第一节炉料在炉内的物理化学变化
炉料从炉顶装入高炉后，自上而下运动。被上升的煤气流加热，发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。
一、高炉炉内的状况
按炉料物理状态，高炉内大致可分为五个区域或称五个带:
1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带;
2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带;
3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带
4)由于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口带;
5)风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。
高炉解剖肯定了软熔带的存在。软熔带的形状和位置对高炉内的热交换，还原过程和透气性有着极大的影响。
二、水分的蒸发与结晶水的分解
在高炉炉料中，水以吸附水与结晶水两种形式存在。
1.吸附水
吸附水也称物理水，以游离状态存在于炉料中。常压操作时，吸附水一般在105℃以下即蒸发，高炉炉顶温度常在250℃左右，炉内煤气流速很快，因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。所以不会增加焦炭的消耗。相反，由于吸附水蒸发吸热，使煤气的温度降低，体积缩小，煤气流速降低，一方面减少了炉尘的吹出量，另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。
2. 结晶水
结晶水也称化合水，以化合物形态存在于炉料中。高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A1203·2Si02·2H20)中，结晶水在高炉内大量分解的温度在400~600C
三、挥发物的挥发
挥发物的挥发，包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。
燃料中的挥发分存在于焦炭及煤粉中，焦炭中挥发分质量分数为0.7%~1.3%。焦炭在高炉内到达风口前已被加热到1400~1600C，挥发分全部挥发。由于挥发分数量少，对煤气成分和冶炼过程影响不大。但在高炉喷吹燃料的条件下，由于煤粉中挥发分含量高，则引起炉缸煤气成分的变化，对还原反应有一定的影响。
除燃料中挥发物外，高炉内还有许多化合物和元素进行少量挥发(也称气化)，如S、P、As、K、Na、Zn、Pb、Mn和Si0、Pb0、K20、Na20等。这些元素和化合物的挥发对高炉炉况和炉衬都有影响。
四、碳酸盐的分解
炉料中的碳酸盐主要来自石灰石(CaC03)和白云石(CaC03·MgC03)，有时也来自碳酸铁(FeC03)和碳酸锰(MnC03)。
其中MnC03、FeC03和MgC03的分解温度较低，一般在高炉上部分解完毕，对高炉冶炼影响不大，CaC03的分解温度较高约910C，且是吸热反应，对高炉冶炼影响较大。CaC03的分解反应式为:CaC03=CaO+C02-178000kJ
若部分石灰石来不及分解而进入高温区则石灰石分解生成的CO2在高温区与焦炭作用:C02+C=2C0-165800kJ
此反应既消耗热量又消耗碳素，使焦比升高。为此，目前多采用使用自熔性或熔剂性烧结矿，减少石灰石用量，缩小石灰石的粒度等措施来降低焦比。
第二节还原过程和生铁的形成
高炉炼铁的目的，是将铁矿石中的铁和一些有用元素还原出来，所以还原反应是高炉内最基本的化学反
基本概念
1.还原反应
还原反应的通式为MeO+X=Me+X0。还原反应是还原剂X夺取金属氧化物Me0中的氧，使之变为金属或该金属低价氧化物的反应。高炉炼铁常用的还原剂主要有CO、H2和固体碳。 2.铁氧化物的还原顺序氧化物的分解顺序是由高级向低级逐渐转化的，还原顺序与分解顺序相同，遵循逐级还原的原则，从高级氧化物逐级还原到低级氧化物，最后获得单质。
