针对承钢2500m3高炉冶炼钒钛磁铁矿出现的炉渣粘稠、渣铁分离困难、炉况波动较大、管道行程、崩料、悬料较频繁、工序能耗高等问题,开展了改善钒钛磁铁烧结矿质量、高炉合理炉料结构以及高炉喷吹MgO可行性的研究。研究得到:承德钒钛磁铁矿属于低铁、低硅、高铝、中钛型的磁铁矿,主要矿物成分为磁铁矿(93%左右)、赤铁矿(3%左右)、脉石(2%左右)。磁铁矿中钛铁晶石(2FeOTiO2)约占22.4%,以钛铁晶石形式存在的w(TiO2)约占总w(TiO2)的82%~89%;MgO、Al2O3大部分以矿物的形态存在于磁铁矿颗粒内,SiO2以钛辉石、斜长石和钛角闪石等脉石矿物形态存在,单质SiO2少,这对烧结极为不利;承德钒钛磁铁矿粒度分布较均匀,平均粒度为75.11μm,-200目的矿粉占60%左右,比表面积小,亲水性较差,混合料成球性、热稳定性、抗冲击能力差;熔点为1425℃,同化温度为1365℃,液相流动性指数为3,粘结相强度大于2000N,烧结基础性能较差。在承德钒钛磁铁矿烧结过程中,垂直烧结速度慢,废气温度和烧损率较低;钒钛磁铁烧结矿总液相量为20%~30%,比普通烧结矿少10%~15%,钙钛矿含量高达12%~20%,铁酸钙含量仅为6%~8%,气孔率为45%左右,因此烧结矿转鼓指数低,RDI+3.15仅为27.29%。承德钒钛磁铁矿与4种普通铁矿粉和2种外购矿粉有互补性,合理搭配能够满足改善烧结矿质量的要求。由烧结试验研究得到:外购矿粉与承德钒钛磁铁矿合理的配矿比应选择20%的巴西粉,30%的澳矿粉和50%的钒钛磁铁矿;随着配碳量的增加,RDI+3.15增大、RII降低,7I在配碳量为4.2%时出现最大值;当碱度为2.1时,TI、RDI+3.15出现最低点,RI也相对较低;随着w(MgO)含量增加,TI明显降低,当w(MgO)为4%时,RDI+3.15出现最大值,RI与w(MgO)的关系不明显;最佳烧结工艺参数为配碳量3.8%,碱度2.4;w(MgO)3.6%。当普通矿与钒钛磁铁矿配矿时,随着钒钛磁铁矿配比增加,TI和RDI+3.15下降,RI、△T增大,炉料的软熔滴落性能变差;随着配碳量的增加,TI、RDI+3.15升高,△T呈升高趋势,RI下降;随着碱度的升高,TI增大,RI呈升高趋势,△T呈降低趋势,当碱度为2.1时,RDI+3.15最低;随着w(MgO)/wAl2O3)的增加,RDI+3.15降低,RI呈上升趋势,ΔT呈减小的趋势,当w(MgO)/w(Al2O3)为1.05时,TI出现最大值;随着w(SiO2)/w(TiO2)的升高,TI增加,烧结矿的RDI、RI得到改善,T10%、T40%降低,△T增加;在混合料含水量为8.11%时,TI、RI都为最高值,随着含水量的增加,RDI+3.15升高,含水量在7.30%~8.11%之间时,△T无变化,当含水量为8.72%时,ΔT最大。普通矿与钒钛磁铁矿最佳配矿方案为2#方案;最佳烧结工艺参数为:配碳量为 3.81%,碱度为 2.3,w(MgO)/w(Al2O3)为 1.05,w(SiO2)/w(TiO2)为 5.66,含水量为8.11%。承钢烧结矿最佳FeO含量应为9.16%;P值是烧结控制FeO含量的一个重要参数;通过配矿使混合矿中FeO含量在11.80%~12.59%之间,烧结矿FeO就能达到所要求的9.16%左右;混合矿中FeO含量在11.80%以下,烧结矿中FeO则能达到8%的水平。承钢烧结矿喷洒CaCl2后使得高炉块状区压差降低;由软熔滴落试验研究得到:随着承钢高炉炉料碱度、MgO、TiO2、FeO质量分数的升高,S值增大;RI对S值的影响不明显;炉料ΔT增加,S值增大。承钢高炉合理炉料结构为烧结矿(2#):球团(2-1#):球团(2-2#):块矿(2#)=67:20:7:6的入炉炉料结构。焦炭CRI增加导致软熔区间变宽,当其大于30%后,炉料软熔滴落性能变坏;S值随反应后小于5mm粒级焦炭的增加而升高;因此,提高焦炭CSR对改善高炉下部透气性是非常必要的。承钢高炉炉渣要求w(MgO)应维持在12.2%左右。目前,承钢高炉加入MgO的方式使高炉初渣性质恶化、软熔滴落区域透气性变差。因此,提出了由高炉风口喷吹MgO的新技术。通过研究得到:输送介质流速为5.9m/s时能够保证煤粉、菱镁矿混合物顺利输送;煤粉中添加MgO可使燃烧更加充分,煤粉燃烧率进一步提高;喷入的MgO在炉渣中形成Mg2+、O2-,在风口回旋区高温和气流强烈搅动的作用下,Mg2+在渣中的分布很快达到平衡,完全能够满足造渣、脱硫的要求;随着煤粉中w(MgO)的增加,高炉炉缸区域总的热收入略有降低,热支出升高,热损失由5.55%降到5.32%,但高炉的热量收入仍能满足高炉的正常生产。