三氧化鈦鐵的熔煉工藝需要結合其化學特性進行優(yōu)化設計。這種化合物通常采用電弧爐熔煉法，在還原性氣氛下進行操作能夠有效防止氧化。關鍵工藝參數(shù)包括爐溫控制在1500-1650℃范圍內(nèi)，配合碳質(zhì)還原劑（如石油焦或石墨）的精確配比，還原時間一般維持在2-3小時。需要特別注意原料的純度要求，特別是Fe2O3和TiO2的雜質(zhì)含量應分別控制在0.5%和0.3%以下。

實際操作中通常采用分階段升溫策略，先在800-1000℃進行預還原，再逐步提升至最終熔煉溫度。熔池深度建議保持在40-60cm之間，這樣既能保證反應充分又不會過度消耗電能。值得注意的是，由于三氧化鈦鐵的熔點較高（約1580℃），必須使用鎂質(zhì)或鉻鎂質(zhì)耐火材料作為爐襯。爐內(nèi)壓力宜維持在微正壓狀態(tài)(0.05-0.1MPa)以隔絕空氣。

為了提高金屬回收率，通常會在出爐前加入少量鋁粉(0.5-1.2%)作為最終還原劑。熔煉產(chǎn)物需要進行緩冷處理，冷卻速率控制在30-50℃/小時為宜，這樣可以獲得更均勻的組織結構。對于工業(yè)化生產(chǎn)，還需要配套煙氣凈化系統(tǒng)，因為過程中會產(chǎn)生含鈦粉塵和CO氣體。通過X射線衍射分析可以準確判斷產(chǎn)物中FeTiO3的結晶程度。