模拟喷吹煤气后高炉炉料的物理化学变化过程,借助扫描电镜、X 射线衍射仪、X 射线荧光分析仪等设备对该过程中炉料的物理化学变化进行了分析,研究了低温时炉料的粉化、炉料渗碳、脱碳过程,高温时的炉渣形成过程以及C 元素在铁水中的分配。研究结果表明:1. 温度是影响炉料低温还原粉化的主要因素,在500℃时粉化最为严重,在900℃时炉料的低温还原粉化基本结束,在500℃⁹00℃,炉料粉化率随温度升高而降低;相同温度条件下,炉料的低温还原粉化率随煤气中H₂ 含量的增加而增加,随CO₂ 含量的增加而减少;炉料中,烧结矿的低温还原粉化率较大,球团矿和块矿的低温还原粉化率较小。2. 初渣的生成与炉料的种类有关。酸性球团和天然块矿生成大量未还原的FeO和硅铝酸盐组成的初渣;烧结矿生成呈酸性的CaO—Al₂O₃—MgO—SiO₂的初渣。炉腹渣生成过程为:酸性球团和天然块矿生成的初渣在下降过程中,与烧结矿形成的初渣不断融合,吸收CaO 和MgO,转变为CaO—Al₂O₃—MgO—SiO₂四元渣系,此炉腹渣的二元碱度小于终渣的理论计算碱度,主要是由于石灰石未参与造渣和烧结矿中石灰石加入的不均匀引起的。3. 研究了低温区的气体成分对炉料渗碳的影响。高炉喷吹煤气后,炉料的渗碳在400～800℃内主要以波都阿尔反应进行,渗碳主要集中在边缘;在500℃～700℃时H₂ 对CO 的析碳反应有利,当温度达900℃时,H₂ 对CO 的析碳反应几乎无影响。4. 炉身下部到炉腹区,在1300℃时铁水的含碳量最低;高于此温度后,铁水含碳量随温度的升高而升高。这主要是由于在1300℃时刚形成的初渣含有较高FeO,当初渣与铁液接触时,[C]被渣中（FeO）氧化,使铁液含[C]量下降。5. 在炉缸区域,铁水含碳达到饱和,当铁滴穿过终渣层时,其含碳量有所降低。主要是因为铁滴穿过终渣时也发生（FeO）+[C]=Fe+CO 反应,此时渣中（FeO）含量虽少,脱碳反应的动力学条件很好,具有较强的脱碳能力。