能量的来源和消耗  节约能耗（降低焦比）和提高高炉利用系数（增加产量）是高炉冶炼中两项最重要的措施。 
　　现代高炉每炼一吨炼钢生铁的总能耗约为4.2～4.8×106千卡（未扣除高炉剩余煤气可以回收的热值）。能量主要由加入高炉的燃料（焦炭和其他燃料）和鼓风带入的物理热来提供。高炉能量的来源与消耗如表： 

       为了查明高炉中热量的收支和利用情况，找出进一步降低燃料消耗的途径，常根据能量守恒定律，在物料平衡计算的基础上，进行高炉热平衡计算，分别计算出冶炼单位生铁时收支平衡的各项热能。常见的热平衡方法有两种：①全炉热平衡。分析和计算高炉生产全过程中各种热量的收支情况（见表）。此法使用较早，而且便于和一般外部能耗概念相比较。②区域热平衡。它是以高炉中某一部分作考查对象，计算和分析这一区域中热量的收支情况。高炉的上部和下部反应的情况不同，上部温度较低，主要进行炉料的预热和预还原，热量消耗较少，一般都有大量的热能和化学能被煤气带走，造成损失。高炉下部进行一系列直接还原反应和渣铁的熔化，需要消耗大量的热，而且必须确保必要的炉温，高炉才能正常生产。从高炉冶炼过程看,以在高炉下部温度高于900℃的区域进行热平衡计算为宜。 

　　高炉操作线图  是研究高炉冶炼过程，包括物料平衡和热平衡的一个较好的方法（图3）。 

高炉操作线图是1967年法国里斯特(A.Rist)提出的。决定高炉操作的主要反应全部涉及氧交换，如矿石还原、碳的氧化等。里斯特根据氧的来源──铁的氧化物、脉石中其他氧化物和鼓风，以及根据氧的去处──氧可与碳生成CO或转化为CO2,以O/Fe原子比为纵坐标,O/C原子比为横坐标，得出一条表示Fe-O-C体系中氧交换的、而且斜率表示C/Fe比（正比于燃料比，实际生产中用焦比来计算）的一条直线，通称操作线图。图上反映矿石氧化度、生铁成分、鼓风量、高炉内铁还原度、炉顶煤气成分等变化与燃料比的关系。它用于分析高炉内能量利用情况，探求高炉冶炼最佳条件；对进一步提高高炉冶炼效果和降低能耗，具有十分重要的理论和实际意义。 
　　操作线图以1摩尔铁为物料平衡基础。图中横坐标是O/C原子比,纵坐标是O/Fe原子比。左半部O/C比小于1,表示高炉下部C氧化成CO的直接还原区的变化；右半部O/C比大于1但小于2，代表CO变为CO2的间接还原区的变化。纵坐标 1.5代表赤铁矿，1.33代表磁铁矿,1.0代表浮氏体，1.37为示例矿石的O/Fe；Yi代表间接还原失去的氧,Yd代表直接还原失去的氧;Yn代表硅、锰、磷还原失去的氧,Yb代表鼓风带入的氧。Yi+Yd+Yb+Yn为冶炼出1摩尔铁燃料中碳素得到的总氧量,Yd+Yn+Yb为总的C原子消耗量(其大小等于ABE线的斜率),加上生铁中熔解的碳量即可求出焦比。固体碳一部分氧化成CO，一部分氧化成CO2。炉顶煤气成分由A点位置确定。原料中如有石灰石等分解放出CO2,操作线应适当向上延伸。ABE线叫高炉操作线。 
　　操作线把冶炼1摩尔生铁所需风量（与Yb长度成正比）、生铁成分(由Yn大小确定)、FeO的直接还原率（B点纵坐标）、矿石中铁的氧化程度(A点纵坐标)、炉顶煤气成分〔A点所示CO2/(CO+CO2)比值〕和焦比（AE线的斜率）联系一起，并定量地显示出来。 
　　图中W点相当于FeO还原成Fe的平衡CO2/CO比值。FeO还原生成的煤气中CO2不能高于此值,所以 A°WE°代表在该种原料和风温条件下的最低焦比状态，由此线的斜率可以算出理论最低焦比。 
　　根据操作线图的关系，节约炼铁能耗的主要途径是：①改善煤气能量在高炉内的利用率，即增加铁的间接还原,提高CO2/(CO+CO2)比值。炉身煤气利用效率用TS/TW表示，极限为1.0。其他条件相同，煤气利用改善后，A点右移,B点下降，Yb变小。②减少渣量可以减少炉渣带走的热量，采用大容积高炉以减少每吨生铁所负担的高炉的热损失。图中Yb可以小一些,E点上移。③改善含铁原料的还原性，使直接还原率减少,B点下移。④降低炼钢生铁的含硅量，减小Yn；同时减少热耗，可以减小Yb。⑤高炉不加石灰石，减少热耗以减小Yb。 

　　高炉炼铁车间的二次能源利用 首先是高炉煤气，每吨生铁的煤气热值达(1.5～1.8)×106千卡,可用作低热值燃料。高压炉顶的煤气余压，可用于煤气透平发电。热风炉烟道废气和液态炉渣的余热也都可以利用。