提高能量利用效率和加强环境保护是当今世界工业发展的主题，钢铁冶金工业也不例外。为了实现可持续发展，高炉炼铁面临着高产、低耗、低污染的巨大挑战。但是经过几十年的长足发展，在常规技术广泛应用的基础上，高炉的操作性能已经达到一个较高的水平，而且基本趋于稳定，要进一步降低高炉能耗和提高效率相当困难。在此背景下，一些革新的高炉炼铁技术被提出，其中包括更高效地利用钢铁厂的副产煤气。本论文重点研究的是高炉喷吹还原气(高炉炉顶煤气、转炉煤气和焦炉煤气)技术。研究过程中，采用多流体高炉数学模型对高炉喷吹高炉煤气、转炉煤气以及焦炉煤气等操作进行了模拟，与实际的传统操作工艺进行了比较，并且对该喷吹技术的实际应用前景和主要问题进行了客观分析。 在保持回旋区温度、炉腹煤气量以及铁水温度一致的前提下，将高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气分别代替20％鼓风常温下喷吹入高炉风口。利用回旋区热模型和多流体全高炉数学模型对这些操作进行了详细的模拟分析，模拟结果表明：与常规操作相比，高炉喷吹还原煤气时为维持稳定的炉缸热状态，鼓风富氧量大幅增加；而高炉炉身温度下降；但整个炉内H2/CO浓度显著提高，炉身烧结矿间接还原加速；铁水产量明显增加，高炉热效率改善。若分别喷吹168Nm3/thm高炉煤气(同时富氧22％)、166Nm3/thm转炉煤气(同时富氧21％)和151Nm3/thm焦炉煤气(同时富氧24％)，高炉产量将对应增加15.82％、18.40％和26.60％，且吨铁热支出减少5.95％、9.00％和15.95％。 高炉的热平衡分析表明：喷吹高炉和转炉煤气由于CO2含量高，增加炉内溶损反应和焦炭消耗，但由于此时直接还原热消耗、炉墙热损失以及炉顶煤气携带的显热均明显减少，最终贡献了全高炉更高的热利用效率。而焦炉煤气富氢低CO2，故在三种煤气喷吹操作中其喷吹效果最显著，体现在更高的产量、更低的还原剂消耗和更少的CO2排放。 如果经济的工艺氧制备等相关技术成熟，高炉喷吹各种副产煤气这项新技术将具有广阔的应用前景。