冗长的生产过程中,频繁地加热和冷却物料,从而引起的能量贬值和损失是钢铁工业高能耗的一个重要原因。因此,研究开发能耗低、投资成本低、操作灵活、原料及炉料适应性强等特点的炼铁工艺,是各钢铁企业重点关注的课题之一。云南省及四川攀西地区的钒钛矿储量高达近40亿吨,但由于这种矿石冶炼过程中渣铁的粘性大、流动性差而难以在高炉上大量使用。富氧顶吹熔融还原炼铁技术在冶炼含钛铁矿时,由于熔融还原炉内氧化性气氛强,可促使钛、磷、硅等元素进入炉渣中,使得铁水中Ti含量很低,并且使含钛铁矿在冶炼过程中炉渣泡沫渣减少。所以加强含钛铁矿的富氧顶吹熔融还原炼铁技术的研究,对于钛铁矿利用和钢铁工业的节能减排是非常必要和必须的。论文采用化学分析、多元素分析、扫描电镜、X射线衍射、差热差重热分析仪和电子能谱等测试方法与仪器,研究分析了云南勐桥钛铁矿的物性参数,并认为该矿主要Fe2O3、FeTiO3和Ti02等物相为主,且其Ti含量平均为6.47%。针对钛铁矿的熔融还原反应进行了热力学计算,计算表明该反应可行,且采在应用固体碳做还原剂时还原反应的效果最好。通过富氧顶吹熔融还原技术冶炼含钛铁矿的实验研究,表明该技术也是可行的。实验研究了还原温度、碱度、通氧时间、配碳比、铁回收率、铁水中Ti含量等因素对含钛矿富氧顶吹熔融还原的影响规律,分析了含钛铁矿富氧顶吹熔融还原过程中铁、钛、硫的行为走向的原因,得出结论：(1)当还原反应的温度在1500℃以下时,铁的收得率随着熔融还原反应的温度升高而升高,但当其超过1500℃后,铁收得率的变得较为平缓。(2)铁的收得率在碱度小于1.2时,随着碱度的升高提高的比较明显,在1.2时达到极大值,之后随着碱度的升高铁的收得率则开始下降。(3)铁的收得率随着碳氧摩尔比的提高而增大,但其增速逐渐减缓。富氧顶吹熔融还原技术的优点之一就是脱Ti效果较好。(4)铁水中Ti含量随着还原温度的升高而呈下降趋势,温度升高,改善了反应的动力学条件,从而降低铁水中的Ti含量。(5)生铁中Ti含量随着配碳比的提高而增大。配碳比增多,可使少量钛氧化物被还原成Ti并溶入铁水中,从而增大了铁水Ti含量。(6)生铁中Ti含量随着还原时间的延长而呈降低的趋势。(7)反应温度、碱度和IC/O对铁水中的S含量影响不大,主要是因为富氧顶吹熔融还原工艺是采用的强氧化性气氛造成。(8)实验最佳的冶炼条件是在T=1550℃.C/O=1.0、R=1.2时,铁收得率可达到95%,并获得钛含量低于0.05%的高质量铁水。(9)响应曲面优化软件优化设计计算的最佳工艺参数和实验相比具有较高的吻合度,可以指导今后更深的实验研究。