在炼铁炉内装入焦炭、铁矿石和熔剂（石灰石），通过鼓风使焦炭燃烧产生高温（约15 00℃以上）和还原性气体，与铁矿石发生化学反应，铁矿石中的氧化铁经过还原、渗炭，熔 化成铁水，脉石、熔剂熔化成炉渣，因铁水比重大而沉在下边，炉渣比铁水轻而浮在铁水上 面，铁水由出铁口放出，铸块冷却即为生铁。古代冶铁是在土炉和坩埚中用木炭燃烧从铁矿 石中炼出海绵铁。近代炼铁通常是在高炉中进行的，黑龙江省从1958年大办钢铁开始，经历 了土炉炼铁、简易高炉炼铁和现代小高炉炼铁三个阶段。
　　　　一、“土炉”炼铁
　　　　1958年“大办钢铁”期间，全省各地在几个月时间里，突击抢建了一大批土高炉，其名 目繁多，炉型各异。按外型分有大油桶式的、水缸式的、坩埚式的；炉膛容积从0．2立方米 到6．5立方米不等。构造原始，炉体简陋。炉壳多为普通红砖砌成，有的用大铁桶；炉膛内 衬，有的用水缸做内衬，有的用红砖抹上一层耐火泥，受热膨胀发生裂纹，保温性能差；送 风设备为人拉风匣、手摇风车、脚踏风车、马拉风车等。生产方式全靠人力手工操作，将铁 矿石用人工砸碎后，直接从炉顶装入，原料皆为贫矿、土焦。由于炉温低，铁矿石难以达到 熔化、还原，往往造成炉子“冻结”，炼不出铁来，偶尔炼出铁来，多是渣铁不分的劣质生 铁，难以利用。有的加入大量碎铁变成化铁炉。这批高炉，没有炼出多少铁，于1959年初全 部停产。
　　　　1959年全国推广广西陆寨“炼铁经验”，黑龙江省也建了“广西炉”。1959年9月在大西 林铁矿6号矿体山下斜坡地上，挖了一个长6米、宽4米、深2米的长方形大坑，将木材、煤炭 、铁矿石、石灰石分层填装，坑底留有点火风口（俗称马道），第一次装填时，高出地面2米 ，点燃后再随烧随炼随装填，随清渣，反复进行。在近一个月时间里，用掉木材200立方米， 铁矿石100吨，石灰石无计量，因时值秋季防火期而停炼，停炉后烧成一堆石粉和铁渣凝结混 杂、弃之可惜、拾之无用的残渣，浪费了上千个工日，实属劳民伤财的典型例子。
　　　　二、简易高炉炼铁
　　　　1958年“大办钢铁”期间，全省还建起一批“半土半洋”的简易高炉。简易高炉比“土 炉”有很大的进步。高炉炉壳为混合结构，即下部炉缸、炉腹用钢板焊接，上部炉腰、炉身 用红砖砌筑；炉内衬均为耐火材料砌筑，但耐火材料和砌筑质量不高；上料系统有简易斜桥 ，一般为钢结构的，也有木结构的，均用电动卷扬机上料；有简易的炉顶设备，有煤气回收 和重力除尘设施；送风系统采用电动离心式鼓风机，有“U”型铸铁管式热风炉，利用从炉顶 回收的煤气加热空气，但风温较低，一般在300—500℃之间；高炉容积一般分为8、13、28、 55立方米。这批简易高炉是“大办钢铁”期间炼铁生产的主体，从1958年一直坚持生产到19 61年，全省共建简易高炉283座，总容积3779立方米。由于普遍采用原矿和土焦，工人技术操 作不熟练，生产水平不高，高炉有效容积利用系数为每立方米每昼夜产铁0．4—0．6吨，入 炉焦比为每吨铁消耗焦炭2170—2794公斤。1961年底，在国民经济调整中全部停产。
　　　　三、现代小高炉炼铁
　　　　1959年牡丹江钢铁公司建的100立方米高炉；1966年西林钢铁厂建的100立方米高炉及19 69年以后全省保留下来的16座小高炉，基本上属于现代小高炉。其特点是，这批高炉是按定 型设计图纸进行施工的，高炉炉体全部为钢结构；有比较严密的炉顶设备和煤气回收、除尘 、净化设施；热风系统为考贝式热风炉（后来改为球式热风炉），风温较高，可达800—100 0℃；上料系统除卷扬机斜桥上料外，经过改造逐步配上高架料仓，利用皮带称量上料，提高 了机械化程度；出铁、出渣系统也经改造逐步实现了机械化；原料系统经过改造配套，实现 了熟料入炉；生铁质量逐步提高，达到了国家规定的质量标准；炉龄逐步延长，一代炉龄可 达3—5年。
　　　　现代高炉的构造为直立的圆筒形，分为炉顶、炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸几个部分 ，如附图。
　　　　炉顶有装料装置和导出煤气的上升管，装料装置为保证炉顶密封不使煤气泄漏，设有小 料斗、小料钟、大料斗、大料钟，小料斗上面为受料斗，其作用是接受由料车装入的炉料， 炉料由受料斗落入小料斗内，在小料斗内有布料装置，使炉料沿圆周分布均匀，小料斗下面 是小料钟，小料钟为圆锥形结构，关闭时起密封作用，当开放小料钟时，炉料落入大料斗内 ，大料斗下面由大料钟密封，大料钟亦为圆锥形结构，当开启大料钟时，便将炉料装入高炉 内。大料钟下面是炉喉，呈圆筒形。炉喉下面是炉身，炉身较高，呈截锥台形，由上向下逐 渐扩大。炉料在炉身预热，下降的铁矿石与上升的煤气流在炉身开始进行间接还原。炉身下 面是炉腰，为高度不大的圆筒形。炉腰下面是炉腹，呈倒锥台形。炉腹下面是炉缸，呈圆筒 形，其主要作用是存放铁水。在炉缸上部周围设有6—8个风口，热风从风口鼓入炉内，使焦 炭燃烧，产生高温，将炉料熔化。在炉缸底部设有一个出铁口，铁水由出铁口放出。在炉缸 中部设有出渣口，炉渣由出渣口放出。风口及渣口均采用水套冷却，以防止在高温条件下烧 坏，一旦烧坏易于拆换。炉缸下部是高炉基础。高炉外壳由钢板焊接而成，内衬砌筑耐火材 料。为降低炉壳温度，从炉身下部开始，在炉壳外面用水喷淋冷却，55立方米以上高炉在炉 腹炉缸部位的炉壳内装有通水的冷却壁。生铁的冶炼是在高炉内进行的，即从风口鼓入炉内 的风，使下降的焦炭在风口前燃烧，生成热量和还原性气体，上升的煤气流与下降的炉料互 相作用，使炉料预热，铁矿石被还原成铁，脉石与熔剂熔化成炉渣。
　　　　现代小高炉炼铁的生产工艺流程，由供料系统、送风系统、煤气回收和净化系统、出渣 、出铁系统组成。
　　　　供料系统：是指炼铁原料运入炼铁车间到装入高炉的一系列过程。烧结车间生产的烧结 矿和球团矿，由皮带运输机或汽车运往炼铁车间高架式原料仓或储料棚内，焦炭和石灰石熔 剂经破碎筛分后也运到炼铁车间。黑龙江省55立方米以上高炉采用机械上料，西林钢铁厂建 有容积为70立方米的高架料仓16个，海林钢铁厂建有50立方米的高架料仓7个，分别储存烧结 矿、球团矿、原生矿、焦炭、石灰石等炉料，在每个料仓下面均设有放矿溜嘴和槽下振动筛 及称量斗，采用机械或电子秤自动称量，经过筛分和称量的炉料，分批落入皮带运输机上， 运往受料坑，装入受料坑里的高炉料车内，料车由卷扬机经钢丝绳牵引沿上料斜桥提升到炉 顶，将料车内的炉料倒入受料斗，装入高炉内。海林钢铁厂采用微型电子计算机（单板机） 实行上料程序自动控制、自动补偿，使称量和配料较为准确。28立方米以下的小高炉多数为 人工手推胶轮小车将炉料推到炉前过秤后装入受料坑里的高炉料车内。1983年后，帽儿山钢 铁厂、双鸭山钢铁厂、勃利钢铁厂也采用了简易高架料仓，通过
　　　　 皮带机经称量后装入高炉料车，提高了上料机械化程度。
　　　　送风系统：是指由鼓风机鼓出的冷风经热风炉加热变成热风再送入高炉内的一系列过程 。黑龙江省28立方米以上的高炉采用电动离心式鼓风机，13立方米高炉采用罗茨鼓风机。鼓 风机经多次更新，逐步趋于合理。西林钢铁厂刚投产时采用每分钟300立方米的风机，因风量 小、风压低，后更新为每分钟700立方米的风机，1980年换成国家定型产品每分钟400立方米 的新风机。13立方米小炉投产时多采用“象鼻子式”的离心鼓风机，风量小、风压低，满足 不了高炉生产需要，1973年以后陆续换成罗茨鼓风机，风量每分钟120立方米，1982年以后各 厂又陆续换成每分钟160立方米的。随着高炉风机的不断更新，高炉生产水平逐步提高。
　　　　热风炉为轮换加热方式，即一座热风炉用煤气燃烧将耐火材料加热到一定温度后，停止 燃烧，送入冷风通过已被加热的耐火材料后，使冷风变为热风，再送入高炉；同时，另一座 热风炉则用煤气燃烧加热，由2座热风炉轮换加热，轮换送风，供给1座高炉热风。一般有1座 高炉的炼铁厂配有3座热风炉，1座燃烧，1座送风，另1座备用。有2座高炉的炼铁厂配有5座 热风炉，2座燃烧，2座送风，1座备用。黑龙江省的热风炉在建厂时均为考贝式热风炉，即为 直立的圆筒形结构，其内砌有格子孔型耐火砖，作为蓄热介子，用高炉自产煤气燃烧可将格 子砖加热到1200℃，停烧后送入冷风，通过炽热的格子砖，可使冷风温度加热到1000℃。19 75年勃利钢铁厂首先将考贝式热风炉改造为球式热风炉，球式热风炉的工作原理与考贝式相 同，只是将蓄热介子由格孔砖改为耐火球，由于蓄热面积成倍增加，而使热风炉高度减低一 半，热风温度更加提高，免除了考贝式热风炉在修炉时扒炉、砌炉的繁重劳动，只需把耐火 球扒出清灰后，再装入部分新球即可，从而降低了耐火材料消耗和缩短了修炉时间。黑龙江 省13立方米、28立方米高炉，到1978年已将考贝式热风炉全部改为球式热风炉；1983年海林 钢铁厂55立方米高炉也将考贝式热风炉改为球式热风炉，全省热风温度平均提高近200℃。由 热风炉加热后的热风，经内砌保温耐火材料的热风管道送往高炉，由高炉风口送入炉内。
　　　　煤气回收和净化系统：是指高炉煤气由炉顶上升管导出经过重力除尘、净化后，送给热 风炉燃烧及供应其他用户的过程。双钟式炉顶结构密封较好，大、小料钟交替开启使炉顶处 于密封状态。煤气由炉顶煤气上升管导出，进入重力除尘器利用容积突然增大的原理，使荒 煤气中夹带的矿粉、焦粉、石灰粉沉降在除尘器底部，称为瓦斯灰，可作为烧结原料回收利 用。经过粗除尘的煤气，仍然带有细颗粒的灰尘，不把煤气灰尘除掉，在热风炉燃烧时将会 堵塞热风炉格孔砖，而降低加热效果，所以还要进行洗涤、净化。黑龙江省高炉在建厂时都 采用洗涤塔——文氏管湿式除尘。洗涤塔为直立的圆筒形结构，内有木格子，煤气由重力除 尘器导出后，由洗涤塔下部进入，上升的煤气遇到由上向下喷淋的水滴，使煤气温度降低， 煤气中携带的灰尘被水滴所润湿凝聚成大颗粒，在重力作用下离开煤气流而随水一起排走。 文氏管由收缩管、喉口和扩张管组成，呈喇叭状，当煤气以高速通过喉口时，冲水与煤气剧 烈搅动，使煤气中细颗粒灰尘被水润湿凝聚而与煤气分离。煤气经洗涤塔一一文氏管净化后 ，含尘量可达每标准立方米20一100毫克左右，效果不够理想，而且由于黑龙江省地处高寒地 区，湿式除尘冬季易结冰。1975年勃利钢铁厂和扎兰屯钢铁厂首先将湿式除尘改造为干式布 袋除尘，即煤气由重力除尘器导出后进入直立的若干条布袋内，在压力作用下煤气通过布袋 过滤后逸出，而灰尘留在布袋内。布袋除尘器效果很好，可使煤气含尘量降到每标准立方米 10毫克左右，而且不用水，解决了冬季结冰问题。与干式布袋除尘配套使用球式热风炉，达 到了较为理想的效果。从1975年到1978年，黑龙江省28立方米以下小高炉普遍采用了这一先 进技术，对提高热风温度收到了明显的效果。经过除尘净化的煤气，除供应热风炉燃烧外， 多余部分还供应烧锅炉、烧石灰和供烧结车间用于焦粉的烘干。
　　　　出铁、出渣系统：是指铁水、炉渣从高炉放出后铁水铸块、排出炉渣的生产设施和过程 。铁水由高炉出铁口放出，经炉台铁水沟、彆渣器去掉夹带的炉渣，进行铸块。黑龙江省的 炼铁厂在刚投产时，均为炉前铸块，开始用砂子作模，后来改用铸铁模，铁水放入炉前平台 上成排的铁模内，喷水冷却，用人工搬铁，劳动强度大，而且铁块表面夹渣、带砂，质量不 好。1975年西林钢铁厂首先安装了铸铁机，至1980年全省各小钢铁厂也普遍安装了铸铁机， 实行了铸铁机械化，减轻了劳动强度，提高了生铁表面质量。铸铁机为链带式结构，上面排 满铸铁模子，由电动机带动缓慢移动，铁水经流槽注入铁模后边移动边喷水冷却，到端部铁 模翻转，将已凝固的铁块抛落在车上运出，或抛落到地上，喷水冷却后由人工装车运出。西 林钢铁厂1976年转炉炼钢投产后，供给炼钢用的铁水不经铸块，而直接流入铁水罐内，将热 铁水运往转炉炼钢。
　　　　黑龙江省高炉较小，投产初期，出铁时都由人工手锤钢钎打开出铁口，放完铁水后，由 泥炮往铁口里打泥堵铁口。西林钢铁厂最早采用汽动泥炮，1977年改为电动自锁泥炮。其他 小铁厂在刚投产时采用人工打泥堵铁口，因受炉内压力影响，堵泥较浅，堵入的泥经常被喷 出，不得不拉风减压重新打泥，劳动条件差，而且铁口易烧穿不安全。1975年以后，各铁厂 先后都安装了泥炮，开始是手动泥炮，有的是将泥炮吊起来安装在滑道上靠斜坡滑道的惯力 ，对准铁口滑下进行堵铁口。1980年各铁厂都普遍改成了电动泥炮，提高了机械化程度、基 本杜绝了铁口烧穿事故发生。
　　　　炉渣由高炉出渣口放出，开渣口、堵渣口皆由人工进行。黑龙江省各铁厂在刚投产时均 是放干渣，亦称火渣。高温炉渣放出后流到炉台上，打水冷却，凝固后人工进行清理，劳动 条件很差，由于清理不及时，经常堆成“渣山”，影响操作。1973年西林钢铁厂2号100立方 米高炉投产时，改为水冲渣，在1973年到1974年，全省各铁厂普遍改为水冲渣。水冲渣即是 将高温炉渣通过冲水淬成为细小颗粒的水渣，即在炉台下砌筑冲渣沟，高温炉渣放入渣沟内 ，冲水进行水淬，并将水渣冲入水渣池里，再用扒渣机或天车抓斗将水渣捞出，销往水泥厂 作为水泥原料。