本文首先以包钢常用铁矿与外购蒙古铁矿作为研究对象,对单种铁矿以及配矿后的混合矿烧结基础特性进行了实验研究。根据烧结基础特性实验结果进行了三因素三水平的烧结杯正交实验,并对烧结矿的各种物化及冶金性能进行检测分析以指导优化工业试验。其次,通过对再磨蒙古矿、自产精矿粒度分析,成球性测定和连晶强度等基础性能进行研究,根据其实验结果对球团焙烧工艺制度进行优化。在确定出最优配比的基础上,为了进一步降低球团膨胀率,制定四因素三水平的优化工艺试验,在满足强度要求条件下,找出合理的球团生产工艺制度。采用微型红外烧结炉对巴润矿、蒙古矿、澳矿、自产矿的同化特性、液相流动性、粘结相自身强度、铁酸钙生成性能等进行了系统研究,结果表明蒙古矿自身的高Si02含量和较高的K、Na含量决定了其具有较好的同化性和液相流动性。它的铁酸钙生成量较多。在各种矿烧结基础特性研究的基础上,根据铁矿粉烧结性能互补原则和混料均匀设计原则,设计出配矿方案,并对其烧结基础特性进行研究,其中蒙古矿、澳矿、自产矿、巴润矿配比分别为56%、0%、17%、27%；58%、10%、13%、19%；60%、20%、20%、0%时的配矿方案具有较好的烧结特性。根据选出的配矿方案,设计以蒙古矿含量、碱度、MgO含量为因素的三因素三水平烧结杯正交试验。蒙古矿、澳矿、自产矿、巴润矿配比为56%、0%、17%、27%,碱度为1.8,MgO含量为2.12%时转鼓强度最好(为83.7%),因为高碱度烧结矿有利于生成强度较好的铁酸钙液相,因此随着碱度的提高烧结矿具有较好的转鼓强度。蒙古矿、澳矿、自产矿、巴润矿配比为56%、0%、17%、27%,碱度为2.0,MgO为2.32%时的还原粉化指数最低(为3.77%),随着蒙古矿含量的增加,碱度的降低,低温还原粉化指数呈增大的趋势,是因为蒙古矿含量的增加导致了铁酸钙的含量呈下降的趋势。试验结果表明,在本实验原燃料条件下,包钢蒙古矿、澳矿、自产矿、巴润矿配比为56%、0%、17%、27%,烧结矿生产的合适工艺参数为碱度应控制在1.8左右,MgO含量控制在2.12%左右时的转鼓强度为82.5%,低温还原粉化指数为5.53%,还原度为77.55%,铁酸钙生成量为36.2%,矿相结构较均匀。蒙古精矿粒度极细,分布不均匀,连晶强度较差,成球性指数0.35处于较低水平,不适合单独用于球团生产。配加蒙古矿对生球的落下强度有明显改善,在皂土量一定,蒙古矿配入55%以后可以满足落下强度的要求。配加蒙古矿对生球的抗压强度,爆裂温度影响较小,在试验范围内,可以基本满足生产对生球性能要求。球团中配入蒙古矿会导致强度下降。但在45%-70%的范围内,强度都大于2000N,可以满足高炉对强度的要求。当膨润土配比2.3%时,蒙古矿单独造球时球团矿膨胀率21.79%,自产单矿为28.29%,两种矿粉膨胀率都较高,不适合单独使用。球团中配入45%-70%的蒙古矿,成品球团的膨胀率,随着蒙古矿配比的增加呈现先下降后升高的变化趋势,当蒙古矿的配入量达到55%的时候,膨胀率最低达到17.03%,满足高炉冶炼的需求。目前工艺制度下,皂土配比2.3%,在球团中配入55%蒙古矿,生球抗压强度为8.6N,落下强度为3.33次,成品球抗压强度为2466.6N,膨胀率为17.03%,可以满足高炉冶炼对于生球和成品球的质量要求。在皂土配比3.3%、预热温度700℃、焙烧时间14分钟,焙烧温度1280℃的工艺制度下,膨胀率可达13.41%,处于较优水平。