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钢铁的冶炼原理及生产工艺流程(共

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钢铁的冶炼原理及生产工艺流程

炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还

原出来的过程。

炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是

矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物

化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分

是作为炼钢原料。

1、高炉炼铁的冶炼原理（应用最多的）

一）炼铁的原理（怎样从铁矿石中炼出铁）用还原剂将铁矿石

Fe2O3Fe3O4FeO+

中的铁氧化物还原成金属铁。铁氧化物（、、）还

CCOH2Fe

原剂（、、）铁（）

二）炼铁的方法

1

（）直接还原法（非高炉炼铁法）

2

（）高炉炼铁法（主要方法）

三）高炉炼铁的原料及其作用

1

（）铁矿石：（烧结矿、球团矿）提供铁元素。

冶炼一吨铁大约需要—2吨矿石。

2

（）焦碳：

冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。

提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。

3

（）熔剂：（石灰石、白云石、萤石）

2

S

使炉渣熔化为液体；去除有害元素硫（）。

4

（）空气：为焦碳燃烧提供氧。

2、工艺流程

生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以

工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。

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（一般炉顶是由料种与

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。

生铁是高炉产品（指高炉冶炼生铁），而高炉的产品不只是生

铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种

指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤

气等。

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高炉炼铁的特点：规模大，不论是世界其它国家还是中国，高炉

的容积在不断扩大，如我国宝钢高炉是4063立方米，日产生铁超过

10000吨，炉渣4000多吨，日耗焦4000多吨。

目前国内单一性生铁厂家，高炉容积达到500左右立方米以上，

但多数仍维持在100-300立方米之间，甚至仍存在100立方米以下

的高耗能高污染的小高炉，其产品质量参差不齐，公布分散，不具

有期规模性，更不能与国际上的钢铁厂相比。国家已经命令高炉容

积小于200立方米的小钢铁厂于2007年年底前关闭，使用技术过于

陈旧的钢铁厂将在2010年之前逐步淘汰。

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