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生產(chǎn)狀況。歐盟15國(guó)的生鐵產(chǎn)量已從2008年前的年產(chǎn)9000多萬(wàn)噸下降到近幾年的不足8000萬(wàn)噸， 2013年7690萬(wàn)噸。高爐運(yùn)行數(shù)量由1990年的92座降低到目前的45座，但單爐產(chǎn)量則由104萬(wàn)噸/年提高到目前的171萬(wàn)噸/年。

爐料結(jié)構(gòu)。瑞典和芬蘭的鋼鐵企業(yè)取消了燒結(jié)機(jī)，爐料結(jié)構(gòu)為90%球團(tuán)+10%循環(huán)廢料壓塊。但燒結(jié)礦對(duì)多數(shù)廠來(lái)說(shuō)仍是主要的煉鐵原料。該地區(qū)共有29臺(tái)燒結(jié)機(jī)，平均燒結(jié)面積為288m²，最大的為589m²，最高燒結(jié)利用系數(shù)是59.5t/(m²·d)。歐洲保留燒結(jié)的原因之一是在滿足冶金性能和環(huán)保要求的前提下，燒結(jié)能夠處理循環(huán)料和廢料。

燒結(jié)煙氣治理。歐洲重視對(duì)燒結(jié)煙氣的處理，以滿足嚴(yán)格的環(huán)保要求。各燒結(jié)機(jī)均配置了高效的電除塵和布袋除塵。一些燒結(jié)機(jī)采用了活性炭/褐煤吸收法處理廢氣。此外，歐洲重視減少工藝本身的污染物產(chǎn)生量，開發(fā)了LEEP、EPOSINT、EOS等煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝，并在一些燒結(jié)廠得到成功應(yīng)用。經(jīng)處理的煙氣中二惡英的含量將低于0.4ng/m³(SPT)。

焦炭質(zhì)量。歐洲重視焦炭質(zhì)量的作用和價(jià)值，明確了焦炭的質(zhì)量要求，如CSR>65%，CRI<23%，灰分<9.0%。但客觀現(xiàn)實(shí)是，該要求越來(lái)越難以滿足，表現(xiàn)為焦炭質(zhì)量波動(dòng)大，如CSR為56%~70%，CRI為20.5%~38%，焦炭灰分為9.5%~12%。

高爐燃料比。歐洲的高爐能量利用率很高，焦比已降低到330kg/t的先進(jìn)水平。但近年來(lái)，由于高爐原料質(zhì)量的下降，燒結(jié)礦中SiO₂升高，高爐渣量上升，加之煤比的增加，導(dǎo)致平均燃料比有所上升，2013年達(dá)到504.7kg/t。2014年~2015年，由于經(jīng)濟(jì)的原因，幾乎所有高爐都噴煤（不再噴油和氣）。歐洲的高爐碳排放自認(rèn)為已實(shí)現(xiàn)最低值(1570kg/tHM)。

綜合布料控制優(yōu)化高爐操作。西門子奧鋼聯(lián)的金屬工藝公司開發(fā)了基于閉環(huán)裝料控制的專家系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于LinzA高爐。2013/14年度取得的運(yùn)行指標(biāo)為：高爐燃料比低于455kg/t（折算為焦炭），鐵水Si的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.12%，利用系數(shù)大于2.8t/(m³·d)，全部爐料中的9%為0~10mm，堿負(fù)荷在4.0kg/t~4.5kg/t條件下的高爐穩(wěn)定運(yùn)行。

其他。歐洲為保證高爐的穩(wěn)定順行，對(duì)含有有害元素的鋼鐵廠各類粉塵和塵泥，如高氯高爐灰、高油軋鋼鐵鱗、高鋅轉(zhuǎn)爐塵、高堿金屬燒結(jié)除塵灰等，全部或部分限制其通過(guò)燒結(jié)循環(huán)使用。

氧氣高爐作為歐洲ULCOS項(xiàng)目的一部分，已開展了多次試驗(yàn)，取得了焦比200kg/t、煤比175kg/t、燃料比降低24%的試驗(yàn)結(jié)果。歐洲制定了50萬(wàn)噸/年的工業(yè)試驗(yàn)計(jì)劃，但因經(jīng)濟(jì)原因現(xiàn)項(xiàng)目已停止。正在開展的有效節(jié)能技術(shù)是高爐煤氣的頂壓發(fā)電。

北美（美國(guó)，加拿大，墨西哥）

生產(chǎn)情況。在過(guò)去的40年里，北美的生鐵產(chǎn)量逐漸降低，2014年為4200萬(wàn)噸。其主要競(jìng)爭(zhēng)者是廢鋼電爐生產(chǎn)流程。電爐鋼占半數(shù)以上，鐵鋼比僅為0.4。

企業(yè)之間開展了大規(guī)模的整合，目前5家公司擁有44座高爐，其中29座在運(yùn)行。高爐的工作容積為900m3~4100m³。利用系數(shù)為1.9t/（WM·d）~3.9t/（WM·d），其中最高的是AKSteelMiddletown3號(hào)高爐（1493m³）。該高爐的操作特點(diǎn)是高富氧（2013年鼓風(fēng)含氧33%）、吃金屬料(76kg廢鋼+104kgHBI/t），大量噴天然氣(115kgNG/t)。

爐料結(jié)構(gòu)。北美是以球團(tuán)礦為高爐主要爐料的地區(qū)。2014年，平均爐料組成為：92%球團(tuán)，7%燒結(jié)礦，1%塊礦。在29座高爐中，17座使用100%球團(tuán)，其中60%是堿性球團(tuán)，40%是酸性球團(tuán)。

北美保留燒結(jié)廠作為處理球團(tuán)篩下物和其他小顆粒回收物料的戰(zhàn)略舉措。如Gary鋼廠燒結(jié)廠從各種循環(huán)廢料中生產(chǎn)超高堿度燒結(jié)礦（R=2.6~2.7），含Fe為50%。

一些高爐使用冷固結(jié)壓塊作為循環(huán)廢料的處理手段。如2014年，ET廠使用34kg/t的由高爐塵和塵泥、軋鋼鐵鱗、焦粉等制成的冷壓塊。

高爐噴吹。北美高爐煤和天然氣混噴成為技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。因美國(guó)油頁(yè)巖技術(shù)的應(yīng)用，使天然氣供應(yīng)豐富，高爐噴吹天然氣量逐年增加。2014年，高爐的平均噴吹天然氣量是59kg/t，噴煤58kg/t。混噴的方式有雙槍法（每個(gè)風(fēng)口1支槍噴煤，1支槍噴天然氣），以及單槍噴煤+風(fēng)口開孔進(jìn)天然氣的方法。

多座高爐生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，高爐采用天然氣和煤混噴，比單獨(dú)噴吹天然氣，能獲得超過(guò)理論計(jì)算的更高置換比。經(jīng)分析，其原因?yàn)楦倪M(jìn)了爐內(nèi)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，降低了爐缸熱狀態(tài)波動(dòng)，提高了高爐運(yùn)行穩(wěn)定性和能量利用率。

此外，相對(duì)于噴煤時(shí)的較高理論燃燒溫度，在噴吹天然氣時(shí)，高爐在理論燃燒溫度為1760℃（3200℉）下運(yùn)行無(wú)問(wèn)題。

遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷及標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)（RMDS）和數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)的開發(fā)者是ArcelorMittal公司，其目標(biāo)是用網(wǎng)絡(luò)對(duì)全部高爐應(yīng)用RMDS（現(xiàn)1/4已聯(lián)網(wǎng)，包括北美3座高爐）。RMDS方案包括每周的視頻/網(wǎng)絡(luò)會(huì)議，參加者討論分享安全和操作經(jīng)驗(yàn)，RMDS數(shù)據(jù)可供給局部專家系統(tǒng)服務(wù)器。

一些高爐使用SACHEM專家指導(dǎo)系統(tǒng)（由ArccelorMittal和PW聯(lián)合提供），所帶來(lái)的益處是更穩(wěn)定的高爐運(yùn)行、更一致的鐵水溫度和硅含量、更低的燃料比。該專家系統(tǒng)還可用來(lái)培訓(xùn)新操作者。

其他。球團(tuán)產(chǎn)能已過(guò)剩。目前北美正在努力降低球團(tuán)成本，擴(kuò)大球團(tuán)應(yīng)用客戶，發(fā)揮球團(tuán)產(chǎn)能。

基于北美豐富的天然氣資源，直接還原鐵產(chǎn)量在增加，有3個(gè)新的氣基直接還原項(xiàng)目在建設(shè)。

日本

近年來(lái)，生鐵產(chǎn)量維持在8000萬(wàn)噸的水平（2014年為8387萬(wàn)噸）。在保持生產(chǎn)高效低耗的同時(shí)，日本企業(yè)加強(qiáng)了對(duì)污染排放控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

LCC（LimeCoatingCoke）技術(shù)。LCC技術(shù)是在燒結(jié)過(guò)程中，先用生石灰包裹焦粉，然后進(jìn)行制粒和燒結(jié)。該技術(shù)的開發(fā)目的是減少燒結(jié)NOx排放。其作用機(jī)理是：加熱時(shí)，CaO和鐵氧化物在焦炭表面形成CaO-Fe₂O₃熔體層，提高了燃燒溫度，并起到減少NOx的催化劑作用。

該技術(shù)已于2013年4月在新日鐵住金的Oita廠應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了降低NOx排放28ppm、同時(shí)燒結(jié)產(chǎn)量增加的效果。

天然氣噴吹（超級(jí)燒結(jié)礦）。該技術(shù)由JFE開發(fā)，方法是在燒結(jié)點(diǎn)火后再進(jìn)行表面噴吹天然氣，以改善燒結(jié)床表面層的質(zhì)量。其效果是可提高燒結(jié)礦強(qiáng)度1%，提高還原度3%，降低焦粉3kg/t，降低高爐燃料比3kg/t。該技術(shù)于2009年起在東日本鐵廠Keihin地區(qū)應(yīng)用。最近，該技術(shù)改進(jìn)為Super-SinterROXY，即在噴吹天然氣的同時(shí)加入氧氣。

RCA(ReactiveCokeAgglomerate)（含碳球團(tuán)）。RCA(含碳球團(tuán))的生產(chǎn)及應(yīng)用流程是：碳和鐵氧化物混合，在造球盤上制粒。經(jīng)過(guò)養(yǎng)生后，冷固結(jié)球團(tuán)裝入高爐。該球團(tuán)在高爐中的作用機(jī)理是：由于碳和氧化物的密切接觸，在較低溫度下開始發(fā)生碳的氣化反應(yīng)，這樣，通過(guò)降低熱儲(chǔ)備區(qū)的溫度，提高高爐的反應(yīng)效率。

該技術(shù)于2012年在Oita廠應(yīng)用。含碳20%的RCA降低了還原平衡溫度，增加了煤氣利用率，降低了碳消耗。從RCA中每加1kgC/tHM，減少高爐碳耗0.36kg/tHM。

鐵焦技術(shù)。鐵焦的生產(chǎn)流程是：鐵礦和煤混合（70%煤+30%鐵礦），擠壓，制成小壓塊。壓塊在豎爐中連續(xù)炭化，形成鐵焦。鐵焦具有高反應(yīng)性，能在較低的溫度范圍內(nèi)開始反應(yīng)，從而降低熱儲(chǔ)備區(qū)溫度，提高高爐反應(yīng)效率。

為開發(fā)該技術(shù)，日本建設(shè)了30t/d的試驗(yàn)裝置，生產(chǎn)2100t鐵焦，并在JFEChiba5號(hào)高爐成功使用。

3D可視化系統(tǒng)。新日鐵利用高爐的500個(gè)冷卻壁熱電偶和20個(gè)爐身壓力傳感器的數(shù)據(jù)，做出三維可視評(píng)價(jià)和數(shù)值分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2007年在新日鐵住金的Nagoya廠應(yīng)用，后來(lái)在其他廠推廣。該系統(tǒng)能夠?qū)Ω郀t爐身壓力波動(dòng)和料層結(jié)構(gòu)的變化給出空間和時(shí)間序列的明確而清晰的顯示，有助于指導(dǎo)高爐操作，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行和降低燃料比。

COURSE50的進(jìn)展。COURSE50是日本圍繞高爐煉鐵減排CO2所開展的一項(xiàng)綜合科研項(xiàng)目。其技術(shù)之一是鐵礦石的氫還原。所采取的方法是使用焦?fàn)t煤氣（COG）或焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化氣（RCOG），從高爐風(fēng)口噴吹或從高爐爐身噴吹。

日本在LKAB的試驗(yàn)高爐上開展了試驗(yàn)，證實(shí)因氫還原反應(yīng)速率快，氫還原量增加。模擬計(jì)算和試驗(yàn)均表明，噸鐵的碳耗能夠降低3%。

在脫碳技術(shù)方面，日本正在開發(fā)化學(xué)和物理吸附方法來(lái)脫除高爐煤氣中的CO2；開發(fā)了新的化學(xué)吸附劑，能夠在較低溫度釋放CO₂；可將CO₂分離能耗從4GJ/t-CO2降低到2GJ/t-CO2。

該項(xiàng)目正在Kimitsu廠建設(shè)10m³試驗(yàn)高爐，該高爐帶30tCO₂/d的化學(xué)吸收裝置（CAT30）。開發(fā)的目標(biāo)是：2030年實(shí)現(xiàn)首套工業(yè)化，2050年成為替代高爐設(shè)備的技術(shù)。

韓國(guó)

韓國(guó)煉鐵工業(yè)集中在浦項(xiàng)鋼鐵廠和現(xiàn)代鋼鐵廠，2014年生鐵產(chǎn)量為4689.8萬(wàn)噸。

韓國(guó)的煉鐵技術(shù)動(dòng)向：一是高爐的大型化。從2009年的平均3325m³上升到2014年的平均4526m³（包括1座世界最大的6000m³高爐投產(chǎn)），高爐的最高日產(chǎn)達(dá)1.7萬(wàn)噸。二是Finex工藝的開發(fā)應(yīng)用，包括200萬(wàn)噸/年Finex裝置的建成投產(chǎn)，以及Finex裝置生產(chǎn)指標(biāo)的改善。浦項(xiàng)正致力于將Finex工藝作為替代高爐的工藝或聯(lián)合系統(tǒng)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

南美地區(qū)

2014年，南美地區(qū)的生鐵產(chǎn)量是3055.8萬(wàn)噸，其中以巴西為主，占70%以上。

南美煉鐵生產(chǎn)面臨的問(wèn)題是鐵礦粉粒度下降，燒結(jié)礦硅含量上升，造成燒結(jié)產(chǎn)量下降。由此帶來(lái)高爐渣量增加，操作難度加大，燃料比升高。

對(duì)應(yīng)采取的解決方法是：燒結(jié)加強(qiáng)混合，改善燒結(jié)的透氣性；改進(jìn)焦炭的質(zhì)量，提高高爐抗高渣量的能力；在生產(chǎn)中重視設(shè)備的可靠性對(duì)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)；強(qiáng)調(diào)操作人員觀念轉(zhuǎn)變的意義；制訂了人才培養(yǎng)計(jì)劃，目標(biāo)是操作人員具有碩士和博士學(xué)位；加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和研發(fā)；計(jì)劃成立南美煉鐵研發(fā)中心。

其他地區(qū)

印度的生鐵產(chǎn)量繼續(xù)保持增長(zhǎng)，2014年達(dá)到5379.7萬(wàn)噸。JSPL的某高爐在爐料硅和鋁含量均增加、焦炭灰分上升到16.3%、渣量由298kg/t上升到350kg/t的不利條件下，通過(guò)改進(jìn)爐料結(jié)構(gòu)和富氧等多種措施，利用系數(shù)從2.53t/(m³·d)提高到2.97t/(m³·d)，高爐燃料比僅增加15kg/t(從511kg/t增加到526kg/t)。

俄羅斯煉鐵生產(chǎn)則相對(duì)保持穩(wěn)定，2014年生鐵產(chǎn)量為5148萬(wàn)噸。高爐普遍噴吹天然氣，噴吹量為60m³/t~120m³/t，置換比為0.7kg/m³~0.8kg/m³。

南非作為非洲的代表，2014年生鐵產(chǎn)量?jī)H為505萬(wàn)噸。

綜上所述，全球的煉鐵工業(yè)仍在發(fā)展中。國(guó)外高爐工藝的總產(chǎn)量多年保持平穩(wěn)，其比例仍占絕大部分。直接還原工藝的產(chǎn)量保持增長(zhǎng)，并在工藝路線上努力尋求突破。熔融還原工藝中的Finex工藝取得新進(jìn)展。

盡管先進(jìn)國(guó)家的生鐵產(chǎn)量在下降，圍繞高爐工藝的技術(shù)改進(jìn)工作在持續(xù)進(jìn)行。主要熱點(diǎn)包括：適應(yīng)原燃料質(zhì)量變化的爐料結(jié)構(gòu)研究，結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型和專家系統(tǒng)的高爐工藝控制技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，煉鐵污染物排放控制技術(shù)，以及以日本COURSE50為代表的高爐減排CO₂工藝技術(shù)等。作為煉鐵大國(guó)，上述技術(shù)動(dòng)向均值得我國(guó)煉鐵工作者關(guān)注和重視。

中國(guó)

進(jìn)入21世紀(jì)后，中國(guó)煉鐵工業(yè)進(jìn)入自主開發(fā)階段，煉鐵技術(shù)裝備的大型化和現(xiàn)代化是這一時(shí)期煉鐵工業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，各個(gè)方面也都取得了很大進(jìn)步，比如原燃料質(zhì)量得到改善、高爐操作技術(shù)不斷進(jìn)步、高爐壽命延長(zhǎng)等。在此階段，中國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛對(duì)鋼鐵的需求不斷增加，2000年~2013年中國(guó)生鐵產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，除了受金融危機(jī)影響的2005年~2009年，這一階段生鐵產(chǎn)量以每?jī)赡暝鲩L(zhǎng)1億噸的速度發(fā)展，并于2009年在世界生鐵產(chǎn)量中占比達(dá)到57%，此后我國(guó)便一直占據(jù)世界生鐵產(chǎn)量的半壁江山。

在此期間，我國(guó)建設(shè)了首鋼京唐5500立方米高爐、沙鋼5800立方米高爐，以及鞍鋼鲅魚圈等企業(yè)的十幾座4000立方米級(jí)的大型高爐，建設(shè)了首鋼京唐550平方米、太鋼660平方米等大型燒結(jié)機(jī)，很多大型裝備達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。首鋼京唐1號(hào)高爐于2009年5月21日投產(chǎn)，2號(hào)高爐于2010年6月26日投產(chǎn)。這兩座5500立方米高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)按照國(guó)際先進(jìn)水平設(shè)計(jì)：利用系數(shù)為2.3噸/立方米·天，焦比為290千克/噸鐵，煤比為200千克/噸，燃料比為490千克/噸，風(fēng)溫為1300攝氏度，煤氣含塵量為5毫克/立方米，一代爐役壽命為25年等。首鋼京唐兩座高爐投產(chǎn)以來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐表明，中國(guó)煉鐵技術(shù)自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新取得了重大進(jìn)展。

首鋼京唐廠景

綠色創(chuàng)新階段的顯著特征是轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展。2013年后，中國(guó)煉鐵工業(yè)由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向綠色創(chuàng)新階段，生鐵產(chǎn)量開始略微降低，產(chǎn)量穩(wěn)定在7億噸左右。伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，煉鐵工業(yè)面臨資源、環(huán)保和結(jié)構(gòu)調(diào)整的多重壓力，開始呈現(xiàn)減量化創(chuàng)新發(fā)展的態(tài)勢(shì)。注重高質(zhì)量和綠色環(huán)保是這一階段煉鐵工業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)。具有代表性的進(jìn)展是寶鋼湛江兩座5050立方米高爐的投產(chǎn)。湛江鋼鐵1號(hào)高爐和2號(hào)高爐分別于2015年9月25日和2016年7月15日順利投產(chǎn)。湛江鋼鐵高爐設(shè)計(jì)貫徹高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽、環(huán)保的技術(shù)方針，采用多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)及裝備。

寶鋼湛江鋼鐵廠景

此外，山鋼日照的2座5100立方米高爐分別于2023年12月和2024年1月順利投產(chǎn)。

山鋼日照鋼鐵基地廠景

這一階段，中國(guó)在綠色煉鐵新工藝，特別是熔融還原和直接還原方面也邁出了新的步伐。寶武集團(tuán)八鋼歐冶1號(hào)爐于2015年6月18日正式點(diǎn)火投產(chǎn)，其原型是2012年寶鋼羅涇的Corex-3000煉鐵爐，設(shè)計(jì)年產(chǎn)鐵水150萬(wàn)噸，是目前全球最大最先進(jìn)的熔融還原煉鐵爐。此外，山東墨龍石油機(jī)械公司引進(jìn)消化了澳大利亞力拓的HIsmelt技術(shù)，于2016年6月開爐成功，首次實(shí)現(xiàn)了HIsmelt連續(xù)工業(yè)化出鐵，采用粉煤和粉礦直接冶煉出生鐵，取得了一系列的技術(shù)進(jìn)步。2013年5月，山西中晉太行礦業(yè)公司與伊朗MME公司在太原簽約，引進(jìn)并消化先進(jìn)的“直接還原鐵”工藝技術(shù)和設(shè)備（自主命名為CSDRI），計(jì)劃年產(chǎn)30萬(wàn)噸，該工藝將于2024年底投產(chǎn)，這將是國(guó)內(nèi)第一次用焦?fàn)t煤氣改質(zhì)生產(chǎn)直接還原鐵。