我国不锈钢产量占全球产量的50%以上,但作为冶炼不锈钢主要原料的镍矿及铬铁矿资源贫乏,加之国外优质镍铬资源出口限制严格,占红土镍矿资源总量60%以上的褐铁矿型红土镍矿及低品位铬铁矿愈发受到关注。前者适于烧结—高炉工艺冶炼不锈钢母液,但其烧结性能差,高炉造渣制度不清晰,炉料来源单一。后者粉矿比例高（＞80%）,造块处理后才能用于铬铁生产,且常需额外的原料预处理工序。而性能优异的耐热不锈钢冶炼通常需先分别生产铬铁和镍铁,工艺流程长,生产成本高。因此,基于烧结—高炉工艺,如何有效利用此两种低品位矿粉,一步得到含镍铬的不锈钢母液,对缩短冶炼工艺流程,降低耐热不锈钢生产成本及提高产品质量有着重要意义。本文以低品位褐铁矿型红土镍矿和铬铁矿粉为原料,基于其物化性能和工艺矿物学特征,揭示了前者与普通褐铁矿高温性能的差异,阐明了其独特的烧结行为和固结机理,开发了多力场协同强化及镍铬矿复合烧结技术,开发了多种新型镍铬炉料结构,明确了高炉冶炼耐热不锈钢母液适宜的渣型,优化了相关熔炼工艺参数,制备出了耐热不锈钢母液,并进行了部分新工艺工业试验。微型烧结研究表明,相对于普通褐铁矿,褐铁矿型红土镍矿同化性能、液相流动性及粘结相强度更差,铁酸钙生成特性差异明显。经烧结杯试验,在混合料水分18%,无烟煤用量7.5%,碱度1.4最佳条件下,褐铁矿型红土镍矿烧结矿转鼓强度和利用系数分别仅45.87%和0.97t·m-2·h-1,固体燃耗高达140.52kg/t,远差于普通褐铁矿。其烧结矿主要固相为铁尖晶石,耐碱性渣相侵蚀性强,难以被高碱度液相润湿。随碱度增加,烧结矿孔隙率增大,孔隙形状愈发不规则,低强度液相形成增多,微观结构更加疏松。其适宜烧结碱度在1.2～1.4。褐铁矿型红土镍矿多力场协同强化烧结杯试验表明,在外加压力6242Pa,热风温度260℃及通入时间10min最佳条件下,相对于基准试验,转鼓强度和利用系数分别提高24.11%和18.56%,固体燃耗降低23.21%。在铬铁矿最佳配比15%及多力场协同强化技术作用下,镍铬复合烧结矿转鼓强度和利用系数分别达到51.60%和1.03t·m-2·h-1,固体燃耗由173.63kg/t降至161.05kg/t,明显优于常规镍铬矿复合烧结工艺。多力场的施加促使松散料层致密化,烧结矿孔隙率明显降低,孔隙结构更加规则,烧结热力学及动力学条件显著改善,氧分压提高,SFCA形成量大幅增加,烧结矿微观结构更为紧密,使得褐铁矿型红土镍矿烧结性能显著改善。铬铁矿的适当配入可有效填充烧结料层大量的孔隙,在多力场作用下,镍铬复合烧结矿产质量指标进一步提高。高炉法耐热不锈钢母液制备研究表明,以高炉铁水含铬5～12%为目标,开发出了多种新型镍铬炉料结构,其RI和RDI+6.3mm分别在70%和90%以上;其软化开始及滴落温度稍高,滴落区间略宽。经镍铬炉料熔炼工艺基础研究及参数优化,在熔炼温度1600℃,焦炭用量20%,炉渣二元碱度1.0,熔炼时间60min或90min（炉料种类不同）条件下,制备出了铬品位5～10%、镍品位1.5～1.7%的高纯度镍铬不锈钢母液,其铁、铬和镍回收率均分别保持在95%、90%和98%以上,实现了一步法冶炼耐热不锈钢母液。工业试验及技术经济分析表明,褐铁矿型红土镍矿烧结工业试验中,采用热废气循环强化烧结技术后,相对于基准烧结工艺,转鼓强度和利用系数分别提高19.05%和52.22%,固体燃耗降低20.26%,烧结工艺可新增产值约1.30亿元/a,节约成本约0.49亿元/a,CO2减排约19.14万t/a。优质含镍烧结矿用于高炉冶炼后,高炉利用系数提高8.36%,焦比降低3.92%,高炉工艺可新增产值约2.51亿元/a,降低成本约0.80亿元/a,CO2减排10.47万t/a。在后续工业试验中,可实现高铬铁水冶炼,为耐热不锈钢冶炼提供低成本的含镍铬母液。图91幅,表94个,参考文献256篇