大幅度缩短、投资大幅度节省、这完全改变了原内燃式热风炉设置在火井下部的燃烧器燃烧时火井上部高温、送风时反向运行中下部高温的温差差异导致的结构不稳定问题，经过豫兴公司专家实施内部的结构优化，把火井下部的燃烧器设置到悬链线顶部，火井结构仅仅作为热风炉通道使用，废除了燃烧和送风时频繁温差交变对火井及隔墙结构冷热交替的动态影响，还采取了一系列火井隔墙结构的材质优化、结构优化、热胀冷缩细节优化，确保了火井通道的稳定长寿。除此之外，对行业提出的顶燃式热风炉燃烧器结构不能随时拆除更换的弊端（豫兴将拥有HRK1100℃水冷100次抗热震砖工艺制品，授权给俄罗斯卡卢金公司在独联体区域独家代理销售权，卡卢金公司设计使用在包括京唐5500m³、日本JFE5000m³、俄罗斯北方5578m³等国际国内4000m³以上高炉顶燃式热风炉燃烧器核心设备，该燃烧器制品同样被豫兴设计使用在山西通才公司1860m³、唐山瑞丰1416m³、2300m³、东华2300m³、纵横2500m³、敬业等700多座豫兴燃式热风炉燃烧器结构，发挥了稳定长寿效果，说明只要操作程序符合设计要求，燃烧器结构就稳定长寿不会损坏），设置了燃烧器局部可以随时方便拆换维修而不影响拱顶的结构。这样的改造技术措施引起朝阳公司党委会、董事会的高度重视。并于2023年7月份确定采用热风炉炉壳利旧、官网平台、热风出口标高利旧、同时采用内置竖管代替送风管道的技术改造方案，优先对大修恢复投产两年多损坏较严重的3#（原1#）热风炉进行技术炉型结构改造，由原来的内燃式改造为豫兴悬链线顶燃式热风炉，最终工程定于2025年6月份开工，总工期150天。

经过150天的紧张施工安装，朝阳钢铁公司2580m³高炉3#（原1#）内燃式热风炉炉壳利旧、热风出口管网利旧、采用内置火井的悬链线顶燃式热风炉改造于2025年10月10日改造竣工，10月17日点火烘炉成功！对于该项目的改造，刘世聚及其领导的技术专家团队认为，国外知名内燃式热风炉悬链线拱顶结构、豫兴悬链线环形上喷预混烧嘴结构、火井结构、火井与蓄热室大墙衔接结构，均采用最成熟的结构技术，改造后的热风炉改变了原来内燃式烟气流场分布不均的烧嘴结构，使烟气流场分布均匀，效率高，使废气中CO可降低到100PPM以下，从而彻底解决内燃式热风炉固有的火井隔墙剥落、穿洞、倒塌的结构缺陷，可以长期使用稳定的高风温。鞍钢工程和豫兴公司依据优化改造的质量、设计合理的结构特点及丰富的实践经验，双方非常自信的确认，优化改造后的悬链线顶燃式热风炉使用寿命可以达到20年以上。

对于本次的优化改造的热风炉技术特点和质量、工期，得到了鞍钢集团朝阳钢铁厂和鞍钢工程技术有限公司的高度认可和赞誉，并分别给予豫兴公司“工程尽职尽责、技术精益求精”“铁军风范、精品工程”的锦旗、分别在表扬信函中给予“贵公司诚信守约、技术过硬、能打硬仗的优良作风”的极大鼓励，这将激励鞍钢工程和豫兴工程更加紧密合作，为今后行业技术改造做出更大更有的典范工程奠定臻实基础。

该热风炉烘炉投产近半个月来，其大修前后性能参数优化如下，详情见下表：

朝阳钢铁3#热风炉大修前后性能参数对比表

鞍钢集团朝阳钢铁厂2580立方米高炉内燃式热风炉炉壳利旧顶燃式改造砌筑图

图为鞍钢集团朝阳钢铁厂2580立方米高炉内燃式热风炉炉壳利旧顶燃式改造竣工悬链线拱顶和燃烧器

图为鞍钢集团朝阳钢铁厂2580立方米高炉内燃式热风炉炉壳利旧顶燃式改造竣工封顶炉内鞍钢、鞍钢设计院、豫兴公司合影留念

图为鞍钢集团朝阳钢铁厂2580立方米高炉内燃式热风炉炉壳利旧顶燃式改造竣工验收业主、设计院、豫兴公司验收合影留念

图为鞍钢集团朝阳钢铁厂2580立方米高炉内燃式热风炉炉壳利旧顶燃式改造砌筑悬链线拱顶时过程