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，从3-8问知两种还原各有特点：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，因此可从还原剂和热量需求上来分析。

(1)作为还原剂的碳消耗。

直接还原FeO+C=Fe+CO12

"Cd=56OJ[Fe]0d

间接还原FeO+nCO=Fe+(n-1)CO+CO2"c.=n5"°J[Fe]]1-0d)

若以还原单位Fe为基准，"Fe]=1，用rd作横坐标，碳素消耗作纵坐标作图可得图1-

3-2。得出的"'和"'随rd变化的两条线，它们相交于O'点，此时"'="C，也就是在rddidi

为rd。时，Fe直接还原形成的CO量正好满足"/(1-rd)。所要求的还原剂量，这时作为还原剂消耗的碳最低。解"'d="c.得rd=n/(1+n)。它表明决定最低还原剂消耗的rd。

是过剩系数！而！是随温度而变的，所以"d。也随温度而变，一般\=0.7)0.8。

图1-3-2碳素消耗与直接还原度的关系(.)作为热量提供者的碳消耗。

通过炼铁过程的热平衡可以推导出：

!c热=0+B"d

A=(Q-5076V(9800+v风-c-t)

B=(5076+0.215v风•c>tV(9800+v风•c't)

式中Q——冶炼单位Fe消耗的热量，kj/kg;

9800——燃烧1kg碳成为CO时放出热量，kj/kg;

v风•c"t燃烧1kg碳所需热风带来的热量，kj/kg。

v风为燃烧1kg碳消耗风量，m3/kg;c为热风的热容，kJ/(m3•°C);t为风温。

在！；-rd图上画出此线，交还原剂耗碳线于O点，该交点处的碳消耗既能满足还原剂的需要，也能满足热量的需要，是高炉炼铁的最低碳消耗。因为O点左侧>!Cft，而其右侧。所以O点处的直接还原度是冶炼的最低直接还原度"d^n，解热

可得

"d

0.215n-A

，在现代高炉操作条件下"d.=0.2)0.3，在喷吹含H.燃料时，由于

0.215n+B

H2的间接还原的作用，可降到0.10)0.15。