高炉炼铁的冶炼原理

生铁的冶炼原理相同，方法不同，设备各异，工艺流程自然不一样，下面我们来简单介绍一些：

高炉生产时持续进行的。一代高炉能连续生产几年到十几年。生产时从炉顶不断装入铁矿石、焦炭、溶剂，从高炉下部的风口吹进热风，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，此过程叫还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等溶剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化的高炉还可利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。

高炉内的还原气体产生于风口前的燃料燃烧，此过程产生了两大运动流，高炉内的一切反应均发生于煤气和炉料的相向运动和相互作用之中。它包括炉料的加热、蒸发、挥发和分解，铁及其它元素的还原，炉料中非铁氧化物的熔化、造渣和生铁的脱硫，铁的渗碳及生铁的行程，炉料和煤气之间的热交换等等，是一系列物理化学反应过程的总和。

高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料和溶剂三部分组成。

铁矿石

高炉冶炼用的铁矿石要求成分稳定，含铁品位高、脉石少、有害杂质少、矿石粒度均匀、强度好、还原性好。铁矿石含铁量的多少直接影响炼铁生产的各项指标。一般含铁量在30%以上的铁矿石才有开采价值。含铁量在45%以下的矿石，需经过选矿和造块，才能入炉冶炼。含铁量在55%以上的铁矿石可作为高炉富矿，经破碎后直接入炉冶炼。当前作为炼铁原料的铁矿石主要有：赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿、钒钛磁铁矿。

燃料

 高炉用燃料包括焦炭和喷吹燃料两大类。高炉对焦炭的要求是：具有合适的反应性，且含碳高、灰分和杂质低、强度好。焦炭在炼铁过程中有三种作用：一是燃烧供给热量（热源）；二是作为料柱骨架（气窗）；三是作还原剂。因此，焦炭中的含碳量越高越好。除了强度好和骨架作用外，高炉对喷吹燃料的要求及其作用与焦炭相同。但对其可磨性、燃烧性、粒度等有特殊的要求。

硫和磷极容易转到铁里而破坏铁的优良性能，因此，希望燃料中含硫、磷等杂质越少越好。

燃料中的灰分要低，灰分高会降低燃料的热值。

焦炭的机械强度要好，如果没有足够的强度，在炉料下降到风口之前，焦炭就被压成碎末，堵塞炉料的空隙，影响高炉的透气性。

高炉炼铁主要用焦炭作燃料。焦炭含碳量较高，气孔率高，最大的特点是机械强度（以转鼓指数表示）高，能满足大型高炉的要求。因此，目前在高炉炼铁中一般都采用焦炭作主要燃料。20世纪60年代开始盛行喷吹技术（喷煤、油、天然气等），目的在于部分取代宝贵的焦炭资源，但只能取代焦炭的还原剂和热源两个作用，而料柱骨架作用取代不了。焦炭是高炉炼铁必不可少的燃料。

溶剂

在铁矿石中，除铁以外，还有脉石及硫等有害杂质，在焦炭及煤粉中含有灰分，所以炼铁时要加入熔剂，与脉石和焦炭及煤粉中的灰分及其它杂质化合，形成炉渣，以达到降低脉石熔点并使杂质、灰分与铁水分离的目的。

高炉冶炼采用的熔剂主要有石灰石、白云石、蛇纹石等。对熔剂的要求是：碱性氧化物（主要是氧化钙）的含量要高，而酸性氧化物（主要是二氧化硅和三氧化二铝）的含量尽可能低，有害杂质硫、磷含量也要低，强度高，块度适宜。