鄭州豫興熱風(fēng)爐科技有限公司（下文簡稱豫興公司）董事長劉世聚從事熱風(fēng)爐爐型創(chuàng)新，以及熱風(fēng)爐耐火材料研發(fā)工作已近40年。他善于學(xué)習(xí)、勤于思考、勇于創(chuàng)新、業(yè)績突出、成果豐碩，先后榮獲近兩百項專利，是勇于科技創(chuàng)新的排頭兵。2002年～2008年，劉世聚先后創(chuàng)建了鄭州豫興熱風(fēng)爐科技有限公司，以及河南省豫興熱風(fēng)爐工程技術(shù)有限公司；2012年，河南省人民政府授予他創(chuàng)建的河南省熱風(fēng)爐工程技術(shù)研究中心為省級研發(fā)中心殊榮；他和他的團(tuán)隊研發(fā)出多項填補(bǔ)國際國內(nèi)熱風(fēng)爐領(lǐng)域技術(shù)空白的科技成果，其領(lǐng)先專利技術(shù) 先后分別授權(quán)三家國際知名公司和轉(zhuǎn)讓給一家國內(nèi)知名公司使用，并與國內(nèi)五家知名公司開展技術(shù)合作。其領(lǐng)先的高風(fēng) 溫、低氮、節(jié)能、安全高效熱風(fēng)爐爐型和技術(shù)及制品，不僅惠及了我國幾百家鋼鐵企業(yè)，而且?guī)恿撕幽鲜⌒旅苁兄苓吙h市幾十家熱風(fēng)爐用耐材制造企業(yè)的崛起，產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。他的公司先后榮獲河南省高新技術(shù)企業(yè)、河南省知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)、河南省創(chuàng)新型企業(yè)、河南省耐火材料高新技術(shù)特色產(chǎn)業(yè)基地首批骨干企業(yè)、河南省熱風(fēng)爐工程技術(shù)研究中心依托單位等諸多榮譽(yù)。
燦爛的自主創(chuàng)新之花
結(jié)出豐碩的科技之果
劉世聚出身于農(nóng)民家庭。他不僅具有吃苦耐勞、堅韌不拔、踏實肯干的精神和干勁，而且干一行愛一行，成年累月遨游在發(fā)明創(chuàng)造的海洋中，并取得累累碩果。從1998年~2018年，他先后創(chuàng)新研發(fā)了機(jī)制耐火球成型制作模具和配套設(shè)備、均壓均流蜂窩格子磚、環(huán)形交錯均流噴射預(yù)混穩(wěn)焰燃燒器、YX型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐、高低溫?zé)煹离p預(yù)熱頂燃式熱風(fēng)爐、獨立拱頂熱風(fēng)爐、四段式熱風(fēng)爐以及多旋柱流低氮頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)等多項技術(shù)。他申報并榮獲專利 184項，其中發(fā)明專利35項、實用新型專利142項、外觀設(shè)計專利7項，堪稱熱風(fēng)爐專業(yè)專利大王。2012年，他發(fā)明的“YX型高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐”榮獲鄭州市科技進(jìn)步獎特等獎、河南省科技進(jìn)步獎二等獎；2013年，他的“YX 型高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐的開發(fā)與應(yīng)用”成果，榮獲河南省工業(yè)和信息化科技成果獎一等獎；其環(huán)形交錯均流噴射預(yù)混穩(wěn)焰燃燒器技術(shù)榮獲鄭州市專利技術(shù)獎一等獎。他的“YX頂燃式熱風(fēng)爐”成果及裝備，榮獲“2018年度河南省裝備制造業(yè)十大標(biāo)志性高端裝備”殊榮。
創(chuàng)新研發(fā)機(jī)制耐火球
引發(fā)耐火球生產(chǎn)革命
20世紀(jì)90年代后期，我國煉鐵熱風(fēng)爐技術(shù)還比較落后，多數(shù)鋼鐵企業(yè)的煉鐵高爐配套的熱風(fēng)爐蓄熱體用耐火球，還是采用高成本、高耗能，且笨拙落后、效率低下的手工方式制作。這種耐火球不僅使用壽命短、強(qiáng)度低、體積密度小，而且生產(chǎn)中勞動強(qiáng)度大，蓄熱換熱能力差，制造效率低，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本居高不下。
勤動腦、善思考 、愛動手的劉世聚在長期的生產(chǎn)實踐中，腦海里閃爍出發(fā)明創(chuàng)造的火花：如能采用機(jī)械成型方法，連續(xù)自動生產(chǎn)制作熱風(fēng)爐蓄熱體耐火球，既可提高耐火球的體積密度，增加其強(qiáng)度和使用壽命，又可提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動強(qiáng)度，還可減少用戶的經(jīng)濟(jì)損失，豈不是“一石三鳥”。為了實現(xiàn)這一想法，他說干就干，購進(jìn)了一批小型壓力機(jī)，研 發(fā)了配套的萬能成球模具。在經(jīng)歷千百次反復(fù)試驗—失敗—再試驗后 ，他終于在60噸壓力機(jī)上試驗成功，并完成從實驗到大批量制造銷售的全過程。
這一可喜的發(fā)明創(chuàng)造成果在國內(nèi)煉鐵行業(yè)引起巨大轟動，許多用戶夸劉世聚為“耐火球王”。因為他的這項發(fā)明給傳統(tǒng)手工耐火球的生產(chǎn)帶來一場革命，基本結(jié)束了熱風(fēng)爐采用手工制作耐火球的歷史。由于這種機(jī)制耐火球的市場空間巨大，也帶動了河南省新密市周邊縣市數(shù)百家耐火球生產(chǎn)企業(yè)制造和銷售這種機(jī)制耐火球，解決了成千上萬的農(nóng)村閑散勞動力就業(yè)問題，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
抗熱震磚稱雄全球特大型高爐
在世界耐材領(lǐng)域詮釋“中國制造”
2005年9月29日，俄羅斯卡魯金公司意外獲悉豫興公司能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的熱風(fēng)爐燃燒器工藝產(chǎn)品，而且這種產(chǎn)品有在武 鋼等大型高爐配套熱風(fēng)爐上使用的業(yè)績，隨之委托豫興公司研制代號為1100℃水冷100次HRK的抗熱震制品（磚）。
為了滿足外方對HRK提出的性能要求，劉世聚和他的研發(fā)團(tuán)隊，查閱了國內(nèi)外大量有關(guān)文獻(xiàn)資料，每天在研發(fā)中心做實驗，失敗了不氣餒，一次次失敗，一次次總結(jié)，一次次調(diào)整工 藝，歷經(jīng)數(shù)以千次的調(diào)整工藝和配比以及反復(fù)實驗研究、驗證，終于研制出遠(yuǎn)超HRK性能標(biāo)準(zhǔn)的抗熱震磚產(chǎn)品。這些產(chǎn)品取得了在1100℃水冷抗破壞試驗條件下，實現(xiàn)急冷急熱100次都不會損壞的抗熱震效果。這一驚人的結(jié)果令外方總裁卡魯金博士既驚喜又難以相信。于是，他萬里迢迢親自來到豫 興公司查看和了解其工藝制作、檢驗測試情況，有感于豫興人的實干、巧干精神和可喜成就，卡魯金興奮地說“我尋找這種 工藝制品已經(jīng)十幾年了，終于在豫興如愿以償！”他高興地將這種磚在現(xiàn)場取樣送俄羅斯烏拉爾工業(yè)大學(xué)專業(yè)實驗室，按照俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn)在1300℃高溫時突然進(jìn)行水冷抗破壞試驗，得到了反復(fù)170次都不會損傷的優(yōu)良結(jié)果。
從此，卡魯金毫不猶豫地將豫興公司研發(fā)的HRK抗震磚使用在包括京唐鋼鐵公司5500m3 、日本JFE5000m3 、俄羅斯北方公 司5578m3 、寶鋼湛江5050m3等全世界知名鋼企及所有4000m3以上高爐配套的卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐工程核心預(yù)燃室部位。
劉世聚和他的團(tuán)隊研發(fā)的這種舉世無雙的抗熱震HRK制品，無論制作工藝和產(chǎn)品質(zhì)量，至今還沒有被國際上任何一家耐材公司所超越。其成功推向市場，既使豫興公司及產(chǎn)品邁進(jìn)了國際知名技術(shù)品牌行列，又使這一中國專利技術(shù)成果 在世界耐火材料領(lǐng)域詮釋了什么是“中國制造”。
百折不撓勇闖難關(guān)
走出黑暗迎來光明
如果說摘取機(jī)制耐火球和HRK抗熱震磚這兩項舉世矚目的專利成果，讓劉世聚和他的團(tuán)隊灑滿辛勤耕耘的汗水， 那么研發(fā)豫興長壽、低氮、高效、高風(fēng)溫、節(jié)能環(huán)保型熱風(fēng)爐則使劉世聚流干了眼淚。
時間倒回至2003年，劉世聚在縱覽我國煉鐵技術(shù)發(fā)展的歷史風(fēng)云后，把豫興公司未來的發(fā)展目標(biāo)定在了熱風(fēng)爐技術(shù)領(lǐng)域縱深研發(fā)上。他經(jīng)過比對各種國際品牌熱風(fēng)爐技術(shù)，研發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的，目前在本行業(yè)無論是外形還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)均獨樹一幟，與其他企業(yè)存在根本區(qū)別的豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)。從 2003年到2005年短短的三年間，劉世聚將其申報并榮獲了發(fā)明專利。
但是，由于劉世聚的這項專利，從未在煉鐵生產(chǎn)實踐中得到應(yīng)用和檢驗，哪家煉鐵廠敢隨隨便便輕易采用呢？后來的事實證明，劉世聚的這項專利的初期推廣工作異常艱難曲折，令常人難以接受和不可想象。
據(jù)山西建邦鋼鐵集團(tuán)通才工貿(mào)公司相關(guān)人士介紹，當(dāng)初，建邦通才公司煉鐵廠對劉世聚毛遂自薦且在國內(nèi)沒有哪一家煉鐵廠使用過的熱風(fēng)爐專利技術(shù)和裝備，心里根本沒底，不敢采用。因為它無業(yè)績來驗證其安全性和可靠性，誰敢第一個吃螃蟹？萬一發(fā)生事故造成停工停產(chǎn)，給用戶帶來巨大損失，誰來承擔(dān)責(zé)任？但劉世聚欣然承諾，愿獨自承擔(dān)這個風(fēng)險，由自己的公司墊資建設(shè)。這樣，建邦通才公司才同意試試。雙方在熱風(fēng)爐建設(shè)合同中標(biāo)明：如果豫興公司的熱風(fēng)爐工程在使用滿一年后，達(dá)到設(shè)計要求而不出問題，通才公司才能結(jié)付貨款。劉世聚多方籌款，最終墊資1280萬元在建邦通才公司420m3小型高爐配套使用了國際國內(nèi)第一套三座豫興懸鏈線 頂燃式熱風(fēng)爐。一年之后，該熱風(fēng)爐在通才公司使用良好，劉世聚的專利一炮打響，雙方皆大歡喜。從此，建邦通才公司成為豫興公司的忠實用戶。
可是，當(dāng)他以同樣方式墊資1080萬元在唐山一家鋼鐵公司煉鐵廠建造國際第二套豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐時，卻遭遇了“滑鐵盧”——這家企業(yè)因資金鏈斷裂而停產(chǎn)，豫興公司的墊付款也就打了水漂，分文未收回。這一變故對劉世聚 的打擊是巨大的，使豫興公司幾乎關(guān)門停產(chǎn)。那一年春節(jié)，劉世聚為此事焦頭爛額，眼淚流干，似乎徘徊在人生的十字路口。在萬般無奈的情況下，劉世聚丟車保帥壯士斷腕：果斷放棄和轉(zhuǎn)讓了機(jī)制耐火球制造和出口國際的HRK等拳頭產(chǎn)品的生產(chǎn)權(quán)，隨后又放棄了他所承包的兩家耐火材料廠的經(jīng)營權(quán)，旨在集中資金和人力確保熱風(fēng)爐技術(shù)的繼續(xù)研發(fā)和市場開發(fā)，這才保住了豫興公司的繼續(xù)運轉(zhuǎn)。
功夫不負(fù)有心人，失敗是成功之母，困難壓不倒英雄漢。劉世聚越挫越勇，終于走出黑暗，迎來光明。他以科技創(chuàng)新開拓新局面，靠技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量求得生存和發(fā)展。如今，劉世聚榮獲的發(fā)明專利——具有低氮、節(jié)能、高風(fēng)溫、高安全性的豫興頂燃式熱風(fēng)爐，已經(jīng)在全世界推廣了686座，而且推廣勢頭依然強(qiáng)勁，前景光明。
情系熱風(fēng)爐 敢于第一個吃螃蟹
領(lǐng)航高風(fēng)溫 助煉鐵人美夢成真
煉鐵界的人士都知道，如果熱風(fēng)爐風(fēng)溫提高100℃，會使風(fēng)口理論燃燒溫度提高60℃，可有效補(bǔ)償因噴煤引起的風(fēng)口理論燃燒溫度降低。風(fēng)溫提高100℃，可以降低焦比10kg/t~20kg/t，允許多噴煤粉 20kg/t~35kg/t。而多噴煤粉具有明顯的節(jié)能效果，還可以降低煉鐵生產(chǎn)成本。多噴煤粉，少用焦炭，還可以緩解我國主焦煤的短缺，少建焦?fàn)t，還可減少煉焦過程中對環(huán)境的污染。
凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢，早在10年前，劉世聚就致力于讓熱風(fēng)爐實現(xiàn)1300℃以上高風(fēng)溫技術(shù)的研發(fā)工作。他創(chuàng)新研發(fā)出了榮獲專利的熱風(fēng)爐高風(fēng)溫技術(shù)成果，并敢于再次做第一個“吃螃蟹”者，將其成功應(yīng)用于建邦鋼鐵通才工貿(mào)公司新建1860m3高爐配套的4座豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐上，2012年10月份、11月份實現(xiàn)了兩個月平均風(fēng)溫為1314.7℃，創(chuàng)造了中國熱風(fēng)爐高風(fēng)溫歷史奇跡，達(dá)世界先進(jìn)水平。這一高風(fēng)溫技術(shù)至今未被國內(nèi)高爐配套的熱風(fēng)爐超越。
未雨綢繆，低氮熱風(fēng)爐風(fēng)靡市場
搶占先機(jī)，低碳熱風(fēng)爐蓄勢待發(fā)
早在十多年前，“雙碳”意識就深深根植在劉世聚的腦海里。他咬定創(chuàng)新不放松，堅信“煉鐵人遇到的環(huán)保難題，就是豫興人研發(fā)的課題”，為用戶排憂解難，豫興人責(zé)無旁貸。他和他的團(tuán)隊在熱風(fēng)爐氮氧化物的排放技術(shù)和噸鐵超低煤氣消耗技術(shù)研究上下功夫，研發(fā)并實踐了低氮燃燒技術(shù)和噸鐵超低煤氣消耗技術(shù)，有效解決了熱風(fēng)爐高氮排放和噸鐵煤氣高耗能等問題，在國內(nèi)測試的10座高爐配套的懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐上實現(xiàn)了每立方米小于50毫克、平均37.5毫克氮氧化物的超低排放。尤其是2021年6月份和8月份分別投產(chǎn)的山東永鋒臨港鋼鐵基地2×1350m3高爐配套的懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐，在其穩(wěn)定風(fēng)溫為1250℃條件下，達(dá)到了噸鐵煤氣消耗350立方米~360立方米的超低消耗和氮氧化物排放每立方米只有22.5毫克的超低排放技術(shù)指標(biāo)，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。這一成果為熱風(fēng)爐面臨的欲達(dá)到超低排放而需要高額的設(shè)備投入和高額的運行成本問題，提供了科學(xué)的解決方案，受到了煉鐵人的歡迎。
圖為豫興公司董事長劉世聚（右）在給馬鋼煉鐵技術(shù)人員講解豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐內(nèi)部格子磚的性能及使用要點。
因為劉世聚的這項低氮燃燒綜合技術(shù)，可在不投入脫硝治理設(shè)備和不增加成本、不降低風(fēng)溫的條件下，僅從優(yōu)化熱風(fēng) 爐燃燒技術(shù)本身和設(shè)備結(jié)構(gòu)性能方面著手新建或改造，就能徹底實現(xiàn)有毒有害氣體的超低排放，從而顯著降低煉鐵企業(yè)投資成本和運行成本，有效保證環(huán)保達(dá)標(biāo)和企業(yè)效益。這對煉鐵企業(yè)來說，是一場減輕環(huán)保壓力降本增效的“及時雨”。
此后，劉世聚沒有坐享其成，而是創(chuàng)新永不休止。他帶領(lǐng)其團(tuán)隊又推出了新的熱風(fēng)爐減碳技術(shù)，按照該研究技術(shù)的理論結(jié)果推算，完全可以實現(xiàn)熱風(fēng)爐系統(tǒng)二氧化碳近零排放，同時也可實現(xiàn)二氧化硫在高溫風(fēng)口區(qū)域超微量分解排 放，以及氮氧化物近零排放，可使產(chǎn)能提高30%~50%。但這一理論推算需要在生產(chǎn)實踐中調(diào)試驗證才能實現(xiàn)。一旦實現(xiàn)，將會為煉鐵工序創(chuàng)造出更大的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。劉世聚力爭在短期內(nèi)將這一成果從中試階段轉(zhuǎn)向工業(yè)化應(yīng)用。去年底劉世聚將這一研發(fā)成果申報了發(fā)明專利。
熱風(fēng)爐安全牢記在心
先行者用材公開透明
熱風(fēng)爐爐殼的安全是煉鐵安全的基石，亦是和諧煉鐵、智慧煉鐵的重要組成部分。2021年年末，國外鋼廠一座2000m3高爐配套熱風(fēng)爐爐體發(fā)生大爆炸的案例，引起了國內(nèi)煉鐵界的擔(dān)心和關(guān)注。他們在熱風(fēng)爐生產(chǎn)安全自檢自測工作中發(fā)現(xiàn)，擁有686座推廣業(yè)績的豫興頂燃式熱風(fēng)爐，不僅具備低氮、節(jié)能、高風(fēng)溫的優(yōu)良特性，而且是一款安全性很高的長壽熱風(fēng)爐。原來，劉世聚早就未雨綢繆，預(yù)先潛心開展熱風(fēng)爐爐殼防裂、防爆的新理論、新舉措、新技術(shù)研究，并使自己研發(fā)的豫興熱風(fēng)爐刷新了高壓超高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐爐殼安全長壽國際紀(jì)錄。
到2022年3月末，山西建邦鋼鐵集團(tuán)通才工貿(mào)有限公司煉鐵廠1860m3高爐配套的豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐已經(jīng)安 全運行了整整10年之久。但這只不過是686座豫興頂燃式熱風(fēng)爐長壽、安全節(jié)能、環(huán)保、高風(fēng)溫生產(chǎn)的一個縮影。
建邦集團(tuán)通才公司的豫興頂燃式熱風(fēng)爐爐殼耐高風(fēng)溫、抗開裂、抗腐蝕的特性已經(jīng)過長期高風(fēng)溫的實踐驗證。究其安全長壽的秘訣，在于其爐殼摒棄了傳統(tǒng)的存在諸多缺陷，且易開裂腐蝕的Q345C鋼板，采用了劉世聚技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊倡導(dǎo)的低磷低硫，且具有承壓和良好的焊接性能的Q345R壓力容器鋼板。
劉世聚使用和呼吁選用Q345R這一理念和實踐已經(jīng)過十幾年的穩(wěn)定使用驗證，也得到國際頂燃式熱風(fēng)爐知名企業(yè)的首次認(rèn)同，并發(fā)布提高爐殼標(biāo)準(zhǔn)的聲明（2022年2月8日該公司在微信公眾號書面說明：“爐殼材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從 Q345C提高為Q345R壓力容器鋼”）。國內(nèi)5500m3級別高爐配套的頂燃式熱風(fēng)爐Q345C板材爐殼開裂大修更換爐殼也采用Q345R板材做高壓高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐爐殼材料。劉世聚為讓自己的安全用材理念和實踐使用成果發(fā)揚(yáng) 光大，他廣泛宣傳，十多年來，在由中國金屬學(xué)會召開的歷屆煉鐵會上、在多種冶金報刊上，他曾多次宣傳過這種先進(jìn)的熱風(fēng)爐爐殼用材理念，并發(fā)表過多篇相關(guān)的論文。
在國際冶金工業(yè)展覽會上與外賓合影。左為豫興公司董事長劉世聚，右為豫興公司總經(jīng)理劉力銘。
事實勝于雄辯，劉世聚的一系列創(chuàng)新成果都得到生產(chǎn)實踐驗證。一花引來百花開，全世界686座豫興頂燃式熱風(fēng)爐，既助力中國煉鐵產(chǎn)業(yè)打開了鐵水奔流的閘門，又成就了劉世聚和他的技術(shù)團(tuán)隊發(fā)明的熱風(fēng)爐是一款安全、低氮、節(jié)能、環(huán)保、高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐的美名。（夏杰生）
劉世聚董事長陪同外賓參觀豫興公司。
劉世聚董事長在熱風(fēng)爐技術(shù)研討會上發(fā)言。
