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烧结矿、球团矿和天然富矿是高炉冶炼所需的基本含铁炉料。纵观目前世界各国的高炉含铁炉料，部分国家以高碱度（此处碱度指二元碱度，即CaO/SiO2，下同）烧结矿为主，如中国、日本、俄罗斯等，而另一部分国家则以球团矿为主要入炉含铁炉料，如美国和加拿大等。
对于以烧结矿为主要入炉含铁炉料的高炉，改善烧结矿的物化和冶金性能是提高高炉生产效率和降低生产成本的重要途径。通过科学合理的含铁物料组配，可有效改善烧结产品性能，提高烧结过程生产技术指标，为高炉高效冶炼奠定良好基础。此外，重钢地处内陆，基础原料条件差，大量铁矿石需外购，如何从经济技术的角度合理配矿，对降低炼铁成本也具有十分重要的意义。近年来，随着大量进口矿的使用，品种多元化，使得配矿问题复杂性日益增加。本文以重钢烧结配矿为切入点，重点研究了优化配矿的基础问题，如重钢常用的几种铁矿粉的化学成分、物相构成、外观形貌、粒度分布、吸水特性等基础物化性能及其同化性、液相流动性、连晶强度、粘结相强度等高温性能。在此基础上，采用微型烧结的方法，进一步研究了单种铁矿粉烧结时碱度、烧结时间等对产物的液相生成能力、物相组成及显微结构的影响；以热力学软件FactSage为工具，计算了不同配矿条件对烧结液相生成能力的影响。基于上述研究结果，采用正交实验方法，在实验室进行了烧结杯实验，重点考查了国内精矿粉、澳粉（PB）、巴西粉（CVRD）不同配比，以及碱度对烧结产质量指标的影响；还考查了MgO含量对烧结矿性能及高碱度烧结矿主要粘结相—铁酸钙还原的影响。在前述理论分析和实验研究的基础之上，提出了基于重钢原料条件的优化配矿方案，并进行了生产实践检验。
铁矿粉的基础物化性能测试结果表明：除綦江粉外，其余矿粉的铁品位均在60%以上，其中国内精矿粉的品位最高，为65.27%。澳粉和巴西粉的主要物相为赤铁矿和褐铁矿，南非精粉为磁铁矿，而綦江粉和国内精矿粉中既有赤铁矿，又有磁铁矿。铁矿粉粒度差异较大，綦江粉最粗，其次为澳粉，国内精矿粉粒度最细。在实验室自主研发的湿容量测试设备上，测定了表征矿粉吸水特性的湿容量，结果表明澳粉的湿容量最大，国内精矿、巴西粉其次，而高硅巴的湿容量最小。铁矿粉高温性能研究表明：澳粉和巴西粉同化性好，綦江粉的同化性较差，国内精矿粉的同化性最差；巴西粉和国内精矿粉的连晶强度较好，且液相流动性也好，流动性指数大于5，澳粉的液相流动性较差，流动性指数小于3。
单种铁矿粉液相生成能力研究表明，提高碱度有利于液相的生成，綦江粉、高硅巴粉的液相生成能力较强，澳粉、国内精矿产生液相能力较弱。微型烧结产物以赤铁矿和复合铁酸钙为主要物相，延长烧结时间和提高碱度均有利于复合铁酸钙的生成。采用FactSage热力学软件，从理论上计算了不同配矿条件对烧结过程液相生成的影响。结果表明，精矿配比对液相生成能力影响较小，大幅增加澳粉而减小巴西粉的比例不利于液相的生成；随着澳粉配比增加，液相生成量呈现缓慢降低的趋势，澳粉配比在45%~60%范围内时，为使液相量达到40%以上，碱度须大于1.80。
实验室优化配矿烧结杯实验研究表明：随着精矿配比的增加，烧结利用系数呈现先增加后降低的趋势，同时返矿率降低，转鼓强度明显上升；当精矿比例<5%时，烧结矿低温还原粉化指数随精矿配比增加显著上升，但精矿配比>5%，低温还原粉化指数基本保持不变。在粉矿配比总量不变的情况下，随着澳粉配比增加，巴西粉配比减少，烧结利用系数呈现凹坑走势，表明澳粉和巴西粉混合配加不利于烧结利用系数的提高；同时，随着澳粉配比增加，烧结矿平均粒径减小，转鼓强度明显下降，低温还原粉化指数下降。在澳粉配比一定的情况下，碱度对烧结过程影响的研究表明，随着碱度增加，烧结速度、烧结利用系数、转鼓指数、低温还原粉化指数等均得到改善，但成品率降低；此外，烧结矿的开始软化温度和软化终了温度都随碱度升高呈现先升高后降低的趋势，碱度为2.0时，两者均达到最高值。
本论文还探讨了MgO含量对烧结矿性能的影响，随着MgO含量的增加，烧结过程成矿率、成品率以及烧结利用系数均呈现下降的趋势；与此同时，烧结矿强度随着MgO含量的增加不断降低。从MgO含量对铁酸钙还原的影响研究发现，在相同温度下，随着MgO含量增加，铁酸钙还原能力逐渐减弱，其主要原因归根于MgO对铁酸钙的还原具有抑制作用。
论文还对重钢烧结提高澳粉配比的生产实践进行了分析讨论。随着澳粉配比的提高，烧结矿强度呈下降趋势，固体燃耗逐渐增加，且烧结矿碱度越低，强度下降越明显。因此，提高澳粉配比后，配矿时需综合考虑混合料化学成分、混合料组成等因素对烧结的影响，通过优化配矿，合理控制混合料中SiO2、MgO及生石灰配比在合理的范围，减小了澳粉配比提高后对烧结产生的负面影响。高铁低硅烧结生产实践表明，提高澳粉配比所引起的SiO2含量下降是造成烧结矿强度下降的主要原因，当混匀矿中澳粉配比提高至50%左右时，可通过提高混合料中生石灰配比（4.04%）来改善烧结矿强度，此时烧结矿中铁酸钙的生成得到了发展，良好的微观组织结构保证了烧结矿的强度。
本研究为重钢优化烧结配矿提供了重要的参考依据，对指导烧结和高炉生产具有一定的现实意义。
对于以烧结矿为主要入炉含铁炉料的高炉，改善烧结矿的物化和冶金性能是提高高炉生产效率和降低生产成本的重要途径。通过科学合理的含铁物料组配，可有效改善烧结产品性能，提高烧结过程生产技术指标，为高炉高效冶炼奠定良好基础。此外，重钢地处内陆，基础原料条件差，大量铁矿石需外购，如何从经济技术的角度合理配矿，对降低炼铁成本也具有十分重要的意义。近年来，随着大量进口矿的使用，品种多元化，使得配矿问题复杂性日益增加。本文以重钢烧结配矿为切入点，重点研究了优化配矿的基础问题，如重钢常用的几种铁矿粉的化学成分、物相构成、外观形貌、粒度分布、吸水特性等基础物化性能及其同化性、液相流动性、连晶强度、粘结相强度等高温性能。在此基础上，采用微型烧结的方法，进一步研究了单种铁矿粉烧结时碱度、烧结时间等对产物的液相生成能力、物相组成及显微结构的影响；以热力学软件FactSage为工具，计算了不同配矿条件对烧结液相生成能力的影响。基于上述研究结果，采用正交实验方法，在实验室进行了烧结杯实验，重点考查了国内精矿粉、澳粉（PB）、巴西粉（CVRD）不同配比，以及碱度对烧结产质量指标的影响；还考查了MgO含量对烧结矿性能及高碱度烧结矿主要粘结相—铁酸钙还原的影响。在前述理论分析和实验研究的基础之上，提出了基于重钢原料条件的优化配矿方案，并进行了生产实践检验。
铁矿粉的基础物化性能测试结果表明：除綦江粉外，其余矿粉的铁品位均在60%以上，其中国内精矿粉的品位最高，为65.27%。澳粉和巴西粉的主要物相为赤铁矿和褐铁矿，南非精粉为磁铁矿，而綦江粉和国内精矿粉中既有赤铁矿，又有磁铁矿。铁矿粉粒度差异较大，綦江粉最粗，其次为澳粉，国内精矿粉粒度最细。在实验室自主研发的湿容量测试设备上，测定了表征矿粉吸水特性的湿容量，结果表明澳粉的湿容量最大，国内精矿、巴西粉其次，而高硅巴的湿容量最小。铁矿粉高温性能研究表明：澳粉和巴西粉同化性好，綦江粉的同化性较差，国内精矿粉的同化性最差；巴西粉和国内精矿粉的连晶强度较好，且液相流动性也好，流动性指数大于5，澳粉的液相流动性较差，流动性指数小于3。
单种铁矿粉液相生成能力研究表明，提高碱度有利于液相的生成，綦江粉、高硅巴粉的液相生成能力较强，澳粉、国内精矿产生液相能力较弱。微型烧结产物以赤铁矿和复合铁酸钙为主要物相，延长烧结时间和提高碱度均有利于复合铁酸钙的生成。采用FactSage热力学软件，从理论上计算了不同配矿条件对烧结过程液相生成的影响。结果表明，精矿配比对液相生成能力影响较小，大幅增加澳粉而减小巴西粉的比例不利于液相的生成；随着澳粉配比增加，液相生成量呈现缓慢降低的趋势，澳粉配比在45%~60%范围内时，为使液相量达到40%以上，碱度须大于1.80。
实验室优化配矿烧结杯实验研究表明：随着精矿配比的增加，烧结利用系数呈现先增加后降低的趋势，同时返矿率降低，转鼓强度明显上升；当精矿比例<5%时，烧结矿低温还原粉化指数随精矿配比增加显著上升，但精矿配比>5%，低温还原粉化指数基本保持不变。在粉矿配比总量不变的情况下，随着澳粉配比增加，巴西粉配比减少，烧结利用系数呈现凹坑走势，表明澳粉和巴西粉混合配加不利于烧结利用系数的提高；同时，随着澳粉配比增加，烧结矿平均粒径减小，转鼓强度明显下降，低温还原粉化指数下降。在澳粉配比一定的情况下，碱度对烧结过程影响的研究表明，随着碱度增加，烧结速度、烧结利用系数、转鼓指数、低温还原粉化指数等均得到改善，但成品率降低；此外，烧结矿的开始软化温度和软化终了温度都随碱度升高呈现先升高后降低的趋势，碱度为2.0时，两者均达到最高值。
本论文还探讨了MgO含量对烧结矿性能的影响，随着MgO含量的增加，烧结过程成矿率、成品率以及烧结利用系数均呈现下降的趋势；与此同时，烧结矿强度随着MgO含量的增加不断降低。从MgO含量对铁酸钙还原的影响研究发现，在相同温度下，随着MgO含量增加，铁酸钙还原能力逐渐减弱，其主要原因归根于MgO对铁酸钙的还原具有抑制作用。
论文还对重钢烧结提高澳粉配比的生产实践进行了分析讨论。随着澳粉配比的提高，烧结矿强度呈下降趋势，固体燃耗逐渐增加，且烧结矿碱度越低，强度下降越明显。因此，提高澳粉配比后，配矿时需综合考虑混合料化学成分、混合料组成等因素对烧结的影响，通过优化配矿，合理控制混合料中SiO2、MgO及生石灰配比在合理的范围，减小了澳粉配比提高后对烧结产生的负面影响。高铁低硅烧结生产实践表明，提高澳粉配比所引起的SiO2含量下降是造成烧结矿强度下降的主要原因，当混匀矿中澳粉配比提高至50%左右时，可通过提高混合料中生石灰配比（4.04%）来改善烧结矿强度，此时烧结矿中铁酸钙的生成得到了发展，良好的微观组织结构保证了烧结矿的强度。
本研究为重钢优化烧结配矿提供了重要的参考依据，对指导烧结和高炉生产具有一定的现实意义。