答：规律如下：（1）还原顺序。不论用何种还原剂，铁氧化物还原是由高级氧化物向低级氧化物到金

属逐级进行的，顺序是：
﹥570 Fe2O3---Fe3O4---FeO---Fe

℃

﹤570 Fe2O3---Fe3O4 ---Fe

℃

（2）用气体还原剂 CO、H2 还原时：Fe2O3 是不可逆反应；Fe3O4 和 FeO 是可逆反应；

（3）上述诸还原反应中，只有 FeO 间接反应是放热反应，其余都是吸热反应。

7、什么叫铁的间接还原？什么叫铁的直接还原？
答：用气体还原剂 CO 和 H2 还原铁氧化物的反应叫做间接还原，高炉内的 CO 是由焦炭和喷吹煤粉中 C

氧化而来的，间接还原是间接消耗 C 的反应。由于 Fe3O4 和 FeO 的间接还原都是可逆反应，所以要过量还

原剂保证反应的顺利进行，它们在高炉内块状带的中低温区进行。
用固体还原剂 C 还原铁氧化物的反应叫直接还原。因为直接还原是不可逆反应，它不需要过量还原剂

保证，但它们是大量的吸热反应，需要燃烧很多 C 放出热量来保证，它们在高炉内高温区进行。在高炉内块

状带内固体的铁矿石与焦炭接触发生直接还原的几率是很少的。实际的直接还原是借助于碳素溶解损失反应、

水煤气反应与间接还原反应叠加而实现的。

8、一氧化碳利用率和氢利用率？
答：一氧化碳利用率是衡量高炉炼铁中气固相还原反应中 CO 转化为 CO2 程度的指标，也是评价高炉间

接还原发展程度的指标。
氢利用率是衡量高炉炼铁中氢参与铁氧化物还原转化为 H2O 的程度的指标。

9、什么叫铁的直接还原度和高炉直接还原度？
答：高炉内铁矿石还原过程中直接消耗碳产生 CO 反应都属于直接还原，直接还原度就是反映这类反应

发展程度的标志，是衡量高炉能量利用的重要指标。它有铁的直接还原度和高炉直接还原度两种表示方法：
（1）铁的直接还原度 rd 它是以高炉内高价铁氧化物还原到 FeO 时都是间接还原为前提。从 FeO 还原到

金属铁，部分是间接还原，其余是直接还原，铁的直接还原度定义为从 FeO 中以直接还原方式还原得到的

铁量与全部被还原的铁量的比值。

（2）高炉直接还原度 Rd 它是高炉内以直接还原方式夺取的氧量与还原中夺取的总氧量的比值。

10、高炉炼铁中铁的直接还原和间接还原发展程度与碳消耗有什么关系？
答：在高炉炼铁过程中不可避免地既有铁的间接还原，也有铁的直接还原，两种还原各有特点：间接

还原消耗热量少，但需要过量还原剂保证，因此作为还原剂消耗的碳多；直接还原相反，消耗热量多而消耗
还原剂少。高炉内碳的消耗（也就是燃料消耗）既要保证还原剂的需要，也要保证热量的需求。而碳在氧化

成 CO 时，既放出热量供冶炼需要，也成为间接还原的还原剂。

11、从铁氧化物中还原铁和从复杂化合物中还原铁有什么区别？
答：高炉原料中的铁氧化物常与其他化合物结合形成复杂化合物，形成这些复杂化合物时放出热量，

能位降低，因此，从这些化合物中还原铁要比从自由铁氧化物中还原铁困难，要消耗更多的热量。

12

、铁矿石是如何被还原剂还原的？

答：铁矿石与气体还原剂 CO、H2 间的还原反应是气固反应，根据铁氧化物还原的顺序性，还原过程中

的单体矿石颗粒的断面呈层状结构以及没有进行反应的核心部分随反应过程的进行逐步缩小的事实，用还原
过程中呈层状结构的矿石颗粒截面来说明还原的各个环节，各个环节进行的顺序如下：

气体还原剂穿过边界层的外扩散；气体还原剂穿过产物层的内扩散；气体还原剂在反应界面吸附；界面化学
反应；反应产生的氧化性气体解吸；反应产生的氧化性气体穿过产物层的内扩散；反应产生的氧化性气体穿

过边界层的外扩散。

13、哪些因素影响铁矿石的还原速度？
答：铁矿石还原速度的快慢，主要取决于煤气流和矿石的特性，煤气流特性主要是煤气温度、压力、

流速和成分等，矿石特性主要是粒度、气孔度和矿物组成等。

（1）煤气中 CO 和 H2 的浓度。提高煤气中 CO 和 H2 的浓度，既可以提高还原过程中的内外扩散速度，又可

以提高化学反应速度，同时也增大了与平衡浓度的差值，从而可以加快铁矿石的还原速度。
（2）煤气温度。表面化学反应速度和扩散速度皆随温度的升高而加快。因此，高温对加速铁矿石的还原有

利，尤其是扩大 800~1000℃的间接还原区，对加速高炉内的还原过程是关键。

（3）煤气流速。当反应处于外部扩散速度范围时，提高煤气流速对加快还原速度是非常有利的，这是因为

提高煤气流速有利于冲散固体氧化物周围阻碍还原剂扩散的气体薄膜层，使还原剂直接到达氧化物表面。但

是，当气流速度提高到一定程度后（即超过临界速度），气体薄膜层完全冲走，随即反应速度受内扩散速度
或界面反应速度的控制，此时进一步提高煤气流速就不再起加快还原速度的作用，而高炉内的煤气流速远超