作为高炉的主要入炉含铁原料,高碱度烧结矿质量的高低对炼铁的技术和经济指标有非常重要的影响。国内某钢铁厂的自产铁精矿粉具有硅含量高、铁品位低的特点,是不利于烧结矿质量和冶金性能的提高。为充分利用其自产精矿及周边铁矿资源,对该钢铁厂烧结原料进行分析,研究其自产铁精矿粉在不同燃料配比、不同高碱度配比下对烧结过程和烧结矿质量的影响,从而为指导该厂烧结生产提供理论依据。以烧结杯实验获取的不同燃料、不同高碱度配比烧结矿作为研究对象,采用光学显微镜及IPP软件对显微结构和矿物含量进行系统研究。探讨了不同燃料配比和碱度配比对烧结矿矿物组成与显微结构的影响,分析了矿物组成和显微结构对烧结矿强度和冶金性能的影响。使用FactSage7.0软件的Equilib模块研究了碱度对液相生成量的影响规律,考察了烧结过程中理论液相量对烧结矿强度和冶金性能的影响。随燃料配比从4.0%增加到5.5%,烧结矿的成品率和转鼓系数呈线性增加,垂直烧结速率、利用系数先增加后减小。烧结矿的平均粒度随着燃料配比的增加而增加,当燃料配比为4.5%后,烧结矿的粒度增长速度减小。烧结矿的矿物组成中磁铁矿含量增加,赤铁矿含量则降低了5%,铁酸钙含量在燃料配比为4.5%达到最高值24%。烧结矿的显微结构在此时主要为交织熔蚀结构,矿相分布比较均匀。烧结矿的冶金性能在燃料配比为4.5%时为最佳,还原度较高,软熔特性也较好。在燃料配比一定的条件下,随着碱度升高,烧结矿的垂直烧结速度和转鼓指数线性增加,成品率、利用系数和烧成率先增加后减少。当碱度从1.5提高到2.0时,烧结矿中的赤铁矿质量分数增加了6%,磁铁矿质量分数降低了11%,铁酸钙质量分数增加了12%,磁铁矿与铁酸钙形成熔蚀结构。低温还原粉化性能和还原性均得到较大改善,烧结矿的软熔特性在碱度1.7~2.0间熔滴特性值较好。碱度对烧结过程中液相生成量影响较大,随碱度从1.5增大到2.0,混合料中理论液相生成量从27.70%增加到34.32%。随着烧结理论液相量的增多,烧结矿的转鼓指数近似线性增加。成品率先增加后降低,且在理论液相量为29.38%时成品率达到最大值,为80.65%。随着液相量的增大,烧结矿的还原度基本不变,稳定在90%左右,低温还原粉化指数有所改善。烧结矿的软熔特性值在理论液相量为29%最小,为1440kPa·℃。结合高硅高碱度烧结矿的技术指标和冶金性能以及矿物组成和显微结构,适宜该厂烧结矿最佳燃料配比为4.5%,碱度为1.7,理论液相量的适宜范围为29~30%。此时烧结矿矿物组成简单,针状铁酸钙含量较高,主要呈交织熔蚀结构,烧结矿质量也最好。