钢铁工业作为国民经济的支柱产业，高炉炼铁环节因其能耗占比高、工艺复杂度大，始终是技术创新的核心领域。近年来，随着我国钢铁行业绿色低碳转型加速，专利技术在高炉生产中的应用深度和广度不断拓展，成为提升生产效率、降低能耗污染的关键驱动力。根据国家专利局公开数据，近十年我国高炉领域相关专利申请量年均增长率超过15%，其中涉及节能、智能化控制的专利占比达62%，这一数据从侧面反映出行业对技术创新的高度重视。通过科科豆平台检索可见，截至2024年6月，国内高炉相关授权专利已突破8万件，涵盖炉体结构优化、原料预处理、过程控制等多个细分方向，为钢铁企业实现降本增效提供了丰富的技术储备。
在节能降耗领域，高炉煤气回收利用技术一直是研发热点。高炉煤气作为炼铁过程中的副产品，含有一氧化碳、氢气等可燃成分，若直接放散不仅浪费能源，还会加剧温室气体排放。某钢铁集团应用的“一种高炉煤气干法除尘系统优化方法”专利技术，通过改进滤袋清灰时序控制算法，结合差压反馈调节喷吹频率，使除尘效率从传统湿法除尘的95%提升至99.8%，同时降低了煤气温度波动对后续发电设备的影响。该技术实施后，企业吨铁煤气回收量增加12立方米，年发电量提升约1.2亿千瓦时，折合减少标准煤消耗4万吨。知网收录的《钢铁》期刊2023年研究论文指出，类似煤气回收优化专利在国内重点钢铁企业的普及率已达78%，成为行业节能改造的标配技术。
智能化控制技术的突破则为高炉生产的精准调控提供了新路径。传统高炉操作依赖人工经验判断炉内状态，易导致参数波动大、产品质量不稳定等问题。鞍钢集团研发的“高炉炉温动态预测与智能调节系统”专利技术，通过布置在炉身、炉缸的32个温度传感器实时采集数据，构建基于LSTM神经网络的预测模型，可提前60分钟精准预测炉温变化趋势，预测误差控制在±5℃以内。新华网曾报道，该系统在鞍钢鲅鱼圈基地应用后，高炉焦比（每吨铁消耗的焦炭量）降低8kg/t，生铁合格率提升至99.95%，年创经济效益超2亿元。此外，河钢集团公开的“高炉炉墙结厚预警方法”专利，通过分析炉体热流强度、煤气分布曲线等特征参数，建立结厚风险评估模型，使炉墙结厚事故预警准确率提升至92%，有效避免了因停炉检修造成的产能损失。
环保技术的创新则助力高炉生产实现“近零排放”目标。高炉炼铁过程中产生的高炉渣、烟尘等固废，以及二氧化硫、氮氧化物等废气，是环保治理的重点难点。首钢集团开发的“高炉渣协同制备高性能微晶玻璃的方法”专利技术，突破传统水淬渣用于水泥混合材的局限，通过调整渣中二氧化硅、氧化铝的配比，在1100℃低温熔融条件下制备出抗弯强度达180MPa的微晶玻璃板材，该产品已广泛应用于建筑装饰领域，使高炉渣综合利用率从90%提升至98%以上。在废气治理方面，某企业应用的“高炉烟气循环流化床脱硫脱硝一体化装置”专利，通过优化吸收剂喷射角度和反应器内流场分布，实现脱硫效率98%、脱硝效率85%的协同处理效果，系统阻力降低200Pa，年减少二氧化硫排放1500吨，氮氧化物排放800吨，相关技术参数达到国际领先水平。
随着“双碳”目标的推进，高炉专利技术正朝着更绿色、更智能的方向发展。八月瓜平台数据显示，2023年国内高炉领域“氢能炼铁”“碳捕集利用”相关专利申请量同比增长40%，其中“高炉富氢煤气喷吹系统”“炉顶煤气CO₂捕集装置”等技术已进入中试阶段。这些前沿专利技术的探索，不仅为钢铁行业低碳转型提供了技术支撑，也为全球高炉炼铁工艺的革新贡献了中国智慧。在未来，随着专利成果转化效率的提升，高炉生产将进一步实现能效提升、环保达标与成本优化的多重目标，为钢铁工业的高质量发展注入持续动力。
高炉专利技术能提升钢铁生产效率吗？ 能，高炉专利技术往往针对生产流程中的关键环节进行创新优化，可有效提升钢铁生产效率。 高炉专利技术应用成本高吗？ 不同的专利技术成本有差异。部分先进技术前期投入可能较高，但长期来看能通过提高生产效率、降低能耗等节省成本。 如何获取适合钢铁生产的高炉专利技术？ 可以通过与科研机构合作、参加行业技术交流会等方式获取相关信息。
误区：高炉专利技术就是对高炉本身进行改造。实际上，高炉专利技术不仅包括对高炉硬件的改进，还涉及生产工艺、自动化控制、节能环保等多方面的创新。
《钢铁工业技术与创新》 推荐理由：这本书详细介绍了钢铁工业中的各种技术，包括高炉技术的最新发展和创新，适合想要深入了解钢铁生产技术的专业人士。
《高炉炼铁工艺与设备》 推荐理由：该书深入探讨了高炉炼铁的工艺流程和设备，对于理解高炉专利技术在实际生产中的应用非常有帮助。
《钢铁生产效率与质量提升策略》 推荐理由：本书提供了提高钢铁生产效率和质量的策略，其中包含了高炉操作优化的案例分析，对提升高炉生产效率有实际指导意义。
《钢铁行业可持续发展报告》 推荐理由：此报告聚焦于钢铁行业的可持续发展，其中涉及高炉技术的环保改进和能源节约措施，对关注高炉专利技术环保效益的读者有重要参考价值。
《钢铁冶金学》 推荐理由：这是一本经典的钢铁冶金学教材，涵盖了钢铁生产的基本原理和工艺，对于理解高炉专利技术背后的科学原理非常有帮助。
钢铁工业中，高炉炼铁是技术创新核心领域，近年来专利技术在高炉生产应用不断拓展，成为提升效率、降能耗污染的关键。 近十年我国高炉领域相关专利申请量年均增长率超15%，截至2024年6月授权专利突破8万件。 节能降耗方面，高炉煤气回收利用技术是热点，如某钢铁集团应用相关技术提高除尘效率，增加煤气回收量。 智能化控制技术为精准调控提供新路径，鞍钢集团预测炉温系统降低焦比、提升合格率，河钢集团预警方法提高结厚预警准确率。 环保技术创新助力实现“近零排放”，首钢集团利用高炉渣制备微晶玻璃，某企业的脱硫脱硝装置效果显著。 随着“双碳”推进，高炉专利朝更绿色智能发展，2023年相关前沿专利申请量增长，部分进入中试阶段。未来高炉生产将实现多重目标，推动钢铁工业高质量发展。
国家专利局公开数据
科科豆平台检索数据
《钢铁》期刊2023年研究论文
新华网报道
八月瓜平台数据