工业炼铁的核心过程可归纳为以下五个关键步骤，结合权威信息源整理如下：

一、原料准备

主要原料：铁矿石（如赤铁矿、磁铁矿）、焦炭（提供热量和还原剂）、石灰石（造渣）。

处理要求：铁矿石需经选矿提高品位，焦炭需干燥处理，石灰石需粉碎备用。

二、装料与分层

装料方式：按比例将铁矿石、焦炭、石灰石分层装入高炉，形成“焦-矿-石”三层交替结构。

料柱形成：通过炉顶装料装置分批送入，保持炉喉料面稳定。

三、高温熔炼

热源供给：从炉底风口鼓入高温热风（含空气或辅助燃料），焦炭燃烧生成一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO₂）。

核心反应：

1. 碳燃烧：$C + O_2 \rightarrow CO_2$（氧气充足时）；

2. 一氧化碳生成：$CO_2 + C \rightarrow 2CO$（高温缺氧环境）；

3. 铁的还原：$Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$（主要反应）。

四、造渣与分离

炉渣生成：石灰石与杂质（如二氧化硅）反应生成炉渣：$CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$，$CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$。

分层浮沉：铁水因密度大沉积于底部，炉渣因密度小上浮排出。

五、铁水与炉渣处理

出铁：铁水从底部铁口放出，炉渣从渣口排出。

后续处理：铁水需进行脱硫（如喷吹镁粉）、脱氧及成分调整，以符合炼钢要求。

总结

炼铁通过高温还原和造渣分离实现铁与杂质的分离，最终产出铁水和炉渣。该过程需严格控制原料配比、温度及气流分布，确保产品质量。