一、古代炼铁技术的发展

　　人类使用铁的历史至少有5000年，2500年前的中国、印度、埃及和其他国家已经能够从矿石中提取铁。高炉炼铁法的历史约有600年。

　　原来的炼铁炉是用石堆炼铁法改造的。在土里挖一个坑，周围用石头堆起来，这叫地炉。以木炭为燃料，利用自然风燃烧、铁矿石加热还原，产物类似块状海绵铁。随着人力、畜力和水力鼓风法的出现，提高了产量，渣铁容易分离，提高了产品质量。为了适应冶炼耐火材料和难熔矿石，有必要增加熔炉的高度，于是竖炉开始出现，但其产品仍“熟铁球”含铁量高的炉渣可以熔化成液体。

　　14世纪中叶，出现了第一批冶炼生铁的高炉。由于水力鼓风的发展，高炉鼓风量增大，促使高炉炉缸温度升高，于是炉内海绵铁可以大量渗碳熔化，生产出生铁。但由于生铁无法锻造，难以使用，所以当时称之为“猪铁”生铁和矿石入炉后重新冶炼，得到熟铁，产量增加，形成了炼铁的两步操作法。

　　两步炼铁法的出现是钢铁冶金史上的一个转折点，并逐渐发展成为现代钢铁冶金工业的工艺流程。

　　二、现代高炉炼铁技术的演变

　　从19世纪中期开始，高炉炼铁的发展速度加快，新技术不断涌现。

　　1)采用精料。十九世纪四十年代开始生产人造富矿(烧结矿、方矿和球团矿等)起初，烧结配料中没有添加熔剂，烧结矿自然呈碱性到20世纪中期，发展为自熔性烧结矿，再发展为助熔性烧结矿，冶金性能大大提高高碱度烧结矿和球团矿成为高炉的主要原料，高炉基本不添加石灰石。此外，矿石混匀、整粒、筛查等技术也取得了很大进步。与此同时，焦炭的质量也在不断提高。这些使高炉冶炼指标明显提高。

　　2)高炉大型化。1860年以前，高炉最大容积为100~300m3，产量为30 ~ 50t/d;到19世纪末，体积增加到500~700m3，产量为400 ~ 500吨/d;20世纪，炉容不断扩大到1000~3000m3，20世纪后期，炉容增加到4000~5000m3，最高可达5500m3，日产铁1万多吨。

　　3)上下调节技术。其内涵是调整高炉上部的装料制度(包括批重、装料顺序、料线、斜槽角度或活动炉喉齿轮等)用下部调节供气系统(包括风口风速、爆破动能和其他爆破参数)将二者结合起来，得到高炉内合理的炉料分布和煤气分布，从而达到高炉稳定顺行煤气利用率高焦比低的效果。为了便于灵活布，1970年，卢森堡的保罗沃斯公司(保尔沃思)发明了无料钟炉顶，1972年在德国汉伯恩工厂首次应用，随后迅速推广这是炉顶设备的又一次革命。

　　4)高压操作。过去，高炉炉顶压力为0.01～0.02MPa，高压出现在20世纪中期(炉顶)操作时，初始顶压增加到0.07MPa，随着鼓风机容量的增加和设备制造水平的提高，20世纪后期最高压力达到0.15～0.25MPa。随着炉内压力增加，煤气速度减慢，高炉冶炼强度和利用系数大大提高。

　　5)富氧鼓风。为了减少煤气的体积，便于高炉顺行，提高冶炼强度和产量，20世纪中期出现了富氧鼓风技术，即在高炉鼓风中加入一些工业氧气。但由于风口前火焰温度的限制，这种技术在60年代高炉燃料喷射技术发展起来后才得到广泛应用。

　　6)加湿鼓风和除湿鼓风。为了避免大气湿度波动对高炉冶炼的不利影响，防止风温升高时风口前火焰温度高造成炉况不稳定，20世纪50年代开始广泛采用加湿鼓风技术，即在鼓风中加入部分蒸汽，通过调节蒸汽加入量来控制鼓风湿度。从20世纪60年代开始，大量燃料喷入高炉，风口前火焰温度不是太高，而是经常不足，加湿鼓风逐渐少用，取而代之的是除湿鼓风技术，即将鼓风中的自然水分去除到合适的程度，以维持风口前合适的火焰温度，同时保持鼓风湿度稳定。

　　7)高风温技术。随着原料的改进燃料喷射技术的发展操作水平的提高以及热风炉结构和耐火材料的改进，高炉风温水平从20世纪中叶的500 ~ 600℃提高到20世纪后期的1100 ~ 1350℃。由于风温水平大大提高，焦比明显降低。

　　三、中国高炉炼铁的发展

　　中国的炼铁始于2500年前的春秋时期、战国之交，铁被广泛用于武器、农具和家庭用具。汉武帝时(公元前110年)炼铁归官营，先后设置49个铁官。东汉发明水力代替人力鼓风，有力地促进了炼铁生产的发展。在1400年前的南北朝时期，煤被用于一些冶铁炉中。用木风箱吹空气也是早的。这些事实表明，中国和世界的发展中国古代的炼铁技术是世界上较早的、较快的。后来由于长期闭门造车，炼铁技术逐渐落后。

　　19世纪下半叶，叶清政府开始建立现代矿冶工业，发展现代军事和民用工业。由湖广总督张之洞于1890年兴建的汉阳铁厂是中国第一家现代化炼铁企业。这座工厂于1894年建造了两座248立方米的高炉(每个建筑每天生产大约100吨生铁)因为可乐是从德国进口的，直到1896年才被正式挖掘。1908年，盛宣怀将汉阳铁厂由官办工厂改为官督商办，成立汉冶坪煤铁厂矿公司自行生产焦炭，并于1910年新建477m3高炉(生铁的日产量约为250吨)，使该公司成为当时东亚最大的钢铁企业。

　　辛亥革命后，大冶新建了两座650 ~ 700 m3高炉(每日生铁约450吨条)汉阳铁厂又建了一座477m3高炉。第一次世界大战期间，钢材价格飙升，汉冶萍公司生产发展起来但战后钢价暴跌，公司走向衰落，1925年被迫停产。除了汉冶萍公司，第一次世界大战前后(从1915年到1920年)，本溪、鞍山、上海、阳泉、石景山等地也建了10多座高炉(其中200~695m3高炉7座，其余为100m3以下小高炉)1920年，生铁年产量达到43万t，但由于钢材价格下跌，部分工厂倒闭，使得随后几年生铁年产量降到40万t以下。

　　1931年“九•一八”事件和1937年“七•七”事变后，日本侵略者掠夺中国 在他们占领的地区建造了许多高炉和钢铁厂。同时，当时的中国政府将汉阳铁厂、六河沟铁厂、上海钢铁厂内迁，在四川、云南建了一批小钢厂，投产了。这样，国民党统治区和日据区的生铁产量在1942年达到最高年产量178.7万t(其中，国统区7.8万t，敌占区170多万t)1945年日本投降，大部分钢铁厂被毁，生铁年产量下降到不足20万吨1949年，中国只有9座高炉可以开工。

　　抗日战争和解放战争时期，解放区军民和科技人员于1938年在延安建成了现代化的小高炉柳沟铁厂1942年安，1946年长治小高炉然后把阳泉的20t高炉搬到这个厂，19471948年恢复阳泉的13号高炉。解放区的炼铁工业虽然规模不大，设备也比较简单，但有力地支援了革命战争，造就了一批技术和管理干部。人民政府成立后中华人民共和国中国在1949年，原来的高炉迅速恢复和改革，这导致了生铁产量的迅速增加1949年全国生铁产量只有19万t，1957年上升到593万t。1958年到1978年，有武汉钢铁公司、包头钢铁公司、攀枝花钢铁公司等几十家新建钢铁企业投产，加上老厂扩建，增加了100多座高炉，使1978年生铁产量增加到3470万t。

　　1978年实行改革开放政策后，中国的发展速度与日俱增炼铁工业进一步加速发展1978 ~ 1998年间，新建和改造了包括宝钢4063~4350m3高炉在内的一大批现代化大型高炉，新增300m3小高炉一大批，新增产能约8万m3。1997年，中国有3228座高炉(其中大于1000m3的有44个)年生铁生产能力为12648万吨。1993年，中国生铁年产量达到8730万吨从此，中国成为世界上铁产量最大的国家1995年以后，生铁年产量一直在1亿吨以上，1998年达到1186亿吨，占世界的 生铁产量/5以上。随着产量的增加，高炉的技术经济指标不断提高。

　　高炉不仅生产铁，还副产高炉煤气和高炉渣。高炉铁水是炼钢转炉的基本原料;高炉煤气是钢铁联合企业的重要气体燃料;高炉矿渣是淬炼成水渣后生产矿渣水泥的原料。高炉生产的稳定性直接影响钢铁联合企业的正常生产、稳定、平衡操作，高炉铁水质量直接影响炼钢生产和钢水及钢材质量。炼铁是能耗大户。高炉、烧结、三个炼焦工序的能耗约占钢铁联合企业总能耗的70%仅高炉能耗就占50%左右。