本项目以开展适宜的炉渣镁铝比（ω(MgO)/ω(Al2O3)）为突破点，从热力学理论层面系统地考察各种原料条件下包括MgO、Al2O3在内的各组分对炉渣的熔化性温度、黏度、脱硫能力，组分的反应能力（活度）等影响以及对烧结、球团工艺的影响，从而确定适宜的ω(MgO)/ω(Al2O3)，实现高炉炉料成分的优化设计，开发科学合理的高炉炼铁工艺，实现集成创新。 1 炉渣热力学性质的定量化 （1）CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣系活度预测模型 制作不同温度条件下CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元渣系的等温截面图。依据熔渣分子离子共存理论，结合相关二元、三元相图及涉及到的热力学数据建立了 CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系熔渣活度预测模型。选定参考渣法测定相关组元活度，数据比对分析，引入校正系数L'修正预测模型，校正后的预测模型具有良好的稳定性和精度。 （2）炉渣冶金性能（熔化性温度、黏度、流动性）的基础研究 实验室条件下，探讨了碱度、ω(MgO)/ω(Al2O3)对炉渣冶金性能（黏度、熔化性温度）的影响；探讨了1500℃条件下，ω(MgO)/ω(Al2O3)、Al2O3含量及碱度对炉渣流动性影响。 （3）炉渣脱硫能力的基础研究 从组元反应性（活度）和黏度两方面入手，考察了R、ω(MgO)/ω(Al2O3)、ω(Al2O3)等对炉渣脱硫能力的影响规律。专门设计了脱硫实验用双层石墨坩埚，可更好地模拟高炉脱硫的实际情况。 2 化学成分对烧结、球团工艺的作用机制 （1）考察MgO在铁矿石烧结过程中的矿化机理 考察分析了MgO对烧结矿显微强度的影响和含MgO熔剂在铁矿石中的扩散速度，确定适宜的含MgO熔剂的添加量。 （2）考察MgO、Al2O3对烧结矿、球团冶金性能的影响 试验考察MgO、Al2O3对烧结矿的低温还原粉化、还原性、还原膨胀、软熔滴落等冶金性能影响，研究其对铁矿石冶金性能的作用机理。 3 制定科学合理的高炉冶炼制度 基于大量实验室试验结果，在某钢铁厂#A、#B高炉进行了现场试验。研究主要包括两个部分：1）考察降低高炉用含镁熔剂对实际生产的影响；2）考察降低烧结矿MgO含量对实际生产的影响。生产实践表明，该炼铁厂采用低MgO烧结—高炉炼铁技术，取得了良好的炼铁技术经济指标。