2013年12月17日，河南省科技厅组织有关专家，对郑州安耐克实业有限公司、北京首钢国际工程技术有限公司和北京科技大学共同完成的“大型高风温顶燃式热风炉技术装备开发与应用”项目进行了科技成果鉴定。此次会议受到了业界的关注，国内知名冶金专家给予了积极的评价，认为该成果整体水平达到国际领先，对高炉炼铁技术进步起到示范和引领作用，具有良好的推广应用价值。

　　大型高风温顶燃式热风炉有新突破

　　近年来，郑州安耐克实业有限公司、北京首钢国际工程技术有限公司和北京科技大学一起积极推动完成“大型高风温顶燃式热风炉技术装备开发与应用”项目，取得了重要成果。据介绍，该项目主要在以下方面取得突破：

　　一是以研究开发国际领先的大型高风温顶燃式热风炉技术为目标，系统研究热风炉传输原理与工艺流程，利用计算流体力学技术(CFD)全面分析热风炉炉内流场、温度场、浓度场分布，建立热风炉冷/热态试验平台，模拟研究大型高风温顶燃式热风炉工作机理，研究开发以大功率高效陶瓷燃烧器为代表的核心关键设备，形成大型高炉高风温顶燃式热风炉工程设计的技术创新。

　　二是综合研究现有各种实现高风温的工艺技术，自主开发全烧高炉煤气实现1300℃超高风温的工艺流程，并应用于首钢集团京唐钢铁公司等企业的超大型或大型高炉，开发低品质能源高效利用的新途径。

　　三是以研究开发国际领先的大型高风温顶燃式热风炉技术为目标，系统研究高效长寿顶燃式热风炉的炉型结构、工况条件和操作水平等，以我国原料特点为基础，从理论研究出发，结合试验研究和砖型的设计、制造、砌筑等多个环节，建立完整的大型高风温顶燃式热风炉耐火材料设计制造体系，并建立相应的行业标准，研发系列化高效格子砖，形成具有自主知识产权的产品集成。

　　四是采用数值模拟、三维仿真设计(3D-CAD)、有限元分析(FEM)、管系应力分析、管系位移分析、关键部位耐材优化等先进设计计算方法，全面分析超大型高炉热风炉管道系统高温高压的工作特点，结合热风炉工艺布置优化和耐火材料的设计优化，研究开发超大型高炉热风炉管道系统无过热低应力关键技术，并应用于首钢京唐等超大型或大型高炉。

　　五是系统研究热风炉燃烧过程NOx生成机理，创新应用高温低氧燃烧技术，研究开发热风炉高温低氧燃烧器和热风炉高温低氧燃烧工艺流程，形成系列自主知识产权。

　　应用成效显著预示发展前景良好

　　该成果在国内外首次将顶燃式热风炉成功应用于4000m3以上的超大型高炉，大大推动了现代高炉热风炉的技术进步。其应用意义主要体现在以下几方面：

　　一是工业化应用获得成功，引领行业技术进步。其开发研制的高效能大功率陶瓷燃烧器在生产应用中发挥了重要作用，完全满足各种工况的操作要求。该项目的成功应用，引领了高炉热风炉的发展方向，大幅提升了我国热风炉技术在国际上的核心竞争力。

　　二是低品质能源高效利用，实现超高风温。该项目在国际上首次在超大型高炉上全烧高炉煤气实现1300℃高风温，为低品质能源的高效利用开创了新的途径，为冶金行业节约焦炭、节能减排、低碳冶金、清洁环保树立了典范。

　　三是有力推动节能减排、低碳环保，环保和社会效益显著。首钢京唐5500m3超大型高炉实现1300℃高风温，对国内外炼铁技术产生巨大影响。2010年国内重点钢铁企业平均风温仅1160℃，以2010年全国铁产量59021.8万吨计算，若风温提高140℃，达到1300℃高风温水平，每年可节约焦炭1404.7万吨，折合人民币283.7亿元，经济效益巨大，相应可减少炼焦过程的CO2排放421.41万吨/年。

　　此外，该项目的成功应用，突破了国外技术垄断和壁垒，大幅度降低了工程投资，有力地推动了我国工程设计、装备制造、自动控制等相关产业的技术进步，为宝钢湛江、武钢防城港钢铁厂设计建设提供了可供参考借鉴的范例，对推动我国冶金行业技术进步和产业升级，在能源高效利用、资源节约、环境保护等方面具有重大示范意义。

　　提高风温是炼铁节能减排重要方向

　　由中国工程院院士、钢铁研究总院殷瑞钰，中国工程院院士、西安建筑科技大学徐德龙和来自安阳钢铁集团有限责任公司、河南省耐火材料行业协会和相关高校、科研院所等单位的专家，联合组成了鉴定委员会，对该技术成果进行了鉴定。

　　鉴定意见指出，提高热风炉风温是当代高炉炼铁实现节能减排的重要方向之一。该项目通过研究、工程设计和材料制造等方面的协同创新，开发了大型高风温顶燃式热风炉系统技术装备及材料，取得了如下成果：首次开发了热风炉动态精准设计系统，实现了大型顶燃式热风炉结构和材料设计的系统优化;首次开发应用了两级双预热技术，实现了低品质煤气的高效利用;在流场、温度场、压力场等耦合研究的指导下，开发了具有气流速度和浓度分布均匀、煤气燃烧完全、CO和NOx排放低等优点的扩散型大功率环形陶瓷燃烧器，完成了系列小孔格子砖的设计和制造，消除了管道系统普遍存在的局部应力过高和过热的现象;创建了顶燃式热风炉耐火材料的配置和性能指标体系，制定了3项国家和行业标准并形成了关键耐火材料的核心技术。

　　鉴定委员会还指出：该成果率先应用于首钢京唐5000m3级高炉，取得了风温达1300℃、燃料比480kg/t的国际领先水平。该成果还在安钢、宝钢、包钢、唐钢等企业的多座特大型、大型高炉上成功应用，经济、环境和社会效益明显。该成果整体水平居国际领先，对高炉炼铁技术进步具有示范和引领作用，建议针对不同规模的高炉，将该技术系列化并加快推广应用。