煤炭并不能直接“融化”铁，但它是现代工业中炼铁不可或缺的还原剂和燃料。煤炭燃烧产生的高温以及产生的还原性气体，在炼铁过程中将氧化铁还原成铁。本文将详细介绍炼铁的原理、流程，以及煤炭在其中的作用，帮助你理解如何让煤炭能融化铁（实际上是还原铁）。

一、炼铁的基本原理：氧化还原反应

炼铁的核心是利用还原剂将铁矿石（主要成分是氧化铁，Fe?O?）中的铁元素还原出来。这个过程是一个氧化还原反应，其中铁元素被还原，还原剂被氧化。常见的还原剂包括焦炭（由煤炭高温干馏得到）和一氧化碳（焦炭不完全燃烧产生）。

二、炼铁的主要流程：以高炉炼铁为例

高炉炼铁是目前最主要的炼铁方法。其基本流程如下：

1. 原料准备

炼铁的主要原料包括铁矿石、焦炭、熔剂（石灰石等）。这些原料需要经过破碎、筛分等处理，保证粒度大小合适，以利于高炉内的反应。

2. 高炉装料

将处理好的铁矿石、焦炭、熔剂按一定比例分批从高炉顶部装入。装料方式通常采用倾斜式料斗或旋转布料器，以保证炉内料面的均匀分布。

3. 高炉冶炼

点燃焦炭，从高炉下部鼓入热风（通常经过预热，温度可达1200℃），使焦炭燃烧，产生高温。焦炭燃烧产生的热量用于熔化铁矿石，同时产生大量的一氧化碳（CO）。一氧化碳是主要的还原剂，它与铁矿石发生反应，将铁还原出来。主要的反应方程式如下：

Fe?O? + 3CO → 2Fe + 3CO?

4. 排渣与出铁

在高炉内，熔剂与铁矿石中的杂质（如SiO?、Al?O?等）反应生成炉渣。炉渣的密度比铁水小，浮在铁水上面。定期从高炉下部的出渣口排出炉渣。铁水则从另一个出铁口放出。铁水温度通常在1500℃左右。

三、煤炭在炼铁中的作用：提供热量和还原剂

煤炭在炼铁中发挥着至关重要的作用，主要体现在以下两个方面：

1. 提供热量

煤炭经过干馏后得到的焦炭是高炉冶炼的主要燃料。焦炭燃烧产生的高温是维持高炉内冶炼过程所需的能量来源。焦炭的燃烧反应方程式如下：

C + O? → CO?

CO? + C → 2CO

2. 提供还原剂

焦炭不完全燃烧产生的一氧化碳（CO）是主要的还原剂。一氧化碳与铁矿石中的氧化铁发生反应，将铁元素还原出来。前面已经介绍了该反应的方程式。

四、不同类型的煤炭对炼铁的影响

不同类型的煤炭由于其化学成分和物理性质的差异，对炼铁的影响也不同。通常来说，炼焦煤是优质的炼铁燃料。炼焦煤的特点是：

• 具有良好的结焦性，可以形成强度高的焦炭，不易破碎，保证高炉内的透气性。
• 灰分和硫含量较低，可以减少炉渣的产生，降低铁水中的杂质含量。
• 挥发分含量适中，有利于一氧化碳的生成。

五、炼铁技术的进步与煤炭利用的优化

随着科技的进步，炼铁技术也在不断发展，例如富氧鼓风、喷吹煤粉等技术，旨在提高炼铁效率，降低能源消耗，减少环境污染。其中，喷吹煤粉技术是将煤粉直接喷入高炉内燃烧，替代部分焦炭，从而降低炼铁成本。目前，很多钢铁企业都采用了喷吹煤粉技术。

六、炼铁实例分析

以宝武钢铁为例，宝武钢铁采用先进的炼铁技术，大幅度降低了煤炭的消耗，提高了钢铁的产量和质量。 他们在高炉炼铁中，注重对煤炭质量的选择，采用优质的炼焦煤和喷吹煤，并对煤粉进行预处理，提高其燃烧效率。同时，宝武钢铁还积极探索新的炼铁工艺，例如无焦炼铁、熔融还原等，以期进一步降低对煤炭的依赖。

七、总结

煤炭虽然不能直接“融化”铁，但在炼铁过程中发挥着不可替代的作用。它是提供热量和还原剂的关键原料。通过了解炼铁的原理和流程，我们可以更好地理解煤炭在现代工业中的重要性。合理利用煤炭资源，优化炼铁工艺，是钢铁行业可持续发展的关键。如果你对钢铁、煤炭等相关知识有兴趣，欢迎访问我们的website，了解更多信息。

（本文部分数据参考宝武钢铁official website）