近年来，日本的高炉向大型化方向发展，世界生产的5000m3级高炉中，日本占80%以上，5000m3级高炉的形状示于图1。大型高炉的炉缸直径最大达到16m，炉子本体高度超过30m，如果加上附属设备高度达100m。从高炉炉顶装料装置交替装入由烧结矿、块矿和球团矿构成的炼铁原料（日本以烧结矿为主）和焦炭。从配置在圆周方向的风口（大型高炉约40个风口），向炉内吹入约1200℃的热风，风口内的焦炭与鼓风喷入的还原剂燃烧产生高温气体。该气体在向高炉上部运动的过程中，与铁矿石和焦炭进行热交换和还原反应。随着铁矿石的还原，生产出铁水（约1500℃）和炉渣，从出铁口排出。20世纪70年代，通过高炉解剖调查基本清楚了高炉内部现象（见图2）。明确了在1200℃~1400℃区域，由于烧结矿熔融，空隙率降低，煤气透气阻力增大，存在所谓的“软熔带”。高炉是逆流反应器，为了寻求顺畅的操作应该保持低的透气阻力。因此，改善软熔带的透气性非常重要。冶炼一吨铁所需的焦炭和喷吹还原剂的重量之和称为燃料比，现在日本一般是将煤粉作为还原剂喷吹。炼铁工序产生的焦炉煤气和高炉煤气作为钢铁厂的能源利用。20世纪90年代，为了充分利用这部分能源，曾有高燃料比操作的情况。但是，最近为减排CO2，..