制粒是铁矿石烧结工艺的重要工序。混合料的制粒效果决定了烧结料层水分、化学成分的均匀性以及料层的透气性,是影响烧结矿的产质量的关键因素之一。随着全球铁矿石资源的劣化,烧结生产中细粒级铁精矿的比例持续增加。传统圆筒制粒工艺处理高比例铁精矿时,难以实现混合料中水分的均匀分布,从而导致粒度偏析,不利于后续的烧结工序。另外,作为发展趋势的超厚料层烧结技术也对颗粒的均匀性和料层透气性提出了更高的要求。为此,本文提出通过增加圆筒轴向受力与强化径向受力相结合的高剪切制粒工艺,通过把颗粒的二维受力变成三维受力,从而达到提高混匀效果,促进颗粒长大,提高颗粒均匀性,改善烧结料层透气性的目的。本文实验研究了高剪切制粒过程中颗粒聚结长大行为,揭示了颗粒长大的动力学过程,考察颗粒性质及设备参数对制粒效果的影响,对比了高剪切制粒工艺与传统圆筒制粒工艺的制粒效果,并进一步开展烧结杯实验探究制粒效果对烧结技术和经济指标的影响。主要结论包括:（1）高剪制粒过程中,颗粒的长大依赖粒径较大的核颗粒表面不断粘附细小颗粒,制粒后颗粒的结构主要分为无核颗粒、单核颗粒和多核颗粒,其中单核颗粒是最常见的准颗粒结构。（2）随着制粒时间的增加,混合料颗粒的粒度、料层透气性都呈现先增长后趋于稳定的趋势。制粒前期小颗粒经过水分润湿后在剪切刀的强力作用下频繁碰撞,因而快速聚结长大;制粒后期大颗粒在剪切刀的搅拌以及剪切作用下发生破碎,整体颗粒群的长大与磨损破碎逐渐达到平衡。因此颗粒的长大主要分为三个阶段:快速长大阶段、缓慢长大阶段和相对稳定阶段。（3）随着剪切刀数量和转速的增加,烧结混合料颗粒的粒度和料层的透气性均呈增加的趋势。剪切刀数量和转速增加,单位时间内为颗粒运动提供的能量越多,颗粒之间的碰撞频率随之增加,因而更容易发生聚结。然而,剪切刀数量与转速过过高时,异常大颗粒数量及尺寸均显著增加,颗粒的粒度偏析严重,不利于后续的烧结过程。（4）烧结混合料含水量较低（6.8 wt.%～8.8 wt.%）时,随着加水量的增加,混合料颗粒平均粒度以及料层透气性显著增加,颗粒的尺寸分布均匀。但是当烧结混合料含水量较高（8.8 wt.%～9.8 wt.%）时,进一步提高加水量,导致混合料颗粒粒度偏析严重并且料层的透气性变差。这是因为颗粒内部毛细管道中过量的水被挤压至颗粒表面,导致颗粒产生过湿现象,过湿颗粒堆积时,颗粒间的粘结增加,从而降低了料层透气性。（5）随着精矿比例的增加,混合料颗粒的平均粒度以及料层透气性都随之降低。精矿达到65 wt.%时,+3 mm颗粒的质量分数和床层渗透率下降幅度增大。随着铁矿石中初始核颗粒比例的增加,混合料颗粒的长大指数逐渐降低,其原因是粘附颗粒数量不足。颗粒的破碎强度随着核颗粒比例的增加呈现先增加然后下降的趋势,而颗粒平均尺寸的标准偏差的变化正好相反。当核颗粒的比例为40 wt.%时,颗粒破碎强度以及粒度均匀性均为最佳。（6）相同制粒条件下,高剪切制粒工艺制得的混合料颗粒的强度、粒度均匀性以及料层透气性均优于圆筒制粒工艺;并且高剪切制粒机轴向上颗粒的水分分布和钙元素含量分布相比于圆筒制粒工艺更加均匀。（7）高剪切制粒工艺和圆筒制粒工艺应用于烧结时,高剪切制粒工艺对应的垂直烧结速度和成品率更高,同时烧结矿的落下强度、转鼓指数也高于圆筒制粒工艺。此外,垂直烧结速度和烧结矿指标的提升幅度随着烧结料层厚度的增加而增大,说明高剪切制粒工艺更适用于厚料层烧结。