高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。
鼓风机送出的冷空气在热风炉加热到800～1350℃以后，经风口连续而稳定地进入炉缸，热风使风口前的焦炭燃烧，产生2000℃以上的炽热还原性煤气。上升的高温煤气流加热铁矿石和熔剂，使成为液态；并使铁矿石完成一系列物理化学变化，煤气流则逐渐冷却。下降料柱与上升煤气流之间进行剧烈的传热、传质和传动量的过程。
下降炉料中的毛细水分当受热到100～200℃即蒸发，褐铁矿和某些脉石中的结晶水要到500～800℃才分解蒸发。主要的熔剂石灰石和白云石，以及其他碳酸盐和硫酸盐，也在炉中受热分解。石灰石中CaCO3和白云石中MgCO3的分解温度分别为900～1000℃和740～900℃。铁矿石在高炉中于 400℃或稍低温度下开始还原。部分氧化铁是在下部高温区先熔于炉渣，然后再从渣中还原出铁。
焦炭在高炉中不熔化,只是到风口前才燃烧气化,少部分焦炭在还原氧化物时气化成CO。而矿石在部分还原并升温到1000～1100℃时就开始软化；到1350～1400℃时完全熔化；超过1400℃就滴落。焦炭和矿石在下降过程中，一直保持交替分层的结构。由于高炉中的逆流热交换,形成了温度分布不同的几个区域，①区是矿石与焦炭分层的干区，称块状带，没有液体；②区为由软熔层和焦炭夹层组成的软熔带，矿石开始软化到完全熔化；③区是液态渣、铁的滴落带，带内只有焦炭仍是固体；④风口前有一个袋形的焦炭回旋区，在这里，焦炭强烈地回旋和燃烧，是炉内热量和气体还原剂的主要产生地。
冷却系统
早期的小高炉炉壁无冷却设备，19世纪60年代高炉砖衬开始用水冷却。冷却设备主要有冷却水箱和冷却壁两种。因高炉各部分热负荷而异。炉底四周和炉缸使用碳砖时采用光面冷却壁。炉底之下可用空气、水或油冷却。炉腹使用碳砖时可从外部向炉壳喷水冷却，使用其他砖衬时，用冷却水箱或镶砖冷却壁。炉腰和炉身下部多采用传统的铜冷却水箱，左右间距250～300毫米，上下间距1～1.5米。炉身上部可采用各种形式的冷却设备，一般用铸铁或钢板焊接的冷却水箱。近几年来炉腰和炉身有的用镶砖冷却壁汽化冷却。但炉身下部由于热负荷较高，多改用强制循环纯水冷却；炉喉一般不冷却。冷却介质过去使用工业水，现在改用软水和纯水。直流或露天循环供水系统也已被强制循环供水系统所代替，后者优点是热交换好、无沉淀、消耗水量少等。
回收废铁的行情可能再次恶化：
新的不稳定因素正在浮现。“钢材的期货交易已经超过中国股票交易”。4月下旬中国证券业遭受冲击。建筑用钢筋的交易额接连几天达到6000亿元，超过了上证和深证的总交易额。股市泡沫破灭，失去方向的热钱开始涌入期货市场。与2015年底相比，钢筋的价格一度上涨50%以上。公司据世界钢铁协会预测，2016年中国钢铁需求为6.45亿吨，比上年减少4%。如果不符合实际需求的增产继续，再加上大量热钱流入，供需平衡的再度崩溃只是时间问题。“2016年是钢铁行业效益回升的决战年”，4月中国钢铁工业协会秘书长刘振江在行业会议上这样强调。但单从钢铁产业的生产一线来看，此次的“改革”极有可能与往常一样不了了之。4月，民营企业松汀钢铁的员工接到了返厂通知，厂方称将支付拖欠工资。松钢由于资金周转恶化，于2015年底停业，曾发生员工集体上天台跳楼讨薪的事件。近期开始恢复生产。据中国媒体报道，4月以后复产的钢企陆续出现。
将迎来新的发展机遇：从2013年11月， 钢铁迎来了长期的寒冬。钢铁过剩，价格急剧下降。2015年一季度大部分的钢企处于亏损状态。如何打破僵局，是国家和钢企面临的最大问题。 根据现有形势， 对此进行了简单分析，认为还是有可能突破现有问题的。 制造业出口+转型时期到来，自贸区的建立都将带动我国钢铁的发展。 自2013年国家建立上海首个自由贸易区后，2014年国家又集中批复建立广州、福建、天津3个自贸区，形成东部沿海自贸区群。
业内人士指出，国家自贸区的集中建设将有利于钢铁行业，特别是利于钢铁制造的转型升级。分析师向中国经济导报记者表示，“自贸区的建设或将打破传统的钢贸模式、制造模式，将降低钢铁企业的商业成本，增强市场竞争力，对国内钢铁行业转型升级具有指导意义。” 然而，相较京津冀一体化的建设规划对河北地区的产能带动，自贸区对钢铁行业的刺激并没有行业预期的大。
回收废铁之废铁的循环使用：
废铁是钢铁工业不可缺少的重要炼钢原料，也是一种优质的再生资源，经过回收加工、净化处理、再生利用回炉炼钢，可以进一步提高钢材的内在质量，可以“百炼成钢”。
2000—2012年我国生产粗钢总量46.1亿吨，利用废铁总量7. 37亿吨，综合平均废钢比16%。也就是说，进入21世纪前13年，我国有7亿多吨钢是用废铁再生利用冶炼生产的。
（一）炼钢废料
废铁是一种必不可少的炼钢炉料。在现代炼钢工艺里，无沦是“长流程”或“短流程”，没有废铁都不能炼钢；若入炉废铁达不到一定的废钢比，就会出现高温、高碳无法操作，这是由炼钢工艺所决定的。所以说，炼钢离不开废铁，是不可取代的炼钢原料。
（二）循环净化
大多数再生原料，如废塑料、废橡胶、废纸、废有色金属等，按照现在的再生制造技术工艺，再生一次，内在质量就降低一次，使再生产品质量较差。而废铁反复回炉炼钢、循环使用，不仅不会降低钢材的内在理化性能和技术指标，而且从某种意义上讲，炼钢过程就是钢水净化过程。废铁每回炉一次，其内在的有害元素（硫、磷、硅等）及其他杂质就被净化一次。所以说，用废铁回炉炼钢，有利于提高钢水的内在质量，提高钢材的理化性能和技术指标，可谓“凤凰涅粲、浴火重生”、“百炼成钢”。
西安回收废铁之球墨铸铁生产应用分析
球墨铸铁生产应用分析值得关注，球墨铸铁由於其糊状凝固的特徵决定所生产的铸铁由於补缩不良经常产生缩孔、缩松等缺陷，为了能在铸件生产以前预测这些缺陷情况，早在印年代国内外就开展了铸造过程数值类比。铸造过程数值类比是使用数值类比技术，在计算机虚拟的环境下类比实际铸件形成过程，包括金属液体的充型过程、冷却凝固过程、应力形成过程、判断成型过程中主要原素的影响程度，预测组织、性能和可能出现的缺陷，为优化工艺减少废品提供依据。 1962年丹麦的Forsund第一个采用电子计算机类比铸件的凝固过程，此后美国、英国、德国、日本、法兰西等相继开展了这方面的研究。我国于70年代末开始，大连理工大学、沈阳铸造研究所率先在我国开展了这一技术的研究，并分别于1980年发表了研究报告（郭可韧等，大型铸件凝固过程的数字类比，大连工学院学报，1980（2）1─16；沈阳铸造研究所，铸件凝固热场电子计算机类比，铸造，1980（1）14─22，此后在我国高等院校投入大量人力开展了这项研究。 在“六五”、“七五”期间国家攻关项目中部有计算机在铸造中应用的攻关项目，“六五”的项目为“大型铸钢件凝固控制”、 “七五”项目为“大型铸钢件铸造工艺CAD”，组织产、学、研联合攻关，大大推展了此项技术在我国的发展，清华大学、华中理工大学已分别能提供FT─Star和华铸CAE─Inte 4.0商品化学的软体并在三明重型机器有限公司等单位应用，获得了良好的效果。 计算机数值类比由前处理、中间计算和后处理三部分组成，包括几何模型的建立，格点划分，求解条件（初始条件和边界条件）的确定，数值计算，计算结果的处理及图形显示。其所用的数值类比的基本方法主要是有限差分法，有限元法和边界元法。 （1）凝固过程数值类比，主要进行铸造过程的传热分析。包括数值计算方法的选择，潜热处理、缩孔缩捡预测判别，铸件、铸型界面传热问题处理。 （2）流动场数值类比，涉及动量、能量与质量传递，其难度较大。使用的数值求解技术有MAC 法、SAMC法，SOLA─AOF法以及SOLA一─MAC法。 （3）铸造应力类比，此项研究开展较晚，主要进行弹塑性状态应力分祈，目前有Heyn模型，弹塑性模型，Perzyna模型，统一内变量模型等。 （4）组织类比，尚处起步阶段。分巨视、中观和微视类比。能计算形核数，分析初晶类型，枝晶生长速度，类比组织转变，预测机械性能。目前有确定性模型，Monte、Cellular、Automaton等统计法模型、相场模型等。 计算机及其应用是迅速发展的技术领域，铸造作为重要的工业领域之一，理应加强投入。研究开发计算机在铸造研究及生产领域的应用，彻底改变过去那种“睁眼型式，闭眼浇注”的状态，计算机的应用也必将会促进球墨铸铁的应用和发展。
