鄭州豫興熱風(fēng)爐科技有限公司（下文簡(jiǎn)稱(chēng)豫興公司）董事長(cháng)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、勤于思考、勇于創(chuàng )新、業(yè)績(jì)突出、成果豐碩，先后榮獲近兩百項專(zhuān)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；他和他的團隊研發(fā)出多項填補國際國內熱風(fēng)爐領(lǐng)域技術(shù)空白的科技成果，其領(lǐng)先專(zhuān)利技術(shù) 先后分別授權三家國際知名公司和轉讓給一家國內知名公司使用，并與國內五家知名公司開(kāi)展技術(shù)合作。其領(lǐng)先的高風(fēng) 溫、低氮、節能、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)，而且帶動(dòng)了河南省新密市周邊縣市幾十家熱風(fēng)爐用耐材制造企業(yè)的崛起，產(chǎn)生了巨大的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。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
結出豐碩的科技之果
劉世聚出身于農民家庭。他不僅具有吃苦耐勞、堅韌不拔、踏實(shí)肯干的精神和干勁，而且干一行愛(ài)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)了機制耐火球成型制作模具和配套設備、均壓均流蜂窩格子磚、環(huán)形交錯均流噴射預混穩焰燃燒器、YX型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐、高低溫煙道雙預熱頂燃式熱風(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(zhuān)利 184項，其中發(fā)明專(zhuān)利35項、實(shí)用新型專(zhuān)利142項、外觀(guān)設計專(zhuān)利7項，堪稱(chēng)熱風(fēng)爐專(zhuān)業(yè)專(zhuān)利大王。2012年，他發(fā)明的“YX型高風(fēng)溫熱風(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)溫熱風(fēng)爐的開(kāi)發(fā)與應用”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)形交錯均流噴射預混穩焰燃燒器技術(shù)榮獲鄭州市專(zhuān)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)十大標志性高端裝備”殊榮。
創(chuàng )新研發(fā)機制耐火球
引發(fā)耐火球生產(chǎn)革命
20世紀90年代后期，我國煉鐵熱風(fēng)爐技術(shù)還比較落后，多數鋼鐵企業(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、強度低、體積密度小，而且生產(chǎn)中勞動(dòng)強度大，蓄熱換熱能力差，制造效率低，導致其生產(chǎn)成本居高不下。
勤動(dòng)腦、善思考 、愛(ài)動(dòng)手的劉世聚在長(cháng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，腦海里閃爍出發(fā)明創(chuàng )造的火花：如能采用機械成型方法，連續自動(dòng)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，增加其強度和使用壽命，又可提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動(dòng)強度，還可減少用戶(hù)的經(jīng)濟損失，豈不是“一石三鳥(niǎo)”。為了實(shí)現這一想法，他說(shuō)干就干，購進(jìn)了一批小型壓力機，研 發(fā)了配套的萬(wàn)能成球模具。在經(jīng)歷千百次反復試驗—失敗—再試驗后 ，他終于在60噸壓力機上試驗成功，并完成從實(shí)驗到大批量制造銷(xiāo)售的全過(guò)程。
這一可喜的發(fā)明創(chuàng )造成果在國內煉鐵行業(yè)引起巨大轟動(dòng)，許多用戶(hù)夸劉世聚為“耐火球王”。因為他的這項發(fā)明給傳統手工耐火球的生產(chǎn)帶來(lái)一場(chǎng)革命，基本結束了熱風(fēng)爐采用手工制作耐火球的歷史。由于這種機制耐火球的市場(chǎng)空間巨大，也帶動(dòng)了河南省新密市周邊縣市數百家耐火球生產(chǎn)企業(yè)制造和銷(xiāo)售這種機制耐火球，解決了成千上萬(wàn)的農村閑散勞動(dòng)力就業(yè)問(wèn)題，創(chuàng )造了巨大的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
抗熱震磚稱(chēng)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(jì)，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(mǎn)足外方對HRK提出的性能要求，劉世聚和他的研發(fā)團隊，查閱了國內外大量有關(guān)文獻資料，每天在研發(fā)中心做實(shí)驗，失敗了不氣餒，一次次失敗，一次次總結，一次次調整工 藝，歷經(jīng)數以千次的調整工藝和配比以及反復實(shí)驗研究、驗證，終于研制出遠超HRK性能標準的抗熱震磚產(chǎn)品。這些產(chǎn)品取得了在1100℃水冷抗破壞試驗條件下，實(shí)現急冷急熱100次都不會(huì )損壞的抗熱震效果。這一驚人的結果令外方總裁卡魯金博士既驚喜又難以相信。于是，他萬(wàn)里迢迢親自來(lái)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(shí)干、巧干精神和可喜成就，卡魯金興奮地說(shuō)“我尋找這種 工藝制品已經(jīng)十幾年了，終于在豫興如愿以?xún)?！”他高興地將這種磚在現場(chǎng)取樣送俄羅斯烏拉爾工業(yè)大學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室，按照俄羅斯國家標準在1300℃高溫時(shí)突然進(jìn)行水冷抗破壞試驗，得到了反復170次都不會(huì )損傷的優(yōu)良結果。
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)爐工程核心預燃室部位。
劉世聚和他的團隊研發(fā)的這種舉世無(wú)雙的抗熱震HRK制品，無(wú)論制作工藝和產(chǎn)品質(zhì)量，至今還沒(méi)有被國際上任何一家耐材公司所超越。其成功推向市場(chǎng)，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(zhuān)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(lái)光明
如果說(shuō)摘取機制耐火球和HRK抗熱震磚這兩項舉世矚目的專(zhuān)利成果，讓劉世聚和他的團隊灑滿(mǎn)辛勤耕耘的汗水， 那么研發(fā)豫興長(cháng)壽、低氮、高效、高風(fēng)溫、節能環(huán)保型熱風(fēng)爐則使劉世聚流干了眼淚。
時(shí)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(lái)的發(fā)展目標定在了熱風(fēng)爐技術(shù)領(lǐng)域縱深研發(fā)上。他經(jīng)過(guò)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)權的，目前在本行業(yè)無(wú)論是外形還是內部結構均獨樹(shù)一幟，與其他企業(yè)存在根本區別的豫興懸鏈線(xiàn)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(zhuān)利。
但是，由于劉世聚的這項專(zhuān)利，從未在煉鐵生產(chǎn)實(shí)踐中得到應用和檢驗，哪家煉鐵廠(chǎng)敢隨隨便便輕易采用呢？后來(lái)的事實(shí)證明，劉世聚的這項專(zhuān)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。
據山西建邦鋼鐵集團通才工貿公司相關(guān)人士介紹，當初，建邦通才公司煉鐵廠(chǎng)對劉世聚毛遂自薦且在國內沒(méi)有哪一家煉鐵廠(chǎng)使用過(guò)的熱風(fēng)爐專(zhuān)利技術(shù)和裝備，心里根本沒(méi)底，不敢采用。因為它無(wú)業(yè)績(jì)來(lái)驗證其安全性和可靠性，誰(shuí)敢第一個(gè)吃螃蟹？萬(wàn)一發(fā)生事故造成停工停產(chǎn)，給用戶(hù)帶來(lái)巨大損失，誰(shuí)來(lái)承擔責任？但劉世聚欣然承諾，愿獨自承擔這個(gè)風(fēng)險，由自己的公司墊資建設。這樣，建邦通才公司才同意試試。雙方在熱風(fēng)爐建設合同中標明：如果豫興公司的熱風(fēng)爐工程在使用滿(mǎn)一年后，達到設計要求而不出問(wèn)題，通才公司才能結付貨款。劉世聚多方籌款，最終墊資1280萬(wàn)元在建邦通才公司420m3小型高爐配套使用了國際國內第一套三座豫興懸鏈線(xiàn) 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(zhuān)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(shí)用戶(hù)。
可是，當他以同樣方式墊資1080萬(wàn)元在唐山一家鋼鐵公司煉鐵廠(chǎng)建造國際第二套豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風(fēng)爐時(shí)，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(mén)停產(chǎn)。那一年春節，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(wàn)般無(wú)奈的情況下，劉世聚丟車(chē)保帥壯士斷腕：果斷放棄和轉讓了機制耐火球制造和出口國際的HRK等拳頭產(chǎn)品的生產(chǎn)權，隨后又放棄了他所承包的兩家耐火材料廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)權，旨在集中資金和人力確保熱風(fēng)爐技術(shù)的繼續研發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)，這才保住了豫興公司的繼續運轉。
功夫不負有心人，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(lái)光明。他以科技創(chuàng )新開(kāi)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(zhuān)利——具有低氮、節能、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勁，前景光明。
情系熱風(fēng)爐 敢于第一個(gè)吃螃蟹
領(lǐng)航高風(fēng)溫 助煉鐵人美夢(mèng)成真
煉鐵界的人士都知道，如果熱風(fēng)爐風(fēng)溫提高100℃，會(huì )使風(fēng)口理論燃燒溫度提高60℃，可有效補償因噴煤引起的風(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，少建焦爐，還可減少煉焦過(guò)程中對環(huán)境的污染。
凡事預則立，不預則廢，早在10年前，劉世聚就致力于讓熱風(fēng)爐實(shí)現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(zhuān)利的熱風(fēng)爐高風(fēng)溫技術(shù)成果，并敢于再次做第一個(gè)“吃螃蟹”者，將其成功應用于建邦鋼鐵通才工貿公司新建1860m3高爐配套的4座豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風(fēng)爐上，2012年10月份、11月份實(shí)現了兩個(gè)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，達世界先進(jìn)水平。這一高風(fēng)溫技術(shù)至今未被國內高爐配套的熱風(fēng)爐超越。
未雨綢繆，低氮熱風(fēng)爐風(fēng)靡市場(chǎng)
搶占先機，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(hù)排憂(yōu)解難，豫興人責無(wú)旁貸。他和他的團隊在熱風(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(shí)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(wèn)題，在國內測試的10座高爐配套的懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風(fēng)爐上實(shí)現了每立方米小于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(xiàn)頂燃式熱風(fēng)爐，在其穩定風(fēng)溫為1250℃條件下，達到了噸鐵煤氣消耗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，達到世界領(lǐng)先水平。這一成果為熱風(fēng)爐面臨的欲達到超低排放而需要高額的設備投入和高額的運行成本問(wèn)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(cháng)劉世聚（右）在給馬鋼煉鐵技術(shù)人員講解豫興懸鏈線(xiàn)頂燃式熱風(fēng)爐內部格子磚的性能及使用要點(diǎn)。
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)本身和設備結構性能方面著(zhù)手新建或改造，就能徹底實(shí)現有毒有害氣體的超低排放，從而顯著(zhù)降低煉鐵企業(yè)投資成本和運行成本，有效保證環(huán)保達標和企業(yè)效益。這對煉鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一場(chǎng)減輕環(huán)保壓力降本增效的“及時(shí)雨”。
此后，劉世聚沒(méi)有坐享其成，而是創(chuàng )新永不休止。他帶領(lǐng)其團隊又推出了新的熱風(fēng)爐減碳技術(shù)，按照該研究技術(shù)的理論結果推算，完全可以實(shí)現熱風(fēng)爐系統二氧化碳近零排放，同時(shí)也可實(shí)現二氧化硫在高溫風(fēng)口區域超微量分解排 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(shí)踐中調試驗證才能實(shí)現。一旦實(shí)現，將會(huì )為煉鐵工序創(chuàng )造出更大的環(huán)保和經(jīng)濟效益。劉世聚力爭在短期內將這一成果從中試階段轉向工業(yè)化應用。去年底劉世聚將這一研發(fā)成果申報了發(fā)明專(zhuān)利。
熱風(fēng)爐安全牢記在心
先行者用材公開(kāi)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(chǎng)一座2000m3高爐配套熱風(fēng)爐爐體發(fā)生大爆炸的案例，引起了國內煉鐵界的擔心和關(guān)注。他們在熱風(fēng)爐生產(chǎn)安全自檢自測工作中發(fā)現，擁有686座推廣業(yè)績(jì)的豫興頂燃式熱風(fēng)爐，不僅具備低氮、節能、高風(fēng)溫的優(yōu)良特性，而且是一款安全性很高的長(cháng)壽熱風(fēng)爐。原來(lái)，劉世聚早就未雨綢繆，預先潛心開(kāi)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)溫熱風(fēng)爐爐殼安全長(cháng)壽國際紀錄。
到2022年3月末，山西建邦鋼鐵集團通才工貿有限公司煉鐵廠(chǎng)1860m3高爐配套的豫興懸鏈線(xiàn)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(guò)是686座豫興頂燃式熱風(fēng)爐長(cháng)壽、安全節能、環(huán)保、高風(fēng)溫生產(chǎn)的一個(gè)縮影。
建邦集團通才公司的豫興頂燃式熱風(fēng)爐爐殼耐高風(fēng)溫、抗開(kāi)裂、抗腐蝕的特性已經(jīng)過(guò)長(cháng)期高風(fēng)溫的實(shí)踐驗證。究其安全長(cháng)壽的秘訣，在于其爐殼摒棄了傳統的存在諸多缺陷，且易開(kāi)裂腐蝕的Q345C鋼板，采用了劉世聚技術(shù)研發(fā)團隊倡導的低磷低硫，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(shí)踐已經(jīng)過(guò)十幾年的穩定使用驗證，也得到國際頂燃式熱風(fēng)爐知名企業(yè)的首次認同，并發(fā)布提高爐殼標準的聲明（2022年2月8日該公司在微信公眾號書(shū)面說(shuō)明：“爐殼材質(zhì)標準應從 Q345C提高為Q345R壓力容器鋼”）。國內5500m3級別高爐配套的頂燃式熱風(fēng)爐Q345C板材爐殼開(kāi)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(shí)踐使用成果發(fā)揚 光大，他廣泛宣傳，十多年來(lái)，在由中國金屬學(xué)會(huì )召開(kāi)的歷屆煉鐵會(huì )上、在多種冶金報刊上，他曾多次宣傳過(guò)這種先進(jìn)的熱風(fēng)爐爐殼用材理念，并發(fā)表過(guò)多篇相關(guān)的論文。
在國際冶金工業(yè)展覽會(huì )上與外賓合影。左為豫興公司董事長(cháng)劉世聚，右為豫興公司總經(jīng)理劉力銘。
事實(shí)勝于雄辯，劉世聚的一系列創(chuàng )新成果都得到生產(chǎn)實(shí)踐驗證。一花引來(lái)百花開(kāi)，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(kāi)了鐵水奔流的閘門(mén)，又成就了劉世聚和他的技術(shù)團隊發(fā)明的熱風(fēng)爐是一款安全、低氮、節能、環(huán)保、高風(fēng)溫熱風(fēng)爐的美名。（夏杰生）
劉世聚董事長(cháng)陪同外賓參觀(guān)豫興公司。
劉世聚董事長(cháng)在熱風(fēng)爐技術(shù)研討會(huì )上發(fā)言。
