近十年來，鄭州豫興熱風爐科技有限公司（下文簡稱豫興公司）的技術研究團隊，發(fā)揚自主創(chuàng)新要敢下先手棋、善打主動仗的精神，將內(nèi)燃式熱風爐在保持爐殼結構不變和不切割爐殼的前提下，優(yōu)化改造為豫興型懸鏈線頂燃式熱風爐，并取得理想的改造效果。

　　據(jù)豫興公司董事長劉世聚介紹：所謂利用內(nèi)燃式熱風爐現(xiàn)有的優(yōu)越條件，就是在不取締內(nèi)置豎管，保留受力合理結構穩(wěn)定的懸鏈線拱頂這一得天獨厚的結構優(yōu)勢的前提下，實施內(nèi)燃式熱風爐的優(yōu)化改造。

　　例如，2010年10月份，豫興人對酒鋼翼城鋼廠 420m3高爐內(nèi)燃式熱風爐的優(yōu)化改造，就是采用上述理念和實踐進行的，且取得良好改造效果，開啟了內(nèi)燃式熱風爐改造成頂燃式的先河。從2011年到2022年，豫興人繼續(xù)發(fā)揚唯有創(chuàng)新才能搶占先機的精神，依次對山西立恒鋼鐵公司2座420m3高爐、酒鋼榆鋼2座420m3高爐、酒鋼嘉峪關本部1000m3高爐、山東江鑫2座380m3高爐、山西建龍1380m3高爐和1050m3高爐、韶鋼3200m3高爐、南鋼2500m3高爐等配套的內(nèi)燃式熱風爐實施了頂燃式改造。10年間，從420m3到3200m3的數(shù)十座高爐熱風爐實現(xiàn)了改造，應用了該項技術，生產(chǎn)長期穩(wěn)定，風溫都得以提高，取得令業(yè)主滿意的驕人業(yè)績，使這一如火如荼的改造事業(yè)春意盎然，生機勃勃。

　　目前，豫興人創(chuàng)新改造的步伐邁得更加堅實，正在對南鋼2500m3高爐、中陽鋼鐵公司1280m3高爐及印度兩座250m3高爐等高爐內(nèi)燃式熱風爐，進行緊鑼密鼓地設計和改造施工；對中原地區(qū)和東北地區(qū)兩座2200m3~2500m3級別的高爐熱風爐的改造已經(jīng)進行了數(shù)月的視頻溝通、方案制訂和設計優(yōu)化。這充分表明：用頂燃式改造內(nèi)燃式熱風爐的技術日趨成熟。

　　尤其在2017年，豫興人系統(tǒng)總包山西建龍1380m3 高爐內(nèi)燃式熱風爐的爐型改造，是歷經(jīng)近7年500m3級別改造嘗試，有了技術積淀和豐富的經(jīng)驗后，一步提升至1380m3以上級別的技術改造。通過招標比價，其改造費用是其它頂燃式熱風爐總費用的65%，風溫由改造前的1100℃提升到最高1280℃。但由于其輸送熱風的管道沒有更換耐材，只好將風溫控制在1200℃~1230℃。據(jù)該用戶提供的使用效果證明：改造后，企業(yè)每年提升風溫節(jié)焦效益高達數(shù)千萬元，累計已經(jīng)創(chuàng)造了數(shù)億元的經(jīng)濟效益。這座高爐熱風爐改造投用后至今已經(jīng)歷時6年，風溫和結構均穩(wěn)定，更證明改造工作的成功。

　　劉世聚指出，內(nèi)燃式熱風爐利舊爐殼的技術改造具備以下主要優(yōu)越特點：

　　一是投資僅相當于切割爐殼改造為頂燃式熱風爐及系統(tǒng)總費用的65%左右，如果條件好，爐子的改造費用會更低。

　　二是利用內(nèi)置豎管的頂燃改造，可以不切爐殼、可以不變更熱風出口標高、不用拆除原管道平臺和新建管道平臺。

　　三是減少工作量和大修工期，可以節(jié)省30天～40天的恢復生產(chǎn)時間。

　　四是內(nèi)置豎管利舊、爐殼不變的頂燃式改造后的結構更加穩(wěn)定長壽。

　　五是改造后的風溫能滿足用戶要求，可以達到現(xiàn)有頂燃式熱風爐效果。

　　六是內(nèi)置豎管利舊、爐殼不變的頂燃式改造，可以避免切割爐殼改造為現(xiàn)有頂燃式熱風爐常態(tài)化熱風出口損壞和燃燒器損壞弊端。

　　七是內(nèi)置豎管利舊爐殼的頂燃式改造，因燃燒器結構的改造與優(yōu)化，氮氧化物排放量降低（據(jù)測試河北省10座高爐熱風爐內(nèi)燃式改造后的氮氧化物排放在30~50毫克/立方米），符合環(huán)保技術要求。

　　八是采用內(nèi)置豎管利舊、爐殼不變的頂燃式改造，由于改變了內(nèi)混合燃燒模式和采用自行調(diào)節(jié)煙氣流場和冷風流場的互聯(lián)互通格子磚結構，混合燃燒更完全、格子磚蓄熱換熱性能更高，使噸鐵煤氣消耗大大降低（懸鏈線頂燃式熱風爐煤氣消耗噸鐵在420m3/t~500m3/t范圍），可取得更節(jié)能、創(chuàng)造更高效益的效果。

　　劉世聚認為，自20世紀從歐洲發(fā)達國家引進的內(nèi)燃式熱風爐技術，優(yōu)點很多。例如：消除應力的懸鏈線拱頂板塊結構、關節(jié)磚結構、內(nèi)襯三環(huán)磚的環(huán)環(huán)應力消除設置等，還有拱頂各層壓力釋放平衡結構、隔墻板塊結構等，高風溫使用壽命長、占地面積小、沒有額外的外置豎管配置、可降低管網(wǎng)的損壞概率等。但是，這種熱風爐也存在下列缺點：

　　一是內(nèi)置豎管中上部高鋁材質的隔墻耐火磚往往出現(xiàn)剝落、穿洞損壞，砌筑在高鋁隔墻上部的硅磚往往會隨高鋁磚的損壞而垮塌，而高鋁隔墻下部的黏土隔墻磚結構卻完好無損。這說明高鋁磚材質不能適應該部位的高溫及溫差大的工況。

　　二是高鋁磚隔墻設置為三環(huán)磚，隔墻中間還設置有一環(huán)輕質保溫磚，使本來處在高溫且溫差變化工況的高鋁磚隔墻承重和耐高溫強度降低，導致高鋁隔墻無法滿足溫差、承重、高溫工況而造成損壞。消除上述兩種弊端迫在眉睫，既善于學習又勇于創(chuàng)新的豫興人義不容辭，責無旁貸。具體做法有以下幾點：

　　——廢除火井下的燃燒器，改為頂部燃燒，使內(nèi)置火井由燃燒和送風工況模式變?yōu)閱我凰惋L通道模式，改善隔墻高鋁部位材料質量，內(nèi)燃式就成功改造為頂燃式。這種改造方式不切割爐殼、不用搭建新的熱風管道平臺和改造熱風管網(wǎng)，省時省力工期短、投資節(jié)省，還消除了改造為其它頂燃式熱風爐新的熱風出口損壞垮塌顧慮。實踐證明，利用不動爐殼和熱風管網(wǎng)的內(nèi)燃式熱風爐改造為懸鏈線頂燃式熱風爐，是豫興人的明智之舉。

　　——改造過程是先拆除損壞部分的高鋁磚隔墻，其余隔墻和火井則利舊，然后重新設置一定量的硅磚和剛玉莫來石磚砌筑，將原來的高鋁磚優(yōu)化為剛玉莫來石材質，廢除了中間環(huán)輕質材料，處理好隔墻與大墻交接處的自由漲縮的滑動，再在火井內(nèi)砌筑一個密封的上下不受漲縮限制的通道管（簡稱套管），將火井下部的燃燒器廢除移至拱頂部位設計砌筑新的燃燒器，使原來的火井由燃燒和送風雙向工況優(yōu)化為單向送風通道工況。這種改造技術不只是用在山西建龍1380m3高爐熱風爐上，而且用在了韶鋼3200m3大高爐熱風爐上，且已經(jīng)分別經(jīng)歷了6年和2年平穩(wěn)使用。實踐證明，這種繼承原穩(wěn)定懸鏈線結構和局部豎管結構的優(yōu)化設計改造技術是成功的。（夏杰生）

2500m3高爐內(nèi)燃式熱風爐改造前后設計結構砌筑對比圖

　　圖為2500m3高爐內(nèi)燃式熱風爐（煤氣和空氣是在左邊火井下部混合燃燒，通過火井將燃燒煙氣往上運行至拱頂部位再折返進入右邊蓄熱室的加熱蓄熱體燃燒原理，燃燒結束，轉為送風時，冷風從右邊下部冷風室進入蓄熱室運行至拱頂再折返進入左邊火井，將熱風通過火井下部的熱風出口送入高爐）。

　　圖為2500m3高爐將內(nèi)燃式改造為頂燃式的熱風爐（煤氣和空氣混合燃燒在拱頂部位的空間完成，燃燒產(chǎn)生的煙氣進入右邊蓄熱室內(nèi)對蓄熱體加熱，燃燒結束轉為送風時，冷風從右邊下部進入往上運行置換熱風爐至拱頂部位，然后折返進入左邊的火井內(nèi)，熱風通過火井下部的熱風出口送入高爐）。

圖為廣東韶鋼3200m3高爐內(nèi)燃式熱風爐改造為豫興懸鏈線頂燃式熱風爐

圖為山西建龍1380m3高爐內(nèi)燃式熱風爐改造為豫興頂燃式熱風爐

圖為南京南鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司2000m3高爐內(nèi)燃式熱風爐改造為豫興頂燃式熱風爐