在我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，通過工藝技術(shù)創(chuàng)新和裝備技術(shù)進(jìn)步，高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷得到改善和提升。高爐燃料比、焦比和煤比分別從2000年的547kg/t、429kg/t、118kg/t演變到2020年的529kg/t、355kg/t、148kg/t，燃料比、焦比相應(yīng)下降了18kg/t、74kg/t，煤比提高了30kg/t；風(fēng)溫從2000年的1034℃提高到1115℃，提高了81℃；高爐利用系數(shù)、實(shí)物勞動(dòng)生產(chǎn)率等指標(biāo)不斷優(yōu)化，煉鐵工序能耗、污染物排放等指標(biāo)持續(xù)提升。21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)高爐技術(shù)裝備大型化進(jìn)程加快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2020年2000m3以上的大型高爐已經(jīng)達(dá)到90余座，其中5000m3以上巨型高爐8座，4000m3級(jí)特大型高爐18座，3000m3級(jí)高爐19座，2000m3級(jí)高爐48座。近期還將有一批搬遷新建和擴(kuò)容大修的大型高爐建成投產(chǎn)。

近10年來(lái)，我國(guó)高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷得到優(yōu)化和改善，主要表現(xiàn)在：

值得關(guān)注的是，近年來(lái)我國(guó)一批1000m3~2000m3級(jí)高爐異軍突起，技術(shù)進(jìn)步成就突出。高爐利用系數(shù)有的高達(dá)3.5t/(m3·d）以上，甚至達(dá)到4.5t/(m3·d）以上。某民營(yíng)鋼廠的1080m3高爐日產(chǎn)量達(dá)到了4000 t/d，燃料比、焦比、煤比分別為526kg/t、361kg/t、150kg/t，風(fēng)量為3000 Nm3/min，富氧率達(dá)到4.86%，風(fēng)溫為1140℃，爐頂壓力達(dá)到215 kPa，煤氣利用率達(dá)到50%，綜合入爐礦品位達(dá)到57.75%。

該級(jí)別高爐生產(chǎn)效率和消耗指標(biāo)達(dá)到甚至超過了2000m3以上的大型高爐，無(wú)論是容積利用系數(shù)還是爐缸截面積利用系數(shù)，都要高于2000m3級(jí)大型高爐的平均先進(jìn)水平。筆者通過實(shí)地調(diào)研和研究分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)一大批1000m3~2000m3高爐具有如下的技術(shù)特征：

在全球積極推進(jìn)碳減排和碳中和的背景下，國(guó)內(nèi)外為數(shù)眾多的鋼鐵企業(yè)開始研究探索低碳冶金、超低碳冶金、非碳冶金或氫冶金的前沿技術(shù)課題。以日本、瑞典、德國(guó)、韓國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家為代表，相繼開展此項(xiàng)研發(fā)工作：有的是在原有高爐煉鐵工藝的技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，力圖實(shí)現(xiàn)碳－氫耦合冶金（如日本COURSE50）；有的是創(chuàng)建全新工藝流程，以“綠氫”為能源研發(fā)新的冶金工藝，完全擺脫碳冶金的技術(shù)路線；有的是在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)新，從傳統(tǒng)的煤基碳素還原轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣鶜溥€原或碳－氫耦合還原。我國(guó)部分鋼鐵企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也相繼開展了低碳冶金或氫冶金的試驗(yàn)探索和工程研究工作，氫－氧高爐、全氧高爐、焦?fàn)t煤氣－合成氣豎爐直接還原，甚至是基于HIsmelt鐵浴法的熔融還原工藝裝置，都在開展工業(yè)化應(yīng)用的前期試驗(yàn)或者已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化初步應(yīng)用。

據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算，我國(guó)鋼鐵工業(yè)碳排放量占碳排放總量的15%~18%，是制造業(yè)中碳排放量最高的行業(yè)。面對(duì)日益嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境保護(hù)形勢(shì)，鋼鐵工業(yè)面臨著巨大的碳減排壓力，迫切需要開發(fā)能夠顯著降低CO2排放的突破性低碳冶金技術(shù)，以滿足碳達(dá)峰和碳中和的政策要求。與此同時(shí)，我國(guó)作為世界上最大的粗鋼生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，2020年粗鋼產(chǎn)量已達(dá)到10.65億噸，占全球粗鋼產(chǎn)量的57%，碳排放量占全球鋼鐵碳排放總量60%以上，鋼鐵工業(yè)碳減排的重要性和急迫性刻不容緩。我國(guó)目前鋼鐵制造流程，仍是以高爐+轉(zhuǎn)爐的傳統(tǒng)“長(zhǎng)流程”工藝結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位。2020年我國(guó)高爐生鐵產(chǎn)量達(dá)到8.88億噸，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)粗鋼比率約占90%；鋼鐵制造流程能源結(jié)構(gòu)“高碳化”，煤和焦炭等碳素消耗占能源總量近90%。

全球范圍內(nèi)，目前已有許多國(guó)家和鋼鐵企業(yè)對(duì)低碳冶金技術(shù)，特別是氫冶金技術(shù)進(jìn)行了戰(zhàn)略布局，而且呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展態(tài)勢(shì)。我國(guó)應(yīng)積極探索和統(tǒng)籌規(guī)劃適合我國(guó)國(guó)情的低碳冶金和節(jié)能減排技術(shù)路線圖，對(duì)未來(lái)技術(shù)研發(fā)方向和發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的戰(zhàn)略謀劃，面對(duì)世界百年未有之大變局，承擔(dān)起鋼鐵大國(guó)的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

面向未來(lái)，以高爐為核心的煉鐵系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化和動(dòng)態(tài)有序、協(xié)同連續(xù)、精準(zhǔn)高效運(yùn)行，是我國(guó)高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。必須加強(qiáng)現(xiàn)代大型高爐以穩(wěn)定順行為基礎(chǔ)的工程運(yùn)行理念，建立系統(tǒng)性、全局性的工程思維模式，不片面追求所謂“極低成本”和個(gè)別技術(shù)指標(biāo)的“領(lǐng)先”，擯棄不講客觀、不論條件的盲目攀比。

遵循鋼鐵冶金制造流程的基本規(guī)律，科學(xué)認(rèn)識(shí)高爐冶煉過程的動(dòng)態(tài)運(yùn)行規(guī)律，不斷總結(jié)提升，加強(qiáng)知識(shí)管理，做好卓越煉鐵工程師的培養(yǎng)，造就基礎(chǔ)扎實(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富、視野開闊的領(lǐng)軍人才，形成具有企業(yè)特色的現(xiàn)代化大型高爐煉鐵生產(chǎn)、管理的工程思維和工程理念。到21世紀(jì)中葉，高爐低碳煉鐵的主要技術(shù)路徑應(yīng)當(dāng)包括：