本文应用正交试验法、转鼓等常规检测和正交试验极差分析法研究了铁料搭配、碱度、燃耗和水分对烧结矿技术指标的影响；并借助光学显微镜、X射线衍射等分析测试手段，深入研究了不同因素水平下烧结矿矿物组成、结构对其质量的影响，得出了普遍的变化规律，给出最佳方案进行工业试验，并分析影响工业试验时烧结矿矿物组成、结构的因素及提出改进措施，以提高烧结矿质量，降低返矿率。 通过研究发现，在原料种类和工艺不变的情况下，适当调整印度矿和阳春矿的配比，采用铁料搭配水平4进行烧结，可以生成较多的铁酸钙和铁橄榄石，形成以熔蚀结构和粒状结构为主的烧结矿，有利于强度的提高。凡在烧结时能产生较多的液相，冷却时不是形成结晶较差的玻璃质，而是形成充分结晶的针状或树枝状、棒状铁酸钙；磁铁矿不是以块状孤立存在，而是被粘结相交织固结成熔蚀结构、粒状结构或共晶结构；气孔较少，且分布均匀；粒度较细；组织结构均匀的烧结矿均能提高质量。另外还归纳出有利于强度提高的工艺参数和操作制度。 分析工业试验和水钢现行生产的矿物组成、结构表明，水钢烧结矿以他形晶磁铁矿为主，铁酸钙为主要的粘结相，多形成熔蚀结构、粒状结构和共晶结构，强度较高；而在台车边缘和表层，由于存在较严重边缘效应和点火温度较低，使该区域的烧结矿组织结构疏松，局部呈蜂窝状或薄壁大孔状，铁酸钙较少而硅酸二钙和玻璃质较多，形成骸晶状结构和磁铁矿连晶，强度较低，致使返矿升高。工业试验时烧结矿的组织结构比现行生产的均匀，矿物组成、结构较差的烧结矿少且多集中在台车边缘和表层，使烧结矿质量得到提高，降低了返矿率。另外提出了改善台车边缘和表层烧结矿质量的措施。