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6．1 还原炼铁（15页，幅图,14，0个表）6.1概述7.1.1 钢铁生产方法简介7.1.2 氧化物还原的热力学原理7.1.3 燃料燃烧与还原能力6.2 铁氧化物间接还原7.2.1 CO、H2还原金属氧化物的热力学7.2.2 CO还原铁氧化物的平衡图7.2.3H2还原铁氧化物的平衡图7.2.4 浮氏体的还原6.3 铁氧化物的直接还原7.3.1 氧化物直接还原的热力学原理7.3.2 氧化铁的直接还原6.4 碳的气化反应及其对铁氧化物还原的影响6.5 复杂氧化物的还原6．1 还原炼铁（铁氧化物还原熔炼）6.1 概述（黄希古282）由金属氧化物提取金属的最简方法是氧化物的热分解。
但是，绝大多数金属氧化物的稳定性都很高，在一般冶炼温度（1000~2000K）的分解压都很小，即使在真空下，热分解也难于进行或其进行的速率很低。
因此，在工业上由矿石提取金属一般是采用还原法，即利用能与金属氧化物中的氧结合的还原剂，除去金属氧化物中的氧而获得金属。
金属氧化物在高温下还原熔炼是金属火法冶金过程中最重要的一环，它被广泛地应用于黑色、有色及稀有金属冶金中。
本章主要以炼铁生产为例说明金属氧化物还原熔炼的基本原理。
6.1.1 钢铁生产方法简介钢铁生产可分为炼铁、炼钢和轧制三个过程，钢铁生产由矿石到钢材又可分为两种流程，一种是“高炉炼铁”钢铁生产流程，另一种是“非高炉炼铁”钢铁生产流程，如图6-1所示。
↓↓图6-1 钢铁生产流程图“高炉炼铁”钢铁生产流程是：高炉还原炼铁―→氧气转炉炼钢―→轧机轧钢；“非高炉炼铁”钢铁生产流程是：直接还原熔炼或熔融还原熔炼―→电炉炼钢―→轧机轧钢。
前者称为长流程，后者称为短流程。
目前钢铁生产主要是采用长流程。
虽然各种钢铁生产方法的设备及生产方式差别很大，但其原理是相同的。
6.1.2 金属氧化物还原的热力学原理在金属氧化物的还原熔炼中，伴随有还原剂的氧化，通过新氧化物的形成，金属氧化物中的氧被移去而获得金属。
直接还原铁生产工艺——回转窑（一）2011-05-30 15:00来源：我的钢铁网试用手机平台回转窑直接还原法是以连续转动的回转窑作反应器，以固体碳作还原剂，通过固相还原反应把铁矿石炼成铁的直接还原炼铁方法。
回转窑直接还原是在950～1100℃进行的固相碳还原反应，窑内料层薄，有相当大的自由空间，气流能不受阻碍的自由逸出，窑尾温度较高，有利于含铁多元共生矿实现选择性还原和气化温度低的元素和氧化物以气态排出，然后加以回收，实现资源综合利用。
由于还原温度较低，矿石中的脉石都保留在产品里，未能充分渗碳。
由于还原失氧形成大量微气孔，产品的微观类似海绵，故也称海绵铁。
原料要求铁矿石(包括氧化球团矿、还原与燃烧用煤和脱硫剂是煤基回转窑直接还原生产的主要原料，是直接还原生产的物质基础。
原料的质量不仅对直接还原的生产效率、产品质量和能源消耗等技术经济指标有直接影响，还决定着直接还原工艺的成败。
因此，做好原料选择和加工准备是直接还原生产十分重要的基础工作，是能否生产出直接还原铁的关键。
一含铁原料的选用用于回转窑直接还原生产的含铁原料可以是天然铁矿石(即块矿，也可以是氧化球团。
决定含铁原料质量的主要因素是：化学成分、物理性质和冶金性能。
适宜于回转窑直接还原生产的铁矿石必须：含铁量高、脉石含量少、有害杂质少、化学成分稳定、粒度适宜，并且具有良好的还原性及一定的强度。
化学成分1．含铁量与脉石含铁原料以铁氧化物为主，还含有SiO2Al2O3、CaO、MgO等成分。
在回转窑还原过程中，所发生的主要化学变化是在固态下脱除含铁原料中的氧，而不能脱除脉石成分和其他杂质。
因此选用的含铁原料必须是含铁量高、脉石含量低。
通常要求含铁量在66％以上，脉石总量小于8%。
CaO与MgO通常在矿石中含量不多，在炼钢过程中不是有害成分，对回转窑工艺也没有大的影响。
一般要求原料中CaO<2.5%,Mgo<1.5％。
保留在直接还原铁中的酸性脉石SiO2和Al2O3导至炼钢电耗增高，生产率下降，渣量和各种材料消耗增加、炉衬寿命缩短。
