铝热化学反应是一个氧化还原的反应，利用还原金属（铝）和金属氧化物（氧化铁）铁合金和铁钉屑等按比例配成的铝热焊剂，放在特制的坩埚中，用高温火柴点燃，立即引起强烈的化学反应，在反应过程中铁（Fe）被还原出来，由于铁比重大沉于坩埚底部，铝氧化成氧化铝（Al₂O₃）熔渣较轻浮于上部，同时产生巨大的热量，高温的铝热钢水随即浇入扣在轨缝上的砂型中，将两轨端熔化，浇注金属本身又作为填充金属，将钢轨焊接起来各种金属对氧的化学亲和力大小各不相同，与氧亲和力较大的金属能够把与氧亲和力较小的金属从它的氧化物中还原出来。铝在足够高的温度下，与氧有很强的化学亲和力，它可以从很多重金属的氧化物中夺取氧，而把重金属还原出来，例如能把铁、钛、硅、锰、铬、钒、钨等还原出来，同时放出一定量的热量。为了获得优质的铝热钢，根据不同要求在铝热焊剂中可以加入石墨粉调整碳合量，加入一些合金元素，例如锰硅以及钛、钼等。

铝热反应铝热爆剂的反应过程和主要产物

在坩埚中的铝热焊剂经点燃立即进行化学反应，生成定量的铁，经加入合金元素，调整化学成分形成铝热钢，同时生成Al₂O₃熔渣和其他成分的组成物如MnO、FeO等进入熔渣中，反应在若干秒内完成，但反应完成后必须有定时间的停留（镇静时间），也就是在反应平静后适当时间才可打钉浇注，以保证反应完全和保证铝热钢中含有一定量的铝。铝热焊的主要反应产物为液态的铝热钢和熔渣。根据铝热焊主要化学反应式，从理论上计算纯铁和熔渣的产量，由于反应不能进行完全，而且在熔渣中也夹杂着铁，所以实际上，铁的生成量低于计算值熔渣的主要成分为Al₂O₃，合有少量的氧化铁、氧化锰以及硅酸物。氧化铁可以使熔渣呈黑色，氧化锰使熔渣呈褐色，正常的铝热钢的熔渣是棕褐色。

铝热反应铝热反应温度

某金属与氧的亲和力大，这就是说该金属在燃烧时的生成热较大，例如铝与氧的亲和力较铁与氧的亲和力要大，这是因为燃烧生成热较大，因此氧原子由结合中放出铁而让位给铝铝热化学反应由于放出大量的热，因此使熔渣和钢液的温度提高到很高的温度，根据文献记载，这一温度可达2500℃~3500℃。焊接实际需要出发，可以加入适量的添加剂，一方面使钢液温度降至2000℃~2100℃左右，同时也使钢的生成率增加。