近年来,随着我国炼铁企业外购矿使用量的增加,以及低硅冶炼和某些特殊矿冶炼的需要,高炉渣须保证一定的MgO含量。针对此问题,本文系统地研究了含MgO原料(白云石、菱镁石等)添加到烧结或球团配料中,对烧结球团工艺及烧结矿、球团矿各种冶金性能的影响规律,并利用EPMA和X-ray衍射等现代测试技术,结合热力学原理对MgO在铁矿石及其还原过程中的赋存状态和含MgO初渣的熔化性能等进行了深入的理论分析。在此基础上,对三种炉料结构的软熔性能进行了试验研究,选择最佳的炉料结构应用于生产试验,使炼铁生产技术指标得到了显著的提高。本论文的研究工作和成果主要包括以下内容：(1)适当提高渣中MgO含量,可改善炉渣流动性,提高炉渣脱硫能力及排碱率等,炉渣中适宜的MgO含量应控制在8-10%。(2)随着烧结矿中MgO含量的提高,烧结杯利用系数和烧结矿的强度、成品率、品位随之下降,但烧结矿的低温还原粉化性能得到改善。若减少烧结配料中MgO的添加量,应采相应措施以解决烧结矿低温还原粉化率升高的问题。(3)本文定义了烧结矿的高压差温度区间。MgO含量从1.3%增加到3.0%时：R=1.36烧结矿的高压差温度区间从50℃增加到80℃；R=1.76烧结矿从168℃增加到218℃。因此,高碱度高MgO烧结矿在高炉内所产生透气性差的温度区间比较宽,表现为软熔带变厚,料柱透气性变差,气流不顺,高炉难以顺行,焦比增加,不易强化等。(4)论文考察了含MgO球团矿的冶金性能。MgO含量在2.0%以下时,对生球性能和成品球团的抗压强度、转鼓指数没有明显影响,但对球团矿的高温冶金性能有显著影响。当MgO含量由0.6%增加到1.8%时,RDI+3.15由62.2%增加到约75%,还原度Ri由34%增加到45-53%(900℃还原1h),同时还可降低高炉软熔带位置,扩大铁矿石的间接还原区。(5)本文在常规检测方法的基础上,对相同还原度时(Ri=40%)球团矿的膨胀性能进行了研究。当MgO含量由0.6%增加到1.8%时：高低MgO精矿搭配和添加菱镁石两种方法,都能使球团矿还原膨胀指数RSI由23%降低到约20%；但添加白云石时,由于Ca元素的影响,RSI反而由23%增加到32%。因此,虽然MgO可以改善球团矿多种冶金性能,但不宜使用白云石。(6)论文对三种炉料结构的高温软熔性能进行了试验研究。其中,低MgO烧结矿配加含MgO球团矿的炉料结构软熔性能最佳。不仅改善了烧结矿和球团矿的冶金性能,还可降低综合炉料的软熔带温度区间(TD-T10)和高压差温度区间(T2-T1)。(7)在实验室研究的基础上,进行了低MgO烧结矿配加含MgO球团矿炉料结构的现场生产试验。结果表明,减少烧结配料中MgO含量可显著改善炼铁生产技术指标。与基准期相比,试验期烧结机利用系数提高1.46%,高炉料柱压差降低4.82%,高炉产量提高0.66%。综上,本文认为适合于现代化大高炉强化冶炼要求的炉料结构为：低MgO烧结矿配加含MgO球团矿,含MgO球团矿的生产方式可采用添加菱镁石粉或高低MgO精矿粉搭配使用的方法。研究结果表明,采用“低MgO烧结矿配加含MgO球团矿”的炉料结构即可满足高炉渣对MgO含量的需求,又可改善综合炉料的冶金性能。对生产性能优良的高炉炉料,改善料柱透气性,优化高炉渣冶金性能等具有重要参考价值,为炼铁生产合理添加MgO工艺和优化高炉冶炼工艺开拓新的途径,实现集成创新。