1314.7℃，高风温中的“中国智慧”——刘世聚诠释豫兴悬链线顶燃式热风炉为何成为标杆

国内高炉配置的热风炉主要采用外燃式热风炉、内燃式热风炉、卡鲁金顶燃式热风炉，但能够达到1300℃以上高风温者寥若晨星。由河南省豫兴热风炉工程技术有限公司（以下简称豫兴公司）自主研发、设计并承建的山西建邦通才工贸有限公司1860立方米高炉配套的豫兴悬链线顶燃式热风炉，自2012年7月12日投产以来，于当年10月、11月份实现两个月平均风温为1314.7℃，最高小时风温为1346℃，创下了高风温的纪录。这一成果至今无人超越，已实现广泛的普及推广，目前有739座高风温豫兴热风炉屹立在国际国内。

热风炉获高风温 炼铁人昼思夜想

热风炉高风温到底有哪些优越性？

身为热风炉领域专家及豫兴公司董事长的刘世聚，持有200余项发明专利，对此做出如下解读：

热风炉是实现高炉节能减排的重要手段。高风温既可为高炉提供19%的冶炼用能量，又属于廉价能源；因高风温是依靠燃烧约40%高炉煤气所获得的，煤气若能在企业内部得到充分利用，可有力地促进钢铁企业能源利用效率的整体提高。

当热风炉风温提高100℃，会使风口理论燃烧温度提高60℃，有效补偿因喷煤引起的风口理论燃烧温度降低。热风炉风温提高100℃，吨铁可降低焦比20千克～40千克，允许多喷煤粉约35千克/吨。多喷煤粉具有明显的节能效果，还能够降低炼铁生产成本。按目前的市场价格，一吨煤粉替代一吨焦炭，可降低炼铁生产成本约500元/吨～800元/吨。多喷煤粉、少用焦炭，可以缓解我国主焦煤的短缺，减少焦炉建设，同时减少炼焦过程中对环境的污染。

热风炉风温提高会使高炉炉料软熔带下移且变窄，渣铁温度升高，有利于渣铁滴落，降低软熔带的煤气阻力，促进高炉顺行、高产。提高热风温度具有显著的节能减排作用，能有效降低焦比、增加产量并降低生产成本。提高热风温度，就是提高企业的能源利用效率。

2008年建设部公布的《高炉炼铁工艺设计规范》要求，新建或改造的热风炉要能够提供1200℃以上的高风温，其寿命应在20年～25年。目前，我国热风炉大多数服役10年左右便需要大修，一些铸造高炉的热风炉甚至服役5年左右就需要大修。这些热风炉大多难以提供高风温，风温水平多数保持在1050℃～1200℃，对企业节能减排和降低生产成本十分不利。

豫兴的创新发明专利

为提升高风温保驾护航

山西建邦集团通才工贸公司1860立方米高炉为何能实现如此高风温？刘世聚开诚布公地透露了下列“中国智慧”。

这座高炉配套的热风炉采用了豫兴公司创新研发的多项专利技术，为其实现高风温保驾护航。其最核心技术是：热风炉燃烧器置于拱顶拱角的下部，利用热风炉蓄热室大墙的外围和拱角下部的非高温工作低温区域，设置煤气、空气喷口环形交错上喷以实现混合燃烧。其优点是拱顶空间大，气流避开对拱顶内衬的冲刷，混合燃烧形成的火焰运行距离长，设计有涡流、旋流混合技术特性，混合充分且完全，燃烧的高温区结构对称，温度区间分明，燃烧室中心为高强度高温燃烧区，并使烟气流场分布均匀，提高了格子砖的热利用率，风温得到了有效升高，同时拱顶衬砖的工作温度环境得到了良好改善，从而延长了寿命。

这种热风炉具备下列主要技术特征：

一是利用悬链线曲线拱顶空间作为燃烧室，使燃烧室中心成为真正混合均匀燃烧的高温区域，而拱顶衬温度工作环境良好且稳定。其陶瓷燃烧器设在拱顶基脚部位，通过交错上喷混合烟气折返，使高温烟气在蓄热体床层表面分布均匀，可有效提高高温烟气在蓄热室格子砖表面的均匀性和传热效率。

二是其环形陶瓷燃烧器设置在热风炉拱顶基脚部位，具有广泛的工况适应性，可以满足煤气和助燃空气等大功率高负荷工况条件下的运行需求，燃烧效率高，使用寿命较长。这种环形陶瓷燃烧器通过交错上喷混合燃烧，形成了特殊的涡流旋流搅扰加预热混合燃烧特性，保证了空气和煤气的充分混合与均匀燃烧，进一步提高了理论燃烧温度，提升了风温，并确保了拱顶的良性温度工作环境。

三是热风炉高温、高压管路系统的三岔口采用了D字形设计，使支管的受力舌头部位变更为标准圆插入主管，改变了主管的受力应力设计理念，通过管道三岔口结构和耐火材料结构的优化设计，可以实现1350℃高温热风的稳定输送，使热风管道的寿命与一代热风炉炉龄保持同步。

四是利用热风炉烟气余热预热煤气和助燃空气，助燃空气再经预热炉预热至500℃～650℃，在采用单一高炉煤气作为燃料的条件下，可以使风温达到1320℃～1350℃。

五是为了有效抑制热风炉炉壳晶间应力腐蚀，炉壳采用特殊抗腐蚀钢制作，加之受力良好的悬链线炉壳结构，并在热风炉高温区炉壳和热风管道内壁采取喷涂防酸涂料的综合防护措施，优化了热风管道的内衬设计结构，水平管道与垂直管道连接处采用各自独立的组合砖结构，使两者之间的热膨胀互不干涉，解决了孔口砖衬热膨胀不均造成管道窜风的技术难题，充分满足了1350℃高风温的送风要求。

豫兴公司的这些技术成果，就是其热风炉创造高风温的智慧与秘诀。通才工贸公司副总经理武会卿结合生产实践预测：如果通才高炉及热风炉系统相关设备与配件能够长期承受如此高的风温，每吨铁可节约焦炭20千克～30千克，增加产量2.5%。按照每年产生铁157万吨计算，综合增产、节能效益可达12217.74万元。如果全国高炉都能使用如此高风温，其节能增效的潜在价值将无法估量。

灿烂的科技创新之花

结出了丰硕经济之果

曾有人对豫兴高风温发出了下列质疑：风温那么高，会不会烧坏热风炉内部结构及零件？

2015年6月23日，记者随同参加全国热风炉技术研讨会的专家教授一道，走进山东临沂江鑫钢铁公司炼铁厂，在高风温下投运了近3年的6座豫兴悬链线顶燃式热风炉停炉冷却后，对会议代表“敞开了怀抱”。这场公开、透明、近乎“现场监考”的技术鉴证，让全行业第一次直观地看到：长期高风温运行后的热风炉，其热风出口、燃烧器、拱顶、管道三岔口等关键部位依然完好无损，结构稳定性一目了然。

刘世聚认为：豫兴创新专利悬链线拱顶结构设计，是豫兴热风炉的核心技术之一。与传统结构相比，悬链线拱顶的使用寿命可延长至20年~30年，同时能够承受更高的拱顶温度，为实现高风温提供了坚实的结构基础。

2026年4月份，河南安阳的一座4747立方米超大型高炉——安钢3号高炉，交出了一份新的生产成绩单：在完成豫兴悬链线顶燃式热风炉改造后的1月1日至4月15日首个统计周期内，风温稳定保持在1200℃~1230℃，比改造前提升了50℃~80℃，从而使吨铁煤气消耗降至483.28立方米，较改造前技术协议指标610立方米节省了20.77%，节能成效十分突出。正是这组数据，见证了中国冶金装备从跟跑、并跑到自主领跑的深刻转变。

另一豫兴创新专利高效均流格子砖技术，使换热面积提升15%，热风炉热效率从76%～80%提升至83.5%～88.41%，风温稳定性显著增强。在南钢2000立方米高炉改造项目中，该技术的应用使风温达到1220℃以上，比其他热风炉高出40℃~60℃。

江鑫钢铁、敬业集团、山西建邦通才工贸公司、唐山瑞丰钢铁公司等用户现场分享的运行数据更具说服力：江鑫钢铁1080立方米高炉配套6座豫兴悬链线顶燃式热风炉，风温稳定保持在1250℃左右，最高达到1300℃；河北敬业集团已投用450立方米~1500立方米高炉配套的60余座豫兴顶燃式热风炉，风温稳定在1200℃~1230℃区间；唐山瑞丰钢铁1316立方米~2060立方米高炉配套16座豫兴悬链线顶燃式热风炉，风温均稳定运行于1200℃~1230℃；山西通才2006年投用的国内首套豫兴悬链线顶燃式热风炉长期稳定运行，其1860立方米高炉悬链线顶燃式热风炉更创下了月均风温1314.7℃、小时风温1346℃的中国热风炉高风温纪录。

2025年，中国金属学会组织权威专家对悬链线顶燃式热风炉技术进行评审，一致认为其凭借卓越的性能、可靠的品质以及广泛的国际国内合作，赢得了国内外钢铁企业的高度认可，已成为行业内的标杆性技术，达到了国际领先水平。（中国冶金报）