工程科学学报.第43卷.第12期：1630-1646.2021年12月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.12:1630-1646,December 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.09.24.007;http://cje.ustb.edu.cn 炼铁新技术及基础理论研究进展 张建良2)，刘征建”，焦克新，3)，徐润生)，李克江)，王振阳，王翠)， 王耀祖，张磊3) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京1000833)北京科技大学大 安全科学研究院，北京1000834)北京科技大学人工智能研究院，北京100083 通信作者，E-mail:jl.zhang@ustb.edu.cn 摘要从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁 燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及治金尘泥再处理技术，从基础研究出发，提出了目前最具有潜力的炼 铁新技术：然后在国家碳中和战略的大背景下，综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展，为我国低碳炼铁发展提供依 据：最后从最新微观研究手段出发，介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展，多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机 理，为未来低碳炼铁发展方向提供思路 关键词炼铁新技术：低碳炼铁：非高炉炼铁：模拟仿真：节能降耗 分类号TG142.71 Progress of new technologies and fundamental theory about ironmaking ZHANG Jian-liang2,LIU Zheng-jian,JIAO Ke-xin),XU Run-sheng?,LI Ke-jiang,WANG Zhen-yang WANG CuP,WANG Yao-u,ZHANG Lep) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Research Institute of Macro-Safety Science,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 4)Institute of Artificial Intelligence,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:jl.zhang @ustb.edu.cn ABSTRACT The Chinese government made a statement at the 75th United Nations General Assembly in 2020 to increase the country's nationally determined contributions,adopt more effective policies and measures,strive to reach the peak of carbon dioxide emissions by 2030 and achieve carbon neutrality by 2060.In recent years,with the rapid development of the iron and steel industry,the iron and steel industry has been promoted by various measures such as large-scale equipment,high-efficiency energy utilization,and reduction of pollutant emissions.Moreover,this industry has gradually made efforts to achieve low-carbon emissions.However,due to the particularity of the steel industry's process system,the steel industry is still the main battlefield in China's carbon emission reduction. The ironmaking process accounts for the largest proportion of energy consumption and emissions in the entire process of iron and steel smelting.Annual CO2 emissions of the iron and steel industry account for 6.7%of total global emissions,of which the energy consumption and emissions of the ironmaking system account for the total energy consumption of the entire iron and steel process, facing the important challenge of saving energy and emission reduction.To adapt to the trend and realize the transformation and upgrading of the ironmaking industry,various processes of the ironmaking industry have made great efforts in reform and innovation in 收稿日期：2021-09-24 基金项目：国家自然科学基金资助项目(U1260202.41603007.51774032,51804025,51974019)炼铁新技术及基础理论研究进展 张建良1,2) 苣，刘征建1)，焦克新1,3)，徐润生2)，李克江1)，王振阳1)，王    翠2)， 王耀祖4)，张    磊3) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083    2) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083    3) 北京科技大学大 安全科学研究院，北京 100083    4) 北京科技大学人工智能研究院，北京 100083 苣通信作者， E-mail: jl.zhang@ustb.edu.cn 摘    要    从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁 燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及冶金尘泥再处理技术. 从基础研究出发，提出了目前最具有潜力的炼 铁新技术；然后在国家碳中和战略的大背景下，综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展，为我国低碳炼铁发展提供依 据；最后从最新微观研究手段出发，介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展，多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机 理，为未来低碳炼铁发展方向提供思路. 关键词    炼铁新技术；低碳炼铁；非高炉炼铁；模拟仿真；节能降耗 分类号    TG142.71 Progress of new technologies and fundamental theory about ironmaking ZHANG Jian-liang1,2) 苣 ，LIU Zheng-jian1) ，JIAO Ke-xin1,3) ，XU Run-sheng2) ，LI Ke-jiang1) ，WANG Zhen-yang1) ， WANG Cui2) ，WANG Yao-zu4) ，ZHANG Lei3) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 3) Research Institute of Macro-Safety Science, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 4) Institute of Artificial Intelligence, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 苣 Corresponding author, E-mail: jl.zhang@ustb.edu.cn ABSTRACT    The Chinese government made a statement at the 75th United Nations General Assembly in 2020 to increase the country’s nationally determined contributions, adopt more effective policies and measures, strive to reach the peak of carbon dioxide emissions by 2030 and achieve carbon neutrality by 2060. In recent years, with the rapid development of the iron and steel industry, the iron and steel industry  has  been  promoted  by  various  measures  such  as  large-scale  equipment,  high-efficiency  energy  utilization,  and  reduction  of pollutant  emissions.  Moreover,  this  industry  has  gradually  made  efforts  to  achieve  low-carbon  emissions.  However,  due  to  the particularity of the steel industry’s process system, the steel industry is still the main battlefield in China’s carbon emission reduction. The ironmaking process accounts for the largest proportion of energy consumption and emissions in the entire process of iron and steel smelting.  Annual  CO2 emissions  of  the  iron  and  steel  industry  account  for  6.7% of  total  global  emissions,  of  which  the  energy consumption  and  emissions  of  the  ironmaking  system  account  for  the  total  energy  consumption  of  the  entire  iron  and  steel  process, facing  the  important  challenge  of  saving  energy  and  emission  reduction.  To  adapt  to  the  trend  and  realize  the  transformation  and upgrading of the ironmaking industry, various processes of the ironmaking industry have made great efforts in reform and innovation in 收稿日期: 2021−09−24 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（U1260202，41603007，51774032，51804025，51974019） 工程科学学报，第 43 卷，第 12 期：1630−1646，2021 年 12 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 12: 1630−1646, December 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.09.24.007; http://cje.ustb.edu.cn