高钛铁是含钛量为65％-75％的钛铁合金，是一种用途较为广泛的特种铁合金。目前制备优质高钛铁的主要方法为重熔法，但该方法采用废钛材为原料，生产成本较高，限制了其广泛应用。传统铝热还原法制备的高钛铁存在氧含量高，杂质多等缺点。针对传统铝热法的缺点，本文提出了采用复合还原剂强化金属热还原制备低氧优质高钛铁的新工艺，同时采用流动性的复配渣系强化金渣分离效果，达到除夹杂和辅助降氧的目的。　　首先，计算了Al、Mg、 Ca不同还原剂还原TiO2和FeO·TiO2的绝热温度和单位热效应，以及CaO和KClO3等添加组元对绝热温度和单位热效应的影响，同时计算了各反应在不同温度下的吉布斯自由能变，结果表明:标态下和实际状态下各反应的吉布斯自由能变都很负，热还原过程具有充分的热力学条件。　　其次，采用差热分析技术研究了Al-TiO2、Mg-TiO2和Al-钛铁矿反应体系的动力学，确定了相关的反应动力学常数。结果表明:Al与TiO2的还原反应在1011℃开始进行，反应的表观活化能为Ea=164.497kJ·mol-1，反应级数n=0.414。Mg与TiO2的还原反应在506℃开始进行，反应的表观活化能为Ea=292.77kJ·mol-1，反应级数n=0.591。Al与钛铁矿的还原反应在672℃开始进行，反应的表观活化能为Ea=383.235kJ·mol-1，反应级数n=0.149。以上结果表明:以上反应很容易发生，即采用Al、Mg金属热还原法制备高钛铁是可行的。　　然后，为了阐明熔炼渣对还原熔炼过程和金渣分离效果的影响，系统研究了Al2O3-CaO-TiO2-SiO2-MgO五元渣系的黏度、密度和碱度等性能，并计算了熔渣中TiO2的作用浓度，为熔炼渣系调控提供了理论依据。结果表明:渣系的黏度随CaO含量的增大而减小，而MgO在一定碱度范围内能起到降低并稳定熔渣黏度的作用。渣系的密度在2.6g·cm-3左右，碱度为1.17-1.27，很好地满足实际冶炼的需求。　　最后，以金红石和钛铁矿为原料，采用Al、Al-Mg、 Al-Ca不同种类还原剂制备高钛铁，并考察了CaO、CaF2以及MgO等造渣组元对金属热还原过程及高钛铁质量的影响。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析及化学分析等技术对高钛铁产品进行表征。结果表明:用铝还原制备高钛铁，产品中O含量较高;采用铝钙复合还原剂还原时，能够有效降低产品中O含量至1％以下;同时改善熔炼渣的流动性，促进了金渣分离过程，对控制合金中的氧化物夹杂是有利的;铝镁还原时反应缓慢，金渣不能分离，未得到产品;配料中加入适量的CaO和MgO能促进渣金分离，降低合金中氧化物夹杂含量，并达到辅助降低氧含量的目的。