國內鍊鐵行業所採用的煤氣利用率一般是指煤氣的碳素利用率,是衡量鍊鐵過程中高爐內氣固相還原反應中一氧化碳轉化為二氧化碳的程度的指標。從而表明高爐內碳氧化的程度和間接還原發展的程度，其表達式為ηCO=CO2/(CO2+CO),這也叫做煤氣的化學能利用率,與之相對應的還有煤氣的熱量利用率,既煤氣做為傳熱介質其熱量被爐料吸收的程度,本文所說的煤氣利用率不特別指出的話是指煤氣的碳素利用率.
在現代高爐上使用熔劑性燒結礦或高鹼度燒結礦冶煉後，石灰石不再加入高爐配料或只加入量很少，只作為爐渣鹼度的調節手段，爐頂煤氣中的CO2含量基本上是由CO在還原過程中奪取礦石的氧轉化而來的。因此ηCO的大小取決於冶煉所使用礦石中鐵的氧化程度和易還原金屬氧化物含量，高爐內間接還原發展程度和高爐間接還原區內氫含量與一氧化碳含量的比值(H2%/CO%)等；此外決定焦比的因素以及噴吹燃料等也會給一氧化碳利用率帶來一定影響。
(1)鐵礦石中鐵氧化程度高，也就是Fe2O3含量高(赤鐵礦、球團礦和高鹼燒結礦中Fe2O3含量高)，易還原金屬氧化物含量高(高價錳氧化物MnO2、Mn2O3及Cu2O，NiO等)在爐身CO能奪取的氧量多，轉化成CO2的量也多，ηCO就略有提高。但在生產中原料條件相對穩定的情況下，這類因素對ηCO的影響不會很大。
(2)鐵氧化物的間接還原發展程度是決定ηCO的主要因素。由於間接還原是可逆反應(見高爐鐵礦石還原)，ηCO受熱力學規律所限制，在還原反應達到平衡狀態時，平衡氣相成分中CO2含量就決定了ηCO的最高值，顯然它受反應的平衡常數Kp控制的：ηCOmax= KP/(1+KP)，而反應的平衡常數是隨溫度而變的，因此不同溫度下的ηCOmax也不同。
從鐵礦石還原理論可以知道，鐵氧化物的還原是按Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe順序逐級還原的。各還原反應有它自己的平衡常數，也就有它在熱力學上最高的一氧化碳利用率。高爐冶煉具有爐料與煤氣在逆流運動中進行反應的特點，理論和生產實踐證明，高爐煤氣中CO數量在中溫區下部還原FeO到金屬鐵後，離開FeO還原地區隨煤氣進入Fe3O4還原到FeO的地區，仍有足夠的還原能力保證Fe3O4+CO→3FeO+CO2反應向右進行。這樣在逆流運動中進行還原反應的條件下，兩個反應的ηco的比值為ηCOFe3O4→FeO/ηCOFeO→Fe=4/3～5/3。根據這個關係，計算出兩個反應同時達到平衡的溫度為910K(637℃)，ηCOmax=0.59。在溫度高於910K時一氧化碳利用率的最高值由FeO還原反應的平衡常數決定，而低於910K時，一氧化碳利用率由Fe3O4還原反應的平衡常數決定。
(3)高爐冶煉的煤氣中含有一定數量的氫，熱力學規律說明溫度在1083K(810℃)以上時，氫對鐵氧化物的還原能力比一氧化碳高，而在1083K以下則相反。另外在任何溫度條件下，氫對相同礦石的還原速度都比一氧化碳的快。煤氣中H2的存在肯定要對ηCO產生影響。在CO和H2同時還原鐵氧化物時，平衡氣相成分與煤氣中的H2%/CO%有關。這樣ηCO也隨氫含量而有所變化。但是高爐內存在著極易達到平衡的水煤氣反應：
CO+H2O=CO2+H2
這一反應使H2有著促進CO還原的作用，相當於是CO還原反應的催化劑，H2還原氧化物後生成的水蒸氣與CO反應形成CO2和H2，這就有利於ηCO的提高。然而在CO2含量超過水煤氣反應平衡成分時，CO還原反應生成的CO2又與H2作用生成CO，相當於還原反應消耗了H2。所以高爐冶煉過程中ηCO和ηH2是相互促進又相互制約的。它們之間存在著一定的關係：ηH2/ηCO=0.9～1.10。
(4) 決定焦比的一些因素也對ηCO有影響。例如鼓風參數：風溫、富氧率、鼓風溼度等。風溫提高以後，焦比降低，單位生鐵的CO數量減少，造成鐵的直接還原增加，不利於CO的利用。但是如果單位生鐵的焦炭消耗和高爐爐頂煤氣量減少的程度大於一氧化碳絕對量減少的程度，則仍可以觀察到爐頂煤氣中CO2含量增加，ηCO的數值升高。
(5) 鼓風富氧以後，風口產生的煤氣中CO濃度提高，氮含量降低，增加了煤氣的還原能力並促進間接還原的發展。儘管鼓風中氧濃度的提高並不增加消耗於單位被還原鐵的CO量，焦比接近於不變，但是按爐頂煤氣成分算出的ηCO呈提高趨勢。
(6) 鼓風加溼後，風口前形成的煤氣中還原性氣體(CO和H2)的數量和它們的濃度增加，有利於間接還原的發展，使直接還原度降低。但是隨著鼓風溼度的提高，必須要用提高風溫來補償風中H2O分解消耗的熱量，才能取得ηCO的改善，否則風中H2O分解耗熱過多，引起焦比升高，ηCO也隨之降低。
(7) 高爐噴吹燃料時，ηCO也會發生變化。噴吹含H2氣體燃料(天然氣、焦爐煤氣)時ηCO隨噴吹量的增加呈有最大值的曲線變化，一般在噴吹量100Kg/t生鐵時出現最大值。噴吹煤粉時，ηCO隨噴吹量的增加而提高，提高的幅度與噴吹煤種和補償風溫的程度有關.
(8) 爐頂壓力,鐵氧化物的間接還原反應是氣固相可逆反應,由熱力學反應規律可知,其反應達到平衡時的平衡常數不僅與反應溫度有關,還與壓力有關,從反應式可知,增加壓力,有利於反應向右進行,從而促進間接還原反應,提高煤氣利用率.
研究影響高爐煤氣利用率的因素,是為了提高高爐煤氣利用率,以達到降焦增產的效果,從以上列出的因素可以看出,提高煤氣利用率的本質就是發展間接還原反應,降低直接還原反應,而要發展間接還原反應,除應改善入爐料的還原性以為,日常生產中還應不斷探素合理的送風裝料制度,保持合理的煤氣流分佈,.
其次,在正常生產條件下,一般煤氣的碳素利用率提高,其熱量利用率也會相應提高,兩者在一定範圍內成正比關係,所以單從煤氣利用率方面考慮,煤氣的炭素利用率提高,則熱量利用率也提高,爐頂溫度有降低的趨勢,但我在<>一文中提到,應對頂溫偏低的根本措施就是提高煤氣碳素利用率,這兩者並不矛盾,前者(影響煤氣利用率的因素)只是單純的討論熱量的利用,並不考慮因發展間接還原帶來的熱量收支平衡的問題,而後者是實際冶煉中,因煤氣碳素利用率提高,間接還原反應發展,其煤氣熱量利用率同樣提高,溫度會降低,但因發展間接還原反應熱量收入增加,增加的熱量收入大於因熱量種用率提高而損失的熱量,所以頂溫會不降反升,兩者是統一的.
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