近年来,随着我国钢铁产量的快速增长,铁矿价格不断升高,高炉不得不大量使用低价原料,这些原料的碱金属、硫含量较高,导致高炉的碱负荷、硫负荷大幅增加,炉渣排碱、脱硫任务加重；同时,渣量维持在较低水平,排碱、脱硫间的矛盾更加尖锐,加剧碱金属在高炉内的循环富集,碱金属对高炉生产的危害加重。因此,系统研究碱金属在高炉冶炼过程中的反应机理及分配规律具有重要的理论意义和应用价值。以邯钢大型高炉为对象进行了碱金属平衡调查,结果表明：高炉的碱金属负荷较高,主要原因是入炉铁矿石、燃料的碱金属含量较高。炉渣的排碱率不高,导致高炉出现碱金属危害。炉料吸附碱金属的试验以及热力学模拟计算结果显示：高温区是碱金属氧化物的主要还原区,炉料不但不吸附碱金属,而且还挥发中温区吸附的碱金属。高温区K2O·Fe2O3含量随着温度升高而逐渐消失,Na(g)和NaCN(g)含量增加。中温区的炉料吸附碱金属充分,Na2CO3逐渐消失,被还原出碱蒸汽的量很少。低温区的炉料吸附碱金属量的下降较快,钾主要与铁氧化物结合,钠主要以Na2CO3和NaCN的形式存在。随着粒度的增加,烧结矿、球团矿和焦炭吸附的碱金属含量均下降。在同粒度的三种炉料中,烧结矿吸附的碱金属含量最大,焦炭次之,球团矿最少。随着K2O含量的增加,烧结矿、球团矿的低温还原粉化率增加。少量的碱金属就足以完成焦炭气化反应的催化作用,促使反应剧烈进行,焦炭的反应性增加,反应后强度下降。采用气—渣平衡法测定了含碱高炉渣的硫化钾容量,结果表明：二元碱度增加,炉渣钾容量减小,硫容量增大,而硫化钾容量先增大后减少。二元碱度不变时MgO含量增加,钾容量增大,硫容量和硫化钾容量先增大后减小。三元碱度不变时MgO含量增加,钾容量和硫化钾容量减小,硫容量增大。A1203含量增加,钾容量增大,硫容量和硫化钾容量减小。温度升高,钾容量减小,硫容量增大,硫化钾容量减小。高炉硫负荷增加,钾容量减小,硫容量和硫化钾容量都先增大后减小。碱负荷增加,钾容量、硫容量、硫化钾容量均减小。采用气—渣—金平衡法测定了含碱高炉渣的FetO活度,根据炉渣结构共存理论,建立了FetO作用浓度的计算模型,计算结果与实测结果相符。结果表明：二元碱度增加,炉渣的FetO活度增大；二元碱度不变时MgO含量增加,FetO活度降低。三元碱度不变时MgO含量增加,FetO活度降低；A1203含量增加,FetO活度降低。渣中FetO活度增加对排碱不利,但有利于脱硫。根据邯钢生产条件,进行了高炉渣排碱脱硫模拟试验,结果表明：二元碱度对炉渣的排碱、脱硫影响最大,对二者的影响效果相互矛盾。碱度增加有利于脱硫,但不利于排碱；二元碱度不变时MgO含量增加,硫的分配系数和炉渣排碱率先增大后减小。反应温度升高,硫的分配系数增大,排碱率减小；渣铁比增加,硫的分配系数和炉渣排碱率都增大；反应时间延长,硫的分配系数增大,排碱率减小。邯钢高炉的适宜造渣制度和操作参数为：二元碱度保持在1.11左右,MgO含量保持在10%左右,A1203含量保持在15%左右,铁水温度控制在1480～1500-C,渣铁比控制在0.36左右,出铁时间控制在100-120min。在此条件下能够保证铁水合格,炉渣的排碱率大于80%,能够消除碱金属对高炉生产的危害。