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把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理,就是利用氧化还原反应,在高温下用还原剂(主要是CO)从铁矿石里把铁还原出来.炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。主要反应式为Fe₂O₃+3CO=2Fe+3CO₂。在冶炼过程中,混在铁矿石中的Mn、Si、S、P等元素也会被C或CO从它们的化合物中还原出来。少量的C、Mn、Si、S、P等在高温下熔合在铁中成为生铁。

把生铁冶炼成钢要解决的主要问题，就是适当地降低生铁里的含碳量，调整钢里合金元素含量到规定范围之内，并除去大部分S、P等有害杂质。炼钢的主要反应原理也是利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣除去。炼钢时常用的氧化剂是空气、纯氧气或氧化铁。氧气顶吹转炉炼钢法中，用氧气直接和高温的铁水发生氧化反应，使部分铁变成氧化亚铁，2Fe+O₂=2FeO,之后，生成的氧化亚铁再把铁水里的Si、Mn、C等依次氧化，如C+FeO=CO+Fe。生成的CO能从铁水中直接排出，生成的SiO₂和MnO以及生铁里的S、P跟造渣材料生石灰相互作用成为炉渣排出。