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高炉渣是钢铁生产过程中所产生的废弃渣,成分包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、FeO和硫等。其产渣量大约为0.31.0吨/吨生铁,排放温度高达1500℃,拥有产量大,热值高的特点。传统高炉渣处理工艺采用水淬法,获得高活性的玻璃态高炉渣,被广泛用作于水泥原材料等,但是该工艺存在许多缺点,如水耗高、未回收显热,并且需对水淬渣进行干燥处理。因此,兼顾余热回收的高炉渣资源利用是目前技术发展的一个重要方向。干式粒化法是以干空气作为换热介质来回收高炉渣的热量。然而,干式粒化工艺的冷却速率较水淬法低,有可能无法获取高含量的玻璃态高炉渣。我国国标规定,冷却后玻璃体含量大于85%的高炉渣才可用于生产水泥混凝土,即要求高炉渣具有较好的非晶形成能力（GFA）。此外,由于不同钢铁厂所选用的入炉材料不同,使得高炉渣的各成分的含量也不同,而高炉渣成分的变化对高炉渣的非晶形成能力也有较大的影响。因此,开展不同冷却速率及不同成分条件下高炉渣相变冷却及物相演变过程的研究,为高炉渣的余热回收及资源化利用提供指导。本文主要研究了不同冷却条件下高炉渣相变冷却及物相演变过程,并获得高含量玻璃态高炉渣的临界冷却速率,提高资源利用的附加值及热品质。同时还采用控制变量的方法,利用化学试剂调整高炉渣的主要成分Al2O3及MgO,从而研究这两种成分对熔融高炉渣冷却过程物相变化的影响。此外,还针对SiO2/Al2O3,CaO/MgO的变化对高炉渣相变冷却及物相演变过程的影响进行分析,从而深入了解四元碱度对高炉渣物相演变影响规律。主要的研究成果如下:（1）在恒温冷却条件下,随着恒温冷却温度的降低,高炉渣晶体孕育时间先减小后增大,存在一个临界冷却速率,使得高炉渣物相全部为玻璃体。而当地的高炉渣对应的临界冷却速率为9±0.13℃/s,而XRD的分析结果显示,获得的晶相为钙铝黄长石;在恒速冷却条件下,高炉渣的结晶度随着冷却速率的增大而降低,并且在冷却速率增大至一定值时,结晶度为0,获得百分百玻璃相,对应的冷却速率为临界冷却速率,为5.5±0.08℃/s;（2）在二元碱度R2为1.1,MgO质量百分比为10 wt%的条件下,Al2O3表现出两性行为,随着Al2O3含量的增大,高炉渣非晶形成能力先增强后减弱,临界冷却速率先减小后增大,当Al2O3=12 wt%时,获得最小临界冷却速率,此时,高炉渣非晶形成能力最强,恒温冷却条件下对应临界冷却速率为22.0±0.33℃/s,恒速冷却条件下对应临界冷却速率为7±0.10℃/s;而在R2=1.1,Al2O3质量百分比为12 wt%的条件下,随着MgO含量的增大,高炉渣的非晶形成能力减弱,临界冷却速率增大趋势;（3）在四元碱度R4=1.0,CaO/MgO=3.62的条件下,随着SiO2/Al2O3比值的增大,高炉渣的非晶形成能力增强,高炉渣临界冷却速率降低,但降低的趋势逐渐减缓;在四元碱度R4=1.0,SiO2/Al2O3=3.62的条件下,CaO/MgO比值的增大促进晶体的析出,导致临界冷却速率增大。