定量描述烧结机理是烧结领域的研究重点。本文在现有实验及原燃料条件下,利用分形理论定量解析烧结矿筛分粒度分布和晶界粒度分布的分形特征,深化了烧结矿烧结机理的研究。总结现有烧结实验研究状况,结合分形维数测定原理,提取出两种利用分形理论研究烧结机理的方案:一个方案是通过烧结杯实验、粒度筛分实验或孔隙测定实验,分析其粒度分布或孔隙分布的分形特征;另一个方案是通过微型烧结实验、扫描电镜分析,分析其晶粒晶界分布状况和对分布状况进行分形研究。以烧结杯实验为基础,利用粒度筛分实验探讨了烧结矿筛分粒度分布的分形特征。结果表明:在不同配矿条件下烧结矿筛分粒度分布具有良好的分形特征;分形维数能够定量表征烧结矿的强度和成品率,分形维数越大,烧结矿的强度越小且成品率越大;在α=0.1时,垂直燃烧速度、低温还原粉化、荷重软化与分形维数呈线负性变化趋势;分形维数随MgO含量的增加而增加,同时利用分形维数可以定量解释MgO含量的范围,即0.328%～5.530%;分形维数随碱度的增加而降低;分形维数随巴西粉含量的增加而增加,可以定量估测单一因素下烧结矿粒度分形维数的应用范围,即2.3~2.6。对现有分形软件进行优化设计,使获得的分形维数更加准确可靠,结合微型烧结实验和扫描电镜分析探讨了烧结矿晶界分布的分形特征。结果表明:烧结矿晶粒晶界分布具有良好的分形特征,可以用分形理论来定量描述烧结矿的成矿过程,其过程是不可逆过程;在烧结温度小于1300℃,分形维数和抗压强度随温度的增加而增加;在烧结成矿过程中,1300℃两侧烧结矿的抗压强度均随其分形维数的增加而增加,并且1300℃是分形维数和抗压强度的极大值点,此时分形维数值为1.59。运用分形理论来研究烧结过程及烧结矿相关性质是切实可行的,本文为深入研究烧结矿提供新的理论基础和研究方法,同时也拓展了分形理论的研究领域。图80表21参65