Introduction
随着我国钢铁工业的快速发展，2012年我国生铁年产量达到6.6亿吨，占世界年产量的近60%。一方面，矿产资源供应日趋紧张，原材料、燃料价格持续上涨；另一方面，产能过剩矛盾日益突出，市场竞争日趋激烈。钢铁企业利润空间逐步缩小，经营发展形势日趋严峻。钢铁企业依靠科学的管理手段和科技手段，挖掘内部潜力，优化产品结构，降低系统成本，提高企业效益。科技手段必须体现在技术进步和技术创新上。先进的技术是低成本炼铁的保证。
优化原料和燃料结构
原料、燃料质量是高炉炼铁生产的前提，是精矿技术的精髓；原料、燃料成本占炼铁成本的 2/3。因此，必须依靠科技进步和创新，采用先进的技术手段，优化原料、燃料的成分和工艺技术，通过相关试验和实践，综合分析不同成分原料、燃料的理化性能、冶金性能、高炉操作等因素的性价比，保证和提高精矿水平，实现低成本炼铁，获取最大的经济效益。
1.优化焦炭混合结构
焦炭在高炉冶炼中的作用是炉料骨架、还原剂、加热剂和渗碳。在当今大型高炉、高喷煤比的冶炼条件下，焦炭骨架的作用尤为重要，不仅要满足冷态机械强度的要求，还要满足高炉对焦炭热态性能的要求。焦炭的质量由主焦煤的量来保证，焦炭的成本主要体现在配煤上。因此，依靠先进的技术手段，优化配煤、配煤和炼焦工艺，在保证高炉焦炭质量的前提下，通过采购劣质煤或降低配煤中炼焦煤的比例来降低焦炭成本，是一项有效的技术措施。
2.优化喷煤结构
高炉喷煤技术在现代高炉炼铁中得到了广泛应用，起到了节焦增铁、降本增效、改善冶炼工艺、促进高炉平稳运行的作用。随着传统无烟煤资源的短缺和价格的居高不下，高挥发性、高爆炸性烟煤喷吹技术发展迅速，越来越多的高炉开始喷吹烟煤、褐煤等煤种。通过烟煤、褐煤、瘦煤、无烟煤、兰炭等煤种的混配，科学评价各种比例混煤的性价比，优化喷煤、配煤结构，改进高炉冶炼工艺，降低焦比，从而达到降低成本、提高技术经济指标的目的。
3.优化烧结矿混合结构
随着中国钢铁工业的发展，中国的铁矿石资源日益稀缺。进口矿石和国产矿石种类繁多，价格和质量参差不齐。科学、综合评价各种铁矿石的烧结性能和经济价值，合理利用国内外各种铁矿石资源，优化烧结矿混合结构，提高劣质低价矿的消耗比例，在降低烧结成本的同时提高烧结性能，是我们面临的重要技术问题。此外，为了在低矿石配比条件下生产出低渣比的优质烧结矿，国外钢铁企业提出了 mebios（镶嵌式铁矿烧结）技术，开展了大量的实验室基础研究，并取得了一定的成果。目前，国内外均有工业化生产实例。
高炉运行指标参数的优化
随着高炉炼铁技术装备的发展，高炉操作人员在精料技术的基础上，充分利用富氧、高压、喷煤、高鼓风温度等先进技术，调整稳定合理的操作制度，优化高炉操作指标参数、以实现现代高炉 "高效、优质、低耗、长寿、环保 "的技术方针。要全面实现现代化高炉的技术方针，高炉操作必须由粗放型向精细型转变，树立科学的冶炼理念，转变操作观念，优化评价指标，实现低燃料比、低成本冶炼，取得经济效益和社会效益的双丰收。
1.冶炼强度指标的优化
冶炼强度是高炉冶炼强度的评价指标。实践证明，它与焦比（或燃料比）呈 U 型曲线关系。曲线的最低点对应最低焦比下合适的冶炼强度。冶炼强度的增减会使焦比增大。但随着精料、富氧、高压、喷煤、高鼓风温度等先进技术应用水平的提高和冶炼条件的改善，曲线会不同程度地右移，最低焦比会逐渐降低，适宜的冶炼强度会逐渐提高（见图 1），高炉利用系数会进一步提高。这也是长期以来大多数业内人士主张采用中等冶炼强度、适应冶炼条件的原因。
冶炼强度是以容积利用系数为基础的强化指标，中国于 20 世纪 50 年代从前苏联引进。它以容积燃烧强度来衡量高炉的强化程度。它在一定程度上误导人们采用粗放型的操作模式，仅以多鼓风、多焦炭、多出铁口作为衡量高炉生产能力的指标；同时，由于历史原因，在钢铁需求旺盛、产能不足、钢铁产品利润空间大的时期，片面追求高冶炼强度以达到高容积利用系数，大多重产量、轻能耗、重系数、轻焦比，导致燃料比长期偏高。随着我国经济转型的发展，对钢铁行业提出了更高的要求，相应的评价标准也需要改变。
因此，向忠勇院士提出的以炉膛面积利用系数为依据的方法更为科学，也更符合高炉冶炼的本质。宝钢高炉通过减少吨铁肚煤气用量进行强化的实践表明，减少燃料是降本增效的最有效途径。提高富氧率和炉顶压力是强化高炉的正确选择。
2.优化喷煤比例指标
喷煤是高炉炼铁节能降耗的一项重要技术措施。它对高炉炼铁的意义在于以煤代焦，降低焦比，节约焦炭生产投资和能耗，缓解主焦煤不足的矛盾；同时可以改善高炉冶炼操作，促进高炉稳定顺行。因此，一些企业不顾自身风温和精料水平，盲目追求高喷煤比，造成喷煤过量，降低置换比，提高燃料比，使炉灰含碳量甚至超过 50%。根据徐满兴教授提出的经济喷煤比理论，高炉某阶段的经济喷煤比应按焦比最低、燃料比最低、利用系数最高来计算。经济喷煤比的前提是喷煤比的增加不会引起燃料比和高炉烟尘含碳量的增加（一般≤20%）。
结束语
低成本炼铁是钢铁企业在原燃料资源日趋紧张、产能明显过剩、节能减排要求严峻的形势下求生存、谋发展的必然途径。具体措施是：依靠先进技术，优化原燃料结构，提高精矿水平，降低原燃料成本；优化高炉操作指标参数，树立科学的冶炼集约化理念，克服片面追求高产量指标（高冶炼强度、高利用系数、高喷煤比等），保持高炉煤气量。保持适合冶炼条件的煤气量，实现高炉的高效率，保持适合冶炼条件的经济喷煤比，达到提高置换比、降低燃料比的目的。
