承德含铬型钒钛磁铁矿是一种矿物组成复杂的共(伴)生矿,因含有铁、钒、钛、铬等资源而具有较高的综合利用价值,目前高炉-转炉流程是其进行大规模工业化利用的主要选择。对其合理、高效的利用不仅对保障我国钢铁行业的可持续发展具有重要的意义,同时可以改变我国“缺铬”的现状,对我国的国家安全保障也具有非凡的意义。本文针对承德含铬型钒钛磁铁矿在炼铁原料制备和高炉冶炼过程中的问题进行了系统的基础性研究。结合国内某钢铁厂生产实际,从原料常规特性、高温特性、烧结矿制备及优化、氧化球团矿制备、高炉冶炼含铬型钒钛磁铁矿的影响等环节进行了实验研究以及机理分析,为承德含铬型钒钛磁铁矿的工业化生产的高效利用提供理论依据和技术支持。本文首先对11种含铬型钒钛磁铁矿粉从化学成分、高温特性等角度进行了测定分析,最终选择出4种(大阪通运、恒伟矿业、远通矿业和建龙矿业)适合进行下一步实验研究的原料。含铬型钒钛铁矿粉的同化性较好,粘结相自身强度和连晶强度高,但液相流动性的不足造成该类含铬型钒钛烧结矿有效粘结相较少、孔洞较多、强度较低。针对含铬型钒钛磁铁矿的高温物理化学性能差异较大,单一铁矿粉难以达到高温物理化学性能均优异的要求。本文对铁矿石烧结性能的研究选择能尽量体现矿种特点的单烧法和正交实验来进行。通过单烧法对四种含铬型钒钛磁铁矿的烧结性能进行研究,初步掌握含铬型钒钛磁铁矿的烧结特点。通过正交优化法研究了四种含铬型钒钛磁铁矿的配矿比例,性能最优的配比为大阪通运20%,恒伟矿业15%,远通矿业45%,建龙矿业20%。基于优化承德含铬型钒钛烧结矿的工艺参数,提升产、质量并研究成矿机理,通过烧结杯实验、冶金性能实验、XRD、SEM以及矿相显微镜分析等方法分别研究了碱度、燃料水平、MgO和TiO₂在承德含铬型钒钛烧结矿中的作用及机理,并通过综合加权评分法给予了评价。试验结果表明:烧结矿的碱度2.7,配碳量为3.6%,MgO含量为3.56%左右,TiO₂含量为1.75时,烧结矿的产质量最优。球团矿较烧结矿来说,粒度较均匀,强度高,有利于储存运输,并且有助于高炉的强化冶炼。在目前球团矿配比(高钒钛+污泥)的基础上,增加含铬型钒钛磁铁矿的配比,其它工艺参数不变的条件下,所制备出的含铬型钒钛球团矿的抗压强度均>2000N,满足生产和研究要求。针对高炉冶炼含铬型钒钛磁铁矿的关键问题进行了基础性研究,包括块状带低温区含铬型钒钛烧结矿粉化机理、块状带中温区含铬型钒钛烧结矿还原行为、软熔滴落带高温区烧结矿的MgO和碱度对承德含铬型钒钛磁铁矿综合炉料的影响。试验结果表明:随TiO₂含量的增加,一方面是烧结矿的气孔增多,孔隙率变大,有利于赤铁矿的还原,另一方面是钙钛矿含量增加,导致硅酸盐的断裂韧性降低,其阻碍裂纹扩展的能力变弱,两者相互影响导致含铬型钒钛烧结矿的RDI降低;当含铬型钒钛烧结矿的孔隙率越高,尤其是烧结矿的微气孔比例越高,会加大反应界面,加快还原反应速率,改善还原反应动力学条件,越有利于还原反应的进行。提高含铬型钒钛烧结矿中微气孔比例是改善含铬型钒钛烧结矿还原性能,保证含铬型钒钛烧结矿强度的一种有效手段;含铬型钒钛烧结矿在600~1000℃等温还原反应开始时,界面化学反应是主要的限制性控制环节,随着还原的深入和产物层的逐渐增厚,还原反应受界面化学反应与内扩散的混合控制,还原继续进行,内扩散成为还原后期的主要限制性环节;随着炉料结构中烧结矿碱度提高,炉料结构中球团比例相应提高,综合炉料的软化性能改善,软熔性能变好,透气性先增加后降低,综合炉料的滴落压差降低,滴落率先增加后降低。炉料结构中烧结矿碱度提高,可以促进V的还原,还原到铁水中的V含量和V的收得率均增加;随着烧结矿中MgO含量提高,综合炉料的软化区间稍微变宽,熔化区间稍有收窄,透气性先变好后恶化,滴落率逐渐变小,最大压差先降低后升高。烧结矿中MgO含量提高,不利于V的还原,还原到铁水中的V含量和V的还原率均减小。烧结矿MgO含量提高对高炉冶炼承德含铬型钒钛磁铁矿综合炉料的熔滴性能有不利影响,不利于高炉强化冶炼,应在满足高炉渣需求的前提下,合理控制烧结矿中MgO含量。