钒是一种价值含量很高的资源，充分回收和综合利用钒钛磁铁矿中丰富的钒资源，能使得钒更为广泛地应用到工业生产各行业中，从而创造出更高的经济效益和企业效益。我国攀钢具有相对成熟的“高炉-转炉”冶炼钒钛磁铁矿工艺流程，为高效回收利用攀西地区钒钛磁铁矿中的钒资源提供了技术基础。近年来，攀钢采取提高高炉入炉炉料的钒钛矿比例的措施来进行高炉冶炼，由于高炉冶炼在整个“高炉-转炉”冶炼钒钛磁铁矿工艺流程中扮演着提供高质量含钒铁水和与后续提钒转炉吹炼工序相匹配的重要角色，因此必须考虑此措施的采用是否会对高炉钒还原产生影响，从原料端增加入炉钒总量，是否能相应提高进入铁水的钒量，是需要回答的一个问题。另外，在冶炼过程中改变相关的高炉操作条件能有利于高炉钒还原，这些条件的改变是否符合现有操作制度的要求，也是实际生产中需要关心的另一个问题。可见，若要很好地解答以上问题，则需要深入和全面地认识高炉冶炼钒钛磁铁矿过程中钒的还原特征。基于此，本文开展了高炉冶炼钒钛磁铁矿过程中钒还原特征研究，通过研究钒在高炉中的行为、合理的改善高炉钒还原条件的途径等问题，力求把握钒在高炉中的还原规律，从而为生产实践提供理论指导。本文借助热力学理论、动力学理论、高炉配料计算等理论分析和矿相分析、XRD分析、实验室模拟实验等实验方法来实现上述的研究，并得出如下主要的研究成果：①从高炉上部到高炉中下部，随着高炉冶炼条件变化，+3~+4价的钒逐步从矿石转移到被还原的固态铁相，并最终大部分以0价钒的形式转移到铁水中，其余的钒以+2~+3价的形式转移到炉渣中，赋存形态为钒氧化物。②研究了改善高炉钒还原的途径。模拟实验结果表明软熔滴落带和炉缸区钒的还原度分别为58%和70%，是钒在高炉中的主要还原区域。模拟实验研究了高炉上部和高炉中下部不同因素对钒还原的影响规律，结果表明：炉料粒度的降低有利于钒在块状带的还原；温度的提高均有利于钒在高炉三区域的还原；钒钛矿配比从66%提高至70%，有利于钒在块状带的还原，且68%时最有利于钒在软熔滴落带的还原，铁中钒含量有最大值0.1299%；渣中TiO2含量的降低和二元碱度的增加有利于炉缸区钒的还原。③研究了高炉钒还原与高炉透气性、高炉泡沫渣、高炉富氧喷煤和高炉炉渣脱硫的关系。研究表明，20mm的烧结矿单一尺寸能保证一定的矿石还原性能和高炉透气性；钒钛矿配比为68%时，最有利于钒氧化物在软熔带的还原，同时也能保证不发生严重的压力损失现象；富氧操作不利于钒氧化物在炉缸区的还原；渣中未燃煤粉比对铁水钒含量的影响较小，但对炉渣粘度的影响显著；同时适宜高炉钒还原、抑制高炉泡沫渣现象和高炉炉渣脱硫的条件不多。