炼铁及炼钢过程产生大量的高温熔融冶金渣,作为有望替代目前普遍采用的水淬法达到节能节水增效益的热能干法回收与利用工艺一直是钢铁行业没有解决的技术难题。其中高温冶金渣换热空气的高效高价值稳定利用是影响其工业化实施的重要环节,因此从数量、热品质及与钢铁产业的匹配方面对其进行深入研究就显得至关重要。本文以解决熔渣换热高温空气的利用问题为主要目标,探讨换热空气助燃高炉煤气热风炉和锅炉工艺,为炼铁工艺提供技术参考。首先,对换热空气和高炉煤气的产量以及热风炉利用工艺中的用量进行计算,得出热风炉的利用率分别为37.17%和27.3%,同时对工艺可行性分析,得出目前的除尘技术无法使热空气达到热风炉工艺的含尘量要求这一关键技术难题。其次,针对热风炉工艺含尘量的问题,提出新型涡旋除尘系统,并进行了Fluent数值模拟,得到除尘效率为74.59%,含尘量为25.41 mg·m^-3,达不到10mg·m^-3的热风炉标准,但适合用作高炉煤气锅炉的前置除尘操作。最后,根据高炉煤气锅炉的设计参数进行计算,表明利用现有高炉煤气锅炉能够100%的全量利用炉渣换热空气,锅炉的运行也能适应热空气助燃的条件,为高温渣风淬回收热能利用提供了高效高价值稳定利用的途径保障。针对熔渣换热空气含尘量大的特点,提出简易除尘锅炉燃烧末端精除尘的优化利用工艺,并开发了适应高含尘的燃烧器,为该工艺的实施提供了关键设备保障。通过以6500t·d^-1,规模的炼铁高炉为对象,对热风炉和高炉煤气锅炉工艺以及整体工艺的技术经济进行评价,年经济效益为6384.46万元/年,每日可节约标煤182 t,产生显著的经济和环境效益。