冶金工程

冶金工程是一个比较容易让人“误解”的专业。 

        一提到它，人们往往会将它和那些数不清的烟囱高炉，扫不尽的漫天尘土，看不完的冰冷的钢板铁材等联系在一起。因此，很多考生在面临专业选择时，往往视其为“畏途”，鲜有将它作为{sx}志愿专业的。那么，冶金工程专业究竟是怎样一门专业学科呢？它的培养目标是什么？就业前景如何？在科学技术高速发展的今天，各种新材料的研发和应用，冶金工程是否成为当今世界的“夕阳产业”？等等，带着这些问题，我们一同走进冶金工程这个广袤的世界。 

一、历史的骄傲、现代的支柱 

        说起冶金工程，在我国可以追溯到商周时期的青铜器时代。那时，丰富的冶铜技术就成为了中国冶金行业的源头，并迅速把整个青铜技术推到更高的阶段，建立了世界上最为光辉灿烂的“青铜文明”。 

        之后，我国的冶金技术在世界上又率先取得了突破：人们在漫长的冶炼过程中逐渐掌握了金属冶炼所需要的高温技术和较高水平的冶金处理技术。如柔化处理技术、炒钢技术、百炼钢技术、灌钢技术等。公元十五世纪，在明带中叶我国已大量开始生产金属锌。宋应星的《天工开物•五金》中有关于密封加热冶炼“倭铅”（即锌）方法的记载。明代的钱币“永乐通宝”也具有较高的含锌量。而欧洲到了十八世纪才开始冶炼锌。此外，宋应星的《天工开物》记载了我国古代冶金技术的许多成就，如冶炼生铁和熟铁的连续生产工艺，退火、正火、淬火等钢铁热处理工艺等。 

        新中国成立以来，国家一直非常重视冶金工业的发展。近年来，我国的钢产量连续居于世界前列，足见国家的重视和其迅速稳健发展的良好势头。诚然，现代科技的进步催生了一些高科技新材料的诞生和应用。但是，冶金材料在未来相当长的一段时期内，其优势和特性依然是其他材料所不可比拟和替代的。 

二、高新技术与学科发展xx结合 

    冶金工程专业是一门什么样的学科呢？它是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科，培养的是冶金工程领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。 

    高新技术和学科发展相结合是本专业的一大特点。主要体现在以下两个方面：一是通过冶金过程的优化和新技术开发{zd0}限度地满足相关产业对高品质冶金材料的要求，二是{zd0}限度地减少冶金生产的资源和能源消耗，减少对环境的污染。这也是本专业的前沿主攻方向。考虑到我国冶金行业清洁化生产水平低和特有的复合矿资源多样化的特点等因素，该专业不仅要致力于研究流程中废弃物的“四化”（即减量化、再资源化、再能源化和无害化）处理综合技术，而且还要对复合矿冶炼技术进行环保和经济意义上的评价和指导，并在此原则下开发复合矿的综合利用技术，最终实现我国高品质冶金材料的生态化生产。 

    根据以上特点，冶金工程专业主要有三大研究方向。一是冶金物理化学方向：学习内容包括冶金新理论与新方法、冶金与材料物理化学、材料制备物理化学、冶金和能源电化学等。二是冶金工程方向：学习内容包括钢铁和有色金属冶金新工艺、新技术和新装备的研究、现代冶金基础理论和冶金工程软科学、冶金资源的综合利用、优质高附加值冶金产品的制造和特殊材料的制备技术等。三是能源与环境工程方向：学习内容包括冶金工程环境控制、燃料的清洁燃烧与能源极限利用、工艺节能与余能回收、工业固体废弃物、城市垃圾处理、大气污染控制、技术及新产品的开发与试验工作等。这些广泛的分支领域构成了冶金工程的重要组成部分，极大地推进了冶金材料行业的发展与国家的工业建设。 

    与此同时，冶金工程技术也在不断汲取相关学科和工程技术的新成就进行充实、更新和深化，在冶金热力学、金属、熔锍、熔渣、熔盐结构等方面的研究会更加深入。随着冶金新技术、新设备、新工艺的出现，冶金产品将在超纯净和超高性能等方面发展。 

三、就业前景十分广阔 

    目前，全国仅有20多所高校开设有此专业，每年培养的专业人才非常有限，而市场需求量又特别大。有关统计数据显示，市场对冶金工程专业人才的需求是实际该专业毕业生人数的10倍。如此大的市场需求也为该专业的学子提供了广阔的就业前景。 

　　冶金工程是工学门类的一级学科，下设钢铁冶金、有色金属冶金和冶金物理化学三个二级学科。冶金工程是一门研究从矿石提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用性学科，培养的是冶金工程领域科学研究与开发应用、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与冶金企业管理等方面的高层次专门人才。

　　冶金是国民经济建设的基础

　　冶金是国民经济建设的基础，是国家实力和工业发展水平的标志，它为机械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工业、国防军工等各行各业提供所需的材料产品。现代工业、农业、国防及科技的发展对冶金工业不断提出新的要求并推动着冶金工程学科和工程技术的发展，反过来，冶金工程的发展又不断为人类文明进步提供新的物质基础。

　　研究方向根据国家需求设置

　　我国有许多冶金技术与发达国家相比还存在着一定的差距，如节能、高效、环保、新品种开发等方面是21世纪我国冶金技术面临的课题。

　　据北京科技大学冶金与生态工程学院副院长张建良介绍，北科大的冶金工程专业下设的研究方向大都是较前沿的研究方向，这些研究领域包括高炉炼铁新工艺与新技术、直接还原与熔融还原、高品质钢的品种及质量研究、凝固理论与连铸技术、特殊钢冶金、新钢种冶金工艺、材料和冶金过程中反应的物理化学、冶金物理化学与反应工程、有色金属冶金新工艺新理论、有色冶金过程模拟控制和节能优化、冶金工业生态与环保、资源高附加值循环利用技术开发、冶金能源技术。这些研究方向大多来自学校教授目前正在从事的国家或企业急需的研究课题，有很强的针对性。

　　中南大学冶金学院的冶金工程下设有色金属冶金、冶金物理化学、钢铁冶金、材料冶金、电化学工程、冶金环境工程6个二级学科。有色金属冶金的研究方向包括有色金属冶金新工艺及其基础理论、冶金过程强化与节能等。冶金物理化学的研究方向有冶金新理论与新方法的物理化学基础、冶金和材料计算物理化学等。钢铁冶金学科研究方向包括钢铁冶金短流程新工艺及理论等。材料冶金研究方向包括特殊冶金与材料制备等。电化学工程学科研究方向包括熔盐电化学等。冶金环境工程研究方向包括无污染冶金工艺及其基础理论等。

　　东北大学材料与冶金学院下设有色金属冶金、冶金物理化学和钢铁冶金3个二级学科。有色金属冶金的研究方向包括有色金属资源生态化综合利用、先进材料制备技术等。冶金物理化学的研究方向包括材料物理化学、电池材料与电池、资源综合利用与环境物理化学等，钢铁冶金的研究方向包括现代高炉炼铁学与非高炉炼铁、现代炼钢学与特殊钢冶金等。

　　材料和化学专业考生也适合报考

　　张建良说，除本科学习冶金工程的学生外，本科学习材料(如金属材料、无机非金属材料)、化学工程等相关专业的考生也适合报考。如化学专业的考生掌握扎实的化学热力学、动力学知识和较强的分析、检测方法，材料专业的考生对材料的性能和微观组织结构有更深入的了解，这些专业背景对其今后做相关课题有很大帮助。

　　跨专业考生报考冶金工程专业时可根据自身优势选择考研初试专业课科目。如安徽工业大学冶金与资源学院冶金工程专业初试专业课科目包括物理化学和金属学与热处理原理，考生可二选一；北科大冶金与生态工程学院的初试专业课科目包括普通生态学、传输原理和冶金物理化学，考生可三选一。   

　　冶金工程专业被评为xxxx一级学科的招生单位包括：北京科技大学、东北大学。

　　部分按冶金工程下设二级学科招收研究生的院校和科研院所包括：中南大学、辽宁科技大学、武汉科技大学、江西理工大学、昆明理工大学、上海大学、西安建筑科技大学、北京理工大学、北京有色金属研究总院、东北大学、钢铁研究总院、贵州大学、河南科技大学、吉林大学、江苏大学、江苏科技大学等。

　　部分按冶金工程一级学科招收研究生的院校包括：河北理工大学、重庆大学等。

中国冶金工业的发展

冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门，包括黑色冶金工业和有色冶金工业两大类，是重要的原材料工业部门，为国民经济各部门提供金属材料，也是经济发展的物质基础。 　　新中国成立50多年来，钢铁工业发展迅速。在大连、天津、上海等沿海城市发展钢铁工业的同时，在内地的包头、太原、武汉、重庆、攀枝花等地建设了一批大型钢铁和铁合金、耐火材料等辅助原料企业。在黑色冶金工业发展的同时，中国有色金属冶炼及加工业迅速发展起来，辽宁、黑龙江、山东、河南、四川、贵州、甘肃等地先后建设了一批大型氧化铝厂、电解铝厂和铝材加工厂。还在湖南、江西、贵州、广西等地建立了大型的有色金属生产基地。 　　2007年，中国有色金属行业工业增加值（按可比价格计算）比2006年增长18.7%，增幅比全国规模以上企业工业增加值的增幅高0.2个百分点。 　　2007年，中国钢铁行业取得了增长较快、结构优化、效益提高、节能 国际钢铁界的地位和影响提高的显著成绩。生产粗钢48924.08万吨，比上年增加6625.22万吨，增长15.66%；生产生铁46944.63万吨，比上年增加6189.22 ，总体呈较快增长态势。2008年{dy}季度中国钢铁产品出口同比下降了19.3%，但出口金额却同比上升7.6%。 　　中国冶金工业科技水平正在走强，“大而弱”的声音已经降调。中国应当以提高 一步提高冶金工业科技水平。冶金行业安全问题要引起高度重视，解决安全问题要采用综合性措施，常抓不懈。完善中国冶金行业的标准从一定意义上来讲是解决冶 构建安全标准体系保障行业健康发展。 　　今后中国有色金属行业要充分利用国内、国外两种有色金属再生资源，大幅度增加再生资源回收利 年主要有色金属铜、铝、铅、锌再生利用量达到650万吨的基础上，2020年再生金属利用量达到1200万吨，占总量的40%，再生资源循环利用能力显著增强。 　　未来3年，中国钢铁行业在内需的拉动下将出现{zj0}发展机遇期； 国钢材的实际需求增长将保持年均7.57%的增速。预计中南地区将成为未来中国钢铁产品需求{zj1}潜力的区域，武钢、鞍钢是最受益于下游行业需求增长的企业。未来5 [1][2][3]将发生变化，建筑行业和资源能源行业的需求所占比例将有所下降，而机械、轻工和汽车等行业需求所占比例将有所上升。

冶金工业的分类 　　冶金工业可以分黑色冶金工业和有色冶金工业，黑色冶金主要指包括生铁、钢和铁合金（如铬铁、锰铁等）的生产，有色冶金指后者包括其余所有各种金属的生产。 　　另外冶金可以分为黑色冶金工业、有色冶金工业、稀有金属冶金工业和粉末冶金工业。

炼钢工艺过程

  造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。

  出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。

  熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。

  电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。

  熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。

  氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2％左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。

  精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期。

  还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。

  炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同，又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。

  钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，如电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟。钢液在静止状态下，夹杂物*上浮除去，排除速度较慢；搅拌钢液时，夹杂物的除去速度按指数规律递增，并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。

  钢包喂丝：通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂，如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。

  钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约10～30分钟），精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH、DH），钢包真空吹氩法（Gazid），钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类。

  钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。

  惰性气体处理：向钢液中吹入惰性气体，这种气体本身不参与冶金反应，但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中H2、N2、CO的分压接近于零），具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理，就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳，可以降低碳氧反应中CO分压，在较低温度的条件下，碳含量降低而铬不被氧化。

  预合金化：向钢液加入一种或几种合金元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出；另一部则为钢水所吸收，起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前，与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。

  成分控制：保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分xx地控制在一个狭窄的范围内；一般在不影响钢性能的前提下，按中、下限控制。

  增硅：吹炼终点时，钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。

  终点控制：氧气转炉炼钢吹炼终点（吹氧结束）时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。

  出钢：钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中。

　　中国是世界上最早生产钢的国家之一。考古工作者曾经在湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，通过金相检验，结果证明是钢制的。这是迄今为止我们见到的中国最早的钢制实物。它说明从春秋晚期起中国就有炼钢生产了，炼钢生产在中国已有2500多年的历史。

原文

　　世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以“生铁”陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之“团钢”，亦谓之“灌钢”。此乃伪钢耳，暂假生铁以为坚。二三炼则生铁自熟，仍是柔铁，然而天下莫以为非者，盖未识真钢耳。予出使至磁州锻坊，观炼铁，方识真钢。凡铁之有钢者，如面中有筋，濯尽揉面，则面筋乃见；炼钢亦然，但取精铁锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼不耗矣。此乃铁之精纯者，其色清明，磨莹之，则暗暗然青且黑，与常铁迥异。亦有炼之至尽而全无钢者，皆系地之所产。

翻译

　　世上打铁所称的钢铁，是用熟铁盘绕起来，再把生铁嵌在它的中间，用泥把炉子封起来烧炼，锻打使它们相互渗入，叫做“团钢”，也叫做“灌钢”。这只是假钢罢了，暂时借助于生铁使它坚硬，烧炼2、3次以后生铁就成了熟铁，得到的仍然是熟铁。但是天下没有人认为不对的，那是因为不认识真钢罢了。我出使时，到磁州打铁作坊看炼铁，才认识了真钢。凡是有钢的铁，就像面里有面筋，洗尽柔软的面，面筋就出现了。炼钢也是这样，只要选取精铁锻打百多次，每锻打1次称1次，锻打1次就轻一些，直到多次锻打斤两却不再减少，那就是纯钢了。即使再锻打上百次也不会耗减了。这才是铁里面的精纯部分，它的色泽清明磨得光洁明亮了，就呈现暗淡的青黑色，与一般的铁明显不同。也有锻打到{zh1}却根本成不了钢的，全是因为产地的缘故。

简介

　　横断面为圆形的炼铁。用作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于技 术经济指标良好，工艺 简单 ，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入、、造渣用熔剂（石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的和，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、、、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是 ，还有副产和。

高炉冶炼用的原料及基本原理

　　高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）三部分组成。

　　通常，冶炼1吨生铁需要1.5-2.0吨铁矿石，0.4-0.6吨焦炭，0.2-0.4吨熔剂，总计需要2-3吨原料。为了保证高炉生产的连续性，要求有足够数量的原料供应。

　　因此，无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。

　　由于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℃），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。

产品

　　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，还有等，属于产品。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。

　　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。

冶炼过程

　　高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。

　　鼓风机送出的冷空气在热风炉加热到800～1350℃以后，经风口连续而稳定地进入炉缸，热风使风口前的焦炭燃烧，产生2000℃以上的炽热还原性煤气。上升的高温煤气流加热铁矿石和熔剂，使成为液态；并使铁矿石完成一系列物理化学变化，煤气流则逐渐冷却。下降料柱与上升煤气流之间进行剧烈的传热、传质和传动量的过程。

　　下降炉料中的毛细水分当受热到100～200℃即蒸发，褐铁矿和某些脉石中的结晶水要到500～800℃才分解蒸发。主要的熔剂石灰石和白云石，以及其他碳酸盐和硫酸盐，也在炉中受热分解。石灰石中CaCO3和白云石中MgCO3的分解温度分别为900～1000℃和740～900℃。铁矿石在高炉中于 400℃或稍低温度下开始还原。部分氧化铁是在下部高温区先熔于炉渣，然后再从渣中还原出铁。

　　焦炭在高炉中不熔化,只是到风口前才燃烧气化,少部分焦炭在还原氧化物时气化成CO。而矿石在部分还原并升温到1000～1100℃时就开始软化；到1350～1400℃时xx熔化；超过1400℃就滴落。焦炭和矿石在下降过程中，一直保持交替分层的结构。由于高炉中的逆流热交换,形成了温度分布不同的几个区域，①区是矿石与焦炭分层的干区，称块状带，没有液体；②区为由软熔层和焦炭夹层组成的软熔带，矿石开始软化到xx熔化；③区是液态渣、铁的滴落带，带内只有焦炭仍是固体；④风口前有一个袋形的焦炭回旋区，在这里，焦炭强烈地回旋和燃烧，是炉内热量和气体还原剂的主要产生地。