本論文聚焦高爐製程的富氧-氫躍升路徑，透過熱質衡算與關鍵約束量模型，理論分析了傳統高爐、噴吹循環煤氣及噴吹焦爐煤氣3種工藝的富氧上限和工作視窗，以及富氧率、循環煤氣量和焦爐煤氣量對低溫區熱平衡、理論燃燒溫度、焦比及爐腹煤氣量的影響規律。
研究結果顯示，傳統高爐在煤比為150 kg/t條件下，富氧率閾值需控制為7.9%以內，可維持理論燃燒溫度tf在（2 150±50）℃的順行區間，同時保證低溫區熱通量不小於2.8 GJ/t。採用噴吹循環煤氣工藝時，富氧率上限提升至52.23%，焦比顯著降低至207.44 kg/t，比基準工況下降18.6%。而噴吹焦爐煤氣工藝在低煤比條件下，富氧率上限達35.67%，焦比最低值降至183.91 kg/t，比循環煤氣工藝再降11.3%，展現出更優的碳減排潛力。
研究進一步發現，在tf穩定控制範圍內，富氧率每提升1%，風口循環煤氣量可增加9.15 m3/t，最大噴吹量達458.26 m3/t；焦爐煤氣噴吹量則隨著富氧率的增加呈非線性增長，上限值為293.27 m3/t。低溫區熱平衡呈現非對稱變化特徵，當富氧率從5%增大至35%時，熱需求下降22.4%，而熱供給降幅達31.7%，這種供需失衡現象為高爐熱管理提出了新的調控要求。
研究結果揭露了噴吹焦爐煤氣工藝的三重協同效應：透過富氧率提升實現工藝視窗擴展，借助H₂∶CO(質量分數比)來優化降低焦比，並利用煤氣重整反應調節熱平衡。