炼铁是将铁矿石中的铁元素提取出来的过程，这一过程主要通过高炉炼铁实现。在高炉中，铁矿石（如赤铁矿Fe₂O₃或磁铁矿Fe₃O₄）与焦炭和石灰石一起被送入高炉进行反应。

首先，焦炭在高温下燃烧生成一氧化碳（CO），这个过程可以用以下化学方程式表示：

\[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]

\[ CO_2 + C \rightarrow 2CO \]

接着，一氧化碳作为还原剂，将铁矿石中的铁离子还原为金属铁。以赤铁矿为例，其还原反应可以表示为：

\[ Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2 \]

同样地，对于磁铁矿，反应如下：

\[ Fe_3O_4 + 4CO \rightarrow 3Fe + 4CO_2 \]

在这个过程中，石灰石（CaCO₃）也被加入到高炉中，用于形成炉渣，从而去除矿石中的杂质（如硅、铝等）。石灰石分解生成氧化钙（CaO），然后与杂质反应生成熔融状态的炉渣：

\[ CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2 \]

\[ CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3 \]

这些熔融的炉渣会从高炉底部排出，而纯净的铁则以液态形式从高炉底部流出，经过冷却后成为生铁。

以上就是炼铁的基本原理及其相关的化学方程式。通过这些化学反应，我们能够有效地将铁矿石中的铁元素提取出来，用于制造各种钢铁制品。