随着钢铁行业的发展，面临着资源、能源、环境的压力。传统的高炉炼铁工艺需要烧结矿和焦炭为原料，在造块和炼焦的过程中，会产生大量的污染；同时，中国的富铁矿和焦煤储量不多，资源短缺。从上个世纪开始，熔融还原炼铁技术有着较大的发展，Corex等工艺已工业化，在环境方面有较大优势。目前的熔融还原工艺中主要是利用煤炭，因此不能降低CO2的排放。因此，提出了氢-碳熔融还原新工艺，用氢气代替部分煤炭，实现降低CO2的排放量。　　 本文基于氢冶金原理提出了碳-氢熔融还原思想，其还原工艺原理表达为以下方程：　　 还原：Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O　　 供热：2C+O2=2CO　　 制氢：CO+H2O=H2+CO2　　 总反应为：Fe2O3+3C+3/2O2=2Fe+3CO2　　 H2通过水煤气转化，可以实现循环利用。氢-碳熔融还原工艺采用底吹氢气，铁矿在熔融状态下被还原为铁。为此，本文进行了氢碳熔融还原试验研究，为氢冶金提供有益的探索。　　 本工作进行了能耗分析，了解氢还原情况下的热力学优势；氢参加还原可以减少吨铁的热耗，可以减少传热压力；在高温下由于H2还原的平衡常数大，高二次燃烧情况下H2仍然可以保持好的还原性。通过水模拟以及10kg热模拟实验，明确了底吹情况下底吹气体最低、合适以及最大流速和流量；通过水模拟实验设计了本试验中内径为0.8mm的针孔式透气塞。在进行热模拟试验过程中，试验分为二个阶段；第一阶段是通过底吹氮气进行试验，对设备参数的摸索，考察了渣量、熔池温度、熔池的搅拌强度，石墨套等主要因素对还原情况的影响，同时获得了试验的操作参数。底吹氮气合理的气量为1.7-2.0m3/h之间，搅拌功为6.05-7.11kw/t;温度在1400-1500℃下，进行了碳还原动力学计算，碳还原速率常数为0.6-0.75g-Fe/ cm2·min。第二阶段进行了底吹氢气试验，试验比较顺利的实现了氢气和氮气切换。底吹氢气压力0.03Mpa左右，流量为1.2-1.8m3/h情况下，整个试验比较顺利，底吹效果比较好，氢气搅拌功为4.27-6.74kw/t;通过调节功率温度控制在1400℃左右，氢气还原速率常数为0.93-1.03g-Fe/cm2.min，跟固体碳比较氢气还原速率快；避免过泡沫渣形成，加矿量在15kg/h比较合理。　　 本工作通过进行底吹氢熔融还原试验研究，对了解底吹氢情况下的安全性以及工艺操作参数是很有帮助的，为今后大型的工艺化实验提供经验和理论计算依据。