2013年12月17日，河南省科技廳組織有關專家，對鄭州安耐克實業有限公司、北京首鋼國際工程技術有限公司和北京科技大學共同完成的“大型高風溫頂燃式熱風爐技術裝備開發與應用”項目進行了科技成果鑒定。此次會議受到了業界的關注，國內知名冶金專家給予了積極的評價，認為該成果整體水平達到國際領先，對高爐煉鐵技術進步起到示范和引領作用，具有良好的推廣應用價值。
大型高風溫頂燃式熱風爐有新突破
近年來，鄭州安耐克實業有限公司、北京首鋼國際工程技術有限公司和北京科技大學一起積極推動完成“大型高風溫頂燃式熱風爐技術裝備開發與應用”項目，取得了重要成果。據介紹，該項目主要在以下方面取得突破：
一是以研究開發國際領先的大型高風溫頂燃式熱風爐技術為目標，系統研究熱風爐傳輸原理與工藝流程，利用計算流體力學技術（CFD）全面分析熱風爐爐內流場、溫度場、濃度場分布，建立熱風爐冷/熱態試驗平臺，模擬研究大型高風溫頂燃式熱風爐工作機理，研究開發以大功率高效陶瓷燃燒器為代表的核心關鍵設備，形成大型高爐高風溫頂燃式熱風爐工程設計的技術創新。
二是綜合研究現有各種實現高風溫的工藝技術，自主開發全燒高爐煤氣實現1300℃超高風溫的工藝流程，并應用于首鋼集團京唐鋼鐵公司等企業的超大型或大型高爐，開發低品質能源高效利用的新途徑。
三是以研究開發國際領先的大型高風溫頂燃式熱風爐技術為目標，系統研究高效長壽頂燃式熱風爐的爐型結構、工況條件和操作水平等，以我國原料特點為基礎，從理論研究出發，結合試驗研究和磚型的設計、制造、砌筑等多個環節，建立完整的大型高風溫頂燃式熱風爐耐火材料設計制造體系，并建立相應的行業標準，研發系列化高效格子磚，形成具有自主知識產權的產品集成。
四是采用數值模擬、三維仿真設計（3D-CAD）、有限元分析（FEM）、管系應力分析、管系位移分析、關鍵部位耐材優化等先進設計計算方法，全面分析超大型高爐熱風爐管道系統高溫高壓的工作特點，結合熱風爐工藝布置優化和耐火材料的設計優化，研究開發超大型高爐熱風爐管道系統無過熱低應力關鍵技術，并應用于首鋼京唐等超大型或大型高爐。
五是系統研究熱風爐燃燒過程NOx生成機理，創新應用高溫低氧燃燒技術，研究開發熱風爐高溫低氧燃燒器和熱風爐高溫低氧燃燒工藝流程，形成系列自主知識產權。
應用成效顯著預示發展前景良好
該成果在國內外首次將頂燃式熱風爐成功應用于4000m3以上的超大型高爐，大大推動了現代高爐熱風爐的技術進步。其應用意義主要體現在以下幾方面：
一是工業化應用獲得成功，引領行業技術進步。其開發研制的高效能大功率陶瓷燃燒器在生產應用中發揮了重要作用，完全滿足各種工況的操作要求。該項目的成功應用，引領了高爐熱風爐的發展方向，大幅提升了我國熱風爐技術在國際上的核心競爭力。
二是低品質能源高效利用，實現超高風溫。該項目在國際上首次在超大型高爐上全燒高爐煤氣實現1300℃高風溫，為低品質能源的高效利用開創了新的途徑，為冶金行業節約焦炭、節能減排、低碳冶金、清潔環保樹立了典范。
三是有力推動節能減排、低碳環保，環保和社會效益顯著。首鋼京唐5500m3超大型高爐實現1300℃高風溫，對國內外煉鐵技術產生巨大影響。2010年國內重點鋼鐵企業平均風溫僅1160℃，以2010年全國鐵產量59021.8萬噸計算，若風溫提高140℃，達到1300℃高風溫水平，每年可節約焦炭1404.7萬噸，折合人民幣283.7億元，經濟效益巨大，相應可減少煉焦過程的CO2排放421.41萬噸/年。
此外，該項目的成功應用，突破了國外技術壟斷和壁壘，大幅度降低了工程投資，有力地推動了我國工程設計、裝備制造、自動控制等相關產業的技術進步，為寶鋼湛江、武鋼防城港鋼鐵廠設計建設提供了可供參考借鑒的范例，對推動我國冶金行業技術進步和產業升級，在能源高效利用、資源節約、環境保護等方面具有重大示范意義。
提高風溫是煉鐵節能減排重要方向
由中國工程院院士、鋼鐵研究總院殷瑞鈺，中國工程院院士、西安建筑科技大學徐德龍和來自安陽鋼鐵集團有限責任公司、河南省耐火材料行業協會和相關高校、科研院所等單位的專家，聯合組成了鑒定委員會，對該技術成果進行了鑒定。
鑒定意見指出，提高熱風爐風溫是當代高爐煉鐵實現節能減排的重要方向之一。該項目通過研究、工程設計和材料制造等方面的協同創新，開發了大型高風溫頂燃式熱風爐系統技術裝備及材料，取得了如下成果：首次開發了熱風爐動態精準設計系統，實現了大型頂燃式熱風爐結構和材料設計的系統優化；首次開發應用了兩級雙預熱技術，實現了低品質煤氣的高效利用；在流場、溫度場、壓力場等耦合研究的指導下，開發了具有氣流速度和濃度分布均勻、煤氣燃燒完全、CO和NOx排放低等優點的擴散型大功率環形陶瓷燃燒器，完成了系列小孔格子磚的設計和制造，消除了管道系統普遍存在的局部應力過高和過熱的現象；創建了頂燃式熱風爐耐火材料的配置和性能指標體系，制定了3項國家和行業標準并形成了關鍵耐火材料的核心技術。
鑒定委員會還指出：該成果率先應用于首鋼京唐5000m3級高爐，取得了風溫達1300℃、燃料比480kg/t的國際領先水平。該成果還在安鋼、寶鋼、包鋼、唐鋼等企業的多座特大型、大型高爐上成功應用，經濟、環境和社會效益明顯。該成果整體水平居國際領先，對高爐煉鐵技術進步具有示范和引領作用，建議針對不同規模的高爐，將該技術系列化并加快推廣應用。
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