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随着矿石资源日趋紧张，钢铁企业采购矿石品种多、成分复杂，杂矿虽然经济，但是降低了入炉矿的品位，一般通过添加一定量的高品位的矿石比如澳矿可以改善入炉矿的品位，而澳矿中Al2O3含量颇高，会导致高炉渣中Al2O3显著升高，从而影响高炉渣的性能。因此，研究高Al2O3高炉渣的物理化学性能至关重要。本文以南钢高炉生产条件为基础，对南钢高炉炉渣的冶金性能进行了热力学理论计算，并以此进行了实验室研究，分析不同Al2O3含量下MgO/Al2O3,CaO/SiO2对南钢高炉炉渣的流动性能、熔化性能、脱硫性能等性质的影响。运用红外光谱分析和分子动力学模拟研究了成分变化对炉渣结构的影响。同时得到了对应类型的高炉在炉料结构发生变化的情况下适宜的造渣制度。课题研究得到的主要结论包括：(1)所研究渣系开始熔化到完全熔化的温度范围即熔化区间在7℃~18℃之间，是典型的熔化区间窄的炉渣；同时，炉渣从能自由流动到完全失去流动性的温度范围在10℃~20℃之间，属于短渣。故控制好适宜的炉渣温度对维持南钢高炉渣良好的流动性能至关重要。(2)南钢高炉渣Al2O3=15%，二元碱度固定为1.20时，以及Al2O3=18%，二元碱度固定为1.20时，随着炉渣MgO/Al2O3升高，炉渣粘度降低，降低幅度分别为24.3%~32.5%和42.4%~44.8%，炉渣的熔化性温度下降，熔化温度先升高后降低（在MgO/Al2O3=0.5时，熔化温度最高），熔化区间变窄。当MgO/Al2O3固定为0.55（Al2O3=15%，MgO=8.25%）时，随着二元碱度（CaO/SiO2）升高，炉渣粘度降低，降低幅度为36.0%~42.8%，熔化性温度和熔化温度升高，熔化区间变化不明显。(3)南钢高炉渣Al2O3=15%，二元碱度固定为1.20时，以及Al2O3=18%，二元碱度固定为1.20时，随着炉渣MgO/Al2O3升高，炉渣脱硫能力得到改善，硫容量分别提高27.4%和43.1%.当MgO/Al2O3固定为0.55（Al2O3=15%，MgO=8.25%）时，随着二元碱度（CaO/SiO2）升高，炉渣脱硫能力得到较大改善，硫在渣铁间的分配比分别提高了196.3%。综合考虑，南钢高炉炉渣的MgO/Al2O3适宜值为0.55，由于炉渣高熔点和高熔化性温度的特性，建议二元碱度不宜高于1.25，考虑到脱硫能力二元碱度不宜低于1.15，综合考虑二元碱度应该保持在1.20左右。当炉料结构变化使炉渣中Al2O3升高到18%或更高时，考虑到高Al2O3条件下MgO/Al2O3的提高可以降低熔化性温度，且粘度降低幅度增加，而高碱度会导致高熔化性温度和恶化熔化特性，同时考虑到脱硫性能二元碱度又不能太低，故可采用高MgO/Al2O3（0.55~0.65）、CaO/SiO2应保持在1.15~1.20的造渣制度，可以改善炉渣的熔化、流动性能及脱硫能力。