在高炉内将铁矿石(含天然矿和人造富矿)冶炼成生铁的工厂和配套设施设计。高炉炼铁厂是钢铁联合企业的主要组成部分，也可作为生产生铁的独立工厂。主产品为炼钢生铁和铸造生铁。钢铁联合企业中的高炉炼铁厂以生产炼钢生铁为主，而独立铁厂一般生产铸造生铁，均根据实际需要确定。1980年日本的铸造生铁占生铁总产量的1．75％，而美国则为1．46％。较小的高炉可用于冶炼铁合金(见铁合金高炉冶炼车间设计)。高炉炼铁厂工程设计范围一般包括：高炉设计生产能力、高炉炼铁厂平面布置设计，高炉鼓风系统工艺设计，高炉贮矿槽系统、上料系统、炉顶系统、炉体系统、风口平台出铁场系统、热风炉系统、粗煤气系统、炉渣处理系统、燃料喷吹系统设计，铸铁机室、铁水罐修理库、碾泥机室设计，高炉自动化系统功能设计。高炉炼铁厂设计内容主要包括原料和燃料、规模、工艺流程及工厂布置、主要技术经济指标。

简史        

1709年欧洲开始用焦炭炼铁，1776年高炉应用了蒸汽机带动的鼓风机，1832年回收炉顶煤气，1857年应用了考贝式热风炉，逐步形成了近代高炉雏形。19世纪下半叶，高炉容积逐步扩大，设备结构趋向完善。20世纪初至50年代，美国采用了人造富矿以及高压炉顶、综合鼓风技术，为高炉发展奠定了基础。70年代卢森堡研制无料钟装料设备成功，为进一步扩大炉容和提高炉顶压力创造了条件。60年代初，高炉最大炉容达2000m³ ，日产生铁4000t。随着精料、超高压炉顶、高风温热风炉、燃料喷吹、富氧、脱湿和计算机控制等技术的发展，70年代初炉容增大至4000～5500m³ ，日产生铁10000t 以上。90年代初，世界4000～5500m³ 的大型高炉已有约30座，高炉最长寿命达16年，一代炉役的单位炉容出铁量达10000t／m³ 。

1894年，中国汉阳钢铁厂建成第一座近代高炉，炉容248m³ 。20世纪50年代，中国先后在鞍山、本溪、武汉、包头等钢铁公司设计建成了容积为800～1500m³ 的高炉，建成了年产300万t 生铁规模的炼铁厂，设计采用了自熔性烧结矿、筛分整粒、高压炉顶技术。60年代采用了燃料喷吹技术。同期，成功地设计了冶炼钒钛磁铁矿(渣中含TiO₂ 达25％)的大型高炉，年产含钒生铁170万t 规模的炼铁厂，至80年代末已发展为280～300万t 的生产规模。70年代以来，中国先后采用了无料钟炉顶、高风温热风炉、计算机控制、余压回收和余热利用等技术。1985年，中国宝山钢铁总厂建成第一座4000m³ 级大型现代化高炉，至90年代初，又设计建成了两座更加先进的4000m³ 级望高炉，形成了年产1000万t生铁规模的大型炼铁厂。

原料和燃料        

炼铁厂必须具有可靠的原、燃料供应基地或稳定的来源。原、燃料的质量直接影响高炉冶炼技术经济指标，对原、燃料的有害元素(如硫、磷等)含量应严格控制，当采用特殊矿石(如含钒钛、氟等)时，应根据试验资料进行设计。

高炉炼铁的主要原料包括人造富矿(如烧结矿、球团矿等)和天然铁矿石。设计中通常以熔剂性烧结矿为主，必要时配入少量球团矿，烧结矿和球团矿用量占含铁原料量的85％(即熟料率)以上，直接入炉的天然矿石一般采用富块矿。辅助原料主要包括熔剂(石灰石、白云石)、锰矿、萤石和废铁。熔剂应尽量配入烧结矿中，直接入炉部分只作调剂炉渣成分用。高炉炼铁的主要燃料是焦炭，要求灰分低(≤13％)、含硫低(≤0．6％)、强度好(M₄₀ ≥76％)。辅助燃料有煤粉、重油、天然气等(见高炉燃料喷吹系统设计)，可用以取代部分焦炭，也是调节炉况和增产的手段。

规模         

炼铁厂规模一般以高炉一代炉役中生铁的平均年产量表示。在钢铁企业中，生铁的主要用户是炼钢厂，一般以炼钢生铁的需要量作为确定炼铁厂规模的主要依据，如需生产其它生铁时，其产量应包括在设计规模中。炼铁厂规模的大小应与高炉炉容和座数相适应，新建厂宜选用较大的炉容。考虑到钢铁厂的煤气平衡和炼钢厂的均衡生产，中国设计的新建炼铁厂一般配置2～3座高炉，并考虑发展的可能性，不同规模炼铁厂配置的炉容级别见表1。

工艺流程及工厂布置          

炼铁厂工艺流程见图1。工厂布置见图2。炼铁厂的组成与生产规模、高炉容积、技术装备和产品种类有关。高炉炉渣不能利用的工厂，应设足够储量的弃渣场。工厂布置与厂区地形及钢铁联合企业的总体布置有关。

主要技术经济指标            

高炉主要技术经济指标是反映炼铁厂综合水平的标志，是在高炉物料平衡、热平衡计算的基础上，与冶炼条件、技术装备类似高炉的生产指标进行对比修正后确定。设计指标通常一年平均值表示。

炼铁技术发展趋势        

主要包括：(1)在今后较长时期内，高炉炼铁仍将是生铁生产的主要手段。由于世界焦煤储量短缺，高炉炼铁技术的发展将在精料的基础上进一步降低焦比，开发非焦煤能源的利用，如提高煤粉喷吹量。在降低高炉能耗的同时，发展长寿技术，开发计算机专家系统，炉容逐步大型化。(2)直接还原法作为高炉炼铁法的补充，将在钢铁工业发展中占有一定地位。它可以不用焦炭，而以天然气、石油、非焦煤等为能源。20世纪60年代进入工业化阶段后，直接还原铁在特殊钢和优质钢的生产中发挥提高产品质量的特殊作用。(3)熔融还原法炼铁摆脱了高炉法对于昂贵焦炭以及直接还原法对于天然气、石油的依赖，缩短了生产工艺流程，减少了环境污染，生产的铁水适用于转炉炼钢。1989年南非钢铁公司(ISCOR)新建的30万t／a熔融还原装置投入生产。90年代许多国家筹划建设熔融还原装置。预期熔融还原技术将有较大发展。