国内炼铁行业所采用的煤气利用率一般是指煤气的碳素利用率,是衡量炼铁过程中高炉内气固相还原反应中一氧化碳转化为二氧化碳的程度的指标。从而表明高炉内碳氧化的程度和间接还原发展的程度，其表达式为ηCO=CO2/(CO2+CO),这也叫做煤气的化学能利用率,与之相对应的还有煤气的热量利用率,既煤气做为传热介质其热量被炉料吸收的程度,本文所说的煤气利用率不特别指出的话是指煤气的碳素利用率.
在现代高炉上使用熔剂性烧结矿或高碱度烧结矿冶炼后，石灰石不再加入高炉配料或只加入量很少，只作为炉渣碱度的调节手段，炉顶煤气中的CO2含量基本上是由CO在还原过程中夺取矿石的氧转化而来的。因此ηCO的大小取决于冶炼所使用矿石中铁的氧化程度和易还原金属氧化物含量，高炉内间接还原发展程度和高炉间接还原区内氢含量与一氧化碳含量的比值(H2%/CO%)等；此外决定焦比的因素以及喷吹燃料等也会给一氧化碳利用率带来一定影响。
(1)铁矿石中铁氧化程度高，也就是Fe2O3含量高(赤铁矿、球团矿和高碱烧结矿中Fe2O3含量高)，易还原金属氧化物含量高(高价锰氧化物MnO2、Mn2O3及Cu2O，NiO等)在炉身CO能夺取的氧量多，转化成CO2的量也多，ηCO就略有提高。但在生产中原料条件相对稳定的情况下，这类因素对ηCO的影响不会很大。
(2)铁氧化物的间接还原发展程度是决定ηCO的主要因素。由于间接还原是可逆反应(见高炉铁矿石还原)，ηCO受热力学规律所限制，在还原反应达到平衡状态时，平衡气相成分中CO2含量就决定了ηCO的最高值，显然它受反应的平衡常数Kp控制的：ηCOmax= KP/(1+KP)，而反应的平衡常数是随温度而变的，因此不同温度下的ηCOmax也不同。
从铁矿石还原理论可以知道，铁氧化物的还原是按Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe顺序逐级还原的。各还原反应有它自己的平衡常数，也就有它在热力学上最高的一氧化碳利用率。高炉冶炼具有炉料与煤气在逆流运动中进行反应的特点，理论和生产实践证明，高炉煤气中CO数量在中温区下部还原FeO到金属铁后，离开FeO还原地区随煤气进入Fe3O4还原到FeO的地区，仍有足够的还原能力保证Fe3O4+CO→3FeO+CO2反应向右进行。这样在逆流运动中进行还原反应的条件下，两个反应的ηco的比值为ηCOFe3O4→FeO/ηCOFeO→Fe=4/3～5/3。根据这个关系，计算出两个反应同时达到平衡的温度为910K(637℃)，ηCOmax=0.59。在温度高于910K时一氧化碳利用率的最高值由FeO还原反应的平衡常数决定，而低于910K时，一氧化碳利用率由Fe3O4还原反应的平衡常数决定。
(3)高炉冶炼的煤气中含有一定数量的氢，热力学规律说明温度在1083K(810℃)以上时，氢对铁氧化物的还原能力比一氧化碳高，而在1083K以下则相反。另外在任何温度条件下，氢对相同矿石的还原速度都比一氧化碳的快。煤气中H2的存在肯定要对ηCO产生影响。在CO和H2同时还原铁氧化物时，平衡气相成分与煤气中的H2%/CO%有关。这样ηCO也随氢含量而有所变化。但是高炉内存在着极易达到平衡的水煤气反应：
CO+H2O=CO2+H2
这一反应使H2有着促进CO还原的作用，相当于是CO还原反应的催化剂，H2还原氧化物后生成的水蒸气与CO反应形成CO2和H2，这就有利于ηCO的提高。然而在CO2含量超过水煤气反应平衡成分时，CO还原反应生成的CO2又与H2作用生成CO，相当于还原反应消耗了H2。所以高炉冶炼过程中ηCO和ηH2是相互促进又相互制约的。它们之间存在着一定的关系：ηH2/ηCO=0.9～1.10。
(4) 决定焦比的一些因素也对ηCO有影响。例如鼓风参数：风温、富氧率、鼓风湿度等。风温提高以后，焦比降低，单位生铁的CO数量减少，造成铁的直接还原增加，不利于CO的利用。但是如果单位生铁的焦炭消耗和高炉炉顶煤气量减少的程度大于一氧化碳绝对量减少的程度，则仍可以观察到炉顶煤气中CO2含量增加，ηCO的数值升高。
(5) 鼓风富氧以后，风口产生的煤气中CO浓度提高，氮含量降低，增加了煤气的还原能力并促进间接还原的发展。尽管鼓风中氧浓度的提高并不增加消耗于单位被还原铁的CO量，焦比接近于不变，但是按炉顶煤气成分算出的ηCO呈提高趋势。
(6) 鼓风加湿后，风口前形成的煤气中还原性气体(CO和H2)的数量和它们的浓度增加，有利于间接还原的发展，使直接还原度降低。但是随着鼓风湿度的提高，必须要用提高风温来补偿风中H2O分解消耗的热量，才能取得ηCO的改善，否则风中H2O分解耗热过多，引起焦比升高，ηCO也随之降低。
(7) 高炉喷吹燃料时，ηCO也会发生变化。喷吹含H2气体燃料(天然气、焦炉煤气)时ηCO随喷吹量的增加呈有最大值的曲线变化，一般在喷吹量100Kg/t生铁时出现最大值。喷吹煤粉时，ηCO随喷吹量的增加而提高，提高的幅度与喷吹煤种和补偿风温的程度有关.
(8) 炉顶压力,铁氧化物的间接还原反应是气固相可逆反应,由热力学反应规律可知,其反应达到平衡时的平衡常数不仅与反应温度有关,还与压力有关,从反应式可知,增加压力,有利于反应向右进行,从而促进间接还原反应,提高煤气利用率.
研究影响高炉煤气利用率的因素,是为了提高高炉煤气利用率,以达到降焦增产的效果,从以上列出的因素可以看出,提高煤气利用率的本质就是发展间接还原反应,降低直接还原反应,而要发展间接还原反应,除应改善入炉料的还原性以为,日常生产中还应不断探素合理的送风装料制度,保持合理的煤气流分布,.
其次,在正常生产条件下,一般煤气的碳素利用率提高,其热量利用率也会相应提高,两者在一定范围内成正比关系,所以单从煤气利用率方面考虑,煤气的炭素利用率提高,则热量利用率也提高,炉顶温度有降低的趋势,但我在<>一文中提到,应对顶温偏低的根本措施就是提高煤气碳素利用率,这两者并不矛盾,前者(影响煤气利用率的因素)只是单纯的讨论热量的利用,并不考虑因发展间接还原带来的热量收支平衡的问题,而后者是实际冶炼中,因煤气碳素利用率提高,间接还原反应发展,其煤气热量利用率同样提高,温度会降低,但因发展间接还原反应热量收入增加,增加的热量收入大于因热量种用率提高而损失的热量,所以顶温会不降反升,两者是统一的.
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