高炉是铁矿石高效冶炼为生铁的重要反应器。铁矿石的高温还原软熔性质使得在高炉内形成软熔带,从而影响炉内煤气流分布、传输及化学反应。因此,维持良好的软熔带特征及透气、透液性是高炉顺行的基础。目前,国内外学者多基于模拟高炉条件,通过观测炉料软熔行为,从而对软熔带位置、形状及厚度进行评估,以指导高炉操作。在诸多软熔行为研究方法中,荷重软熔滴落试验为广大研究机构所采用。而对目前的实验方法,多采用恒定荷重或阶段变化荷重,与炉料在高炉自上而下受到的实际荷重差异较大,导致无法准确对软熔带的性质进行评估。本文基于Janssen公式,针对国内不同容积的高炉参数及炉料制度,建立了符合高炉炉料实际荷重情况的压变方程,讨论了高炉参数及炉料制度变化对有效载荷的影响。结果表明,有效载荷与炉料容重之间存在正相关关系,且对于大型高炉炉料所受的有效载荷影响较为显著。随高炉有效容积的增大,炉料所受最大有效载荷先升高后降低;增加炉料容重,载荷极值点对应的有效容积亦会增大。通过高温荷重软熔试验研究了压变条件对炉料软熔行为的影响,分析了不同压变条件下铁矿石高温还原软熔指标及初渣特征,并给出了针对不同量级高炉条件的试验建议。结果表明,随炉料所受荷重的增加,软熔区间ΔT3前移,且区间跨度显著增宽。在透气性指标方面,随荷重增大,最大压差ΔPmax提高,总特征值S提高。荷重通过影响炉料中Fe O的还原对初渣成分产生影响,炉料荷重升高,矿石中Fe O含量降低,初渣中Fe O提高,初渣熔化性温度降低。初渣性质研究表明,初渣表面张力与最大压差存在正相关关系,初渣黏度与有效宽度Weff存在一定正相关关系。中断实验表明炉料所受荷重的增加,在一定程度上加快了底部炉料中Fe O的直接还原,削弱了顶部炉料中Fe O的还原。通过荷重软熔试验研究了颗粒级配对烧结矿软熔行为的影响,分析了不同粒级配比下铁矿石的软熔指标及初渣分布规律,并提出了合理的炉料粒径级配优化建议。借鉴相图绘制思路,通过构造多粒级空隙度相图发现颗粒级配直接影响了料层空隙度。当料层空隙增加时,软熔区间ΔT3后移,区间宽度下降,最大压差ΔPmax显著下降,总特征值S呈下降趋势。中断实验结果表明小粒级炉料动力学条件较好,Fe O的还原较快,渣相在颗粒内分布均匀。大粒级炉料仅表层Fe O被还原,渣相集中在表层。炉料粒级越大,内部Fe O晶粒长大时间越长,晶粒尺寸越大。