本发明涉及一种海绵铁生产系统，包括依次连接的混气室、多级炉渣余热回收装置、气体收集室、还原炉，多级炉渣余热回收装置包括多个串联的炉渣余热回收室。海绵铁生产工艺，1)将甲烷和二氧化碳气体按体积1：0.8～1.5的比例通入混气室混合；2)混合后的气体经过多个多级炉渣余热回收装置反应生成还原气体；3)将还原气体收集后通入还原炉内对铁氧化物进行还原生产海绵铁。1)还原气体的制备可以利用高温炉渣的热量，不用额外消耗能源对其进行加热处理，可达到100％节约能源的效果；对高温炉渣余热进行回收，改善钢铁企业的环境，有利于钢铁企业实现利润最大化和可持续发展。