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炼铁的原理

炼铁

高炉炼铁拼音:liàntiě

将金属铁从含铁矿物(主要为铁的氧化物)中提炼出来的工艺过程，主要

有高炉法，直接还原法，熔融还原法，等离子法。

高炉炼铁是指把铁矿石和焦炭，一氧化碳，氢气等燃料及熔剂(从理论上说把金属活动

性比铁强的金属和矿石混合后高温也可炼出铁来)装入高炉中冶炼，去掉杂质而得到金属铁

(生铁)。

其反应式为:

Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高温)(还原反应)

Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2(高温)(还原反应)

C+O2==CO2(高温)C+CO2==2CO(高温)

炉渣的形成:

CaCO3=CaO+CO2(条件:高温)

CaO+SiO2=CaSiO3(条件:高温）

化学原理

高炉生产是连续进行的。一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。

生产时，从炉顶(一般炉顶是由料钟与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断

地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风(1000~1300摄氏度)，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，这个过程叫做还原。

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熔剂结合生成炉渣，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。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。

基本流程

高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规

定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内

形成交替分层结构。

炉前操作

一、炉前操作的任务

1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁

口(现今渣铁口合二为一)，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流入渣、铁罐内，渣铁出完后封堵

渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。

2.完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。

3、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。

4、更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。

高炉基本操作制度:

高炉炉况稳定顺行:一般是指炉内的炉料下降与煤气流上升均匀，炉温稳定充沛，生铁

合格，高产低耗。

操作制度:根据高炉具体条件(如高炉炉型、设备水平、原料条件、生产计划及品种指标

要求)制定的高炉操作准则。

高炉基本操作制度:装料制度、送风制度、炉缸热制度和造渣制度。

高炉

横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为

炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，

生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部

分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的

风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中

的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，

从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成

炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉

等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产品高炉渣和高炉煤气。

高炉热风炉

热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以

通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等

技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、

延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。

铁水罐车

铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用

于高炉或混铁炉等出铁。

发展过程

我国炼铁始于春秋时代。那时候的炼铁方法是块炼铁，即在较低的冶炼温度下，将铁矿

石固态还原获得海绵铁，再经锻打成的铁块。冶炼块炼铁，一般采用地炉、平