钒钛磁铁矿作为一种富含铁、钒、钛等多种有价组元的特色冶金资源,具有极高的综合利用价值,其广泛分布于我国的四川攀西、河北承德以及安徽马鞍山等地区。近六十年来,随着冶金工作者们对钒钛磁铁矿资源研究的不断深入,我国高炉冶炼钒钛磁铁矿技术取得了巨大进步。然而,由于钒钛磁铁矿自身“贫”、“细”、“散”、杂”的特点,使得其造块难度大(烧结、球团),高炉冶炼过程核心技术指标低,如高炉利用系数低,焦比高等等,因此开发钒钛磁铁矿新型高炉炉料十分必要。含碳热压块作为一种新型的炼铁原料,由于其具备着高温强度高,还原性能好以及原料适应性强等优点,已成为冶金工作者们关注和研究的热点之一。基于此,本文提出了钒钛磁铁矿含碳热压块这一新型高炉炉料的制备,考察了热压制备过程中热压温度、配碳比、煤粉粒度和矿粉粒度对其抗压强度的影响规律,确定了热处理过程中合理的热处理温度和时间;考察了其基础冶金性能,包括低温还原粉化性能、还原膨胀性能以及还原性能;在以上基础上,进一步研究了钒钛热压块添加量对综合炉料熔滴性能的影响,考察不同添加比例下,滴落初铁中V、Cr的含量及收得率,最终确定合理的添加比例范围。主要得出以下结论:(1)钒钛磁铁矿含碳热压块热压制备过程中,在低温区(100~300℃)热压温度作用最显著,其次分别为煤粉粒度、矿粉粒度和配碳比,其最佳参数水平为热压温度300℃,配碳比1.6,煤粉粒度-200目,矿粉粒度-200目;在高温区(300~500℃),矿粉粒度作用最显著,其次分别为热压温度、配碳比和煤粉粒度,其最佳参数水平为热压温度450℃,配碳比1.8,煤粉粒度-150目,矿粉粒度-150目。综合考虑,确定优化后的热压参数为:热压温度200℃,配碳比1.6,煤粉和矿粉均为-200目,在优化后的参数条件下压制的钒钛矿热压块强度为1071N/个。(2)钒钛磁铁矿含碳热压块最佳热处理参数为:热处理温度650℃,热处理时间5h。热处理后的热压块强度为2620N/个,热处理过程失重率达到7.76%,其强度满足如炉冶炼要求。(3)钒钛磁铁矿含碳热压块具备良好的冶金性能,其还原粉化率RDI+3.15为99.34%,还原膨胀指数RSI为-2.16%,还原性能优于钒钛球团矿。因此,钒钛热压块冶金性能总体上由于传统的钒钛烧结矿和钒钛球团矿,符合高炉冶炼对炉料质量的要求。(4)综合炉料的熔滴试验结果显示,随着综合炉料中含碳热压块加入量的增加,综合炉料的软化温度区间逐渐变宽,从146.1℃增至266.1℃;综合炉料的熔化温度区间先收窄后变宽,当热压块的添加比例为20%时,熔化区间最窄,为129.5℃;随着含碳热压块加入,综合炉料的透气性能明显改善,综合炉料的滴落率先增加后下降,热压块添加比例为10%时滴落率最高,达72.4%;初铁中的V、Cr含量及其收得率均呈现先降低后升高的趋势,当热压块的添加比例为25%时,V、Cr含量及其收得率达到最大值,二者的含量分别为0.101%和0.137%,二者的收得率分别为14.55%和28.16%。综合考虑,综合炉料中含碳热压块的添加比例应控制在10%~25%,最佳添加比例为20%。