随着我国钢铁工业的不断发展，钢铁生产工艺装备的不断更新，作为世界上最大的钢材生产和消费国，钢铁企业发展的方向已由原来单一追求钢铁数量向追求钢铁产能综合效益转变。钢渣作为可利用的二次资源越来越引起冶金工作者的极大关注，如何更好地处理和高效利用钢渣已经是钢铁企业急需解决的问题。本文在国家“973”计划专项研究《冶金渣余热回收与结构控制基础研究》和国家科技支撑计划《钢铁企业低压余热蒸汽发电和钢渣改性气淬处理技术及示范》项目的支持下，以河北联合大学与河北钢铁集团唐钢公司组成联合研发钢渣改性气淬处理技术科研项目为背景，进行钢渣气淬粒化改性研究及气淬钢渣制备钢渣水泥的试验研究，研究结果用于指导现场的钢渣气淬处理工艺和气淬钢渣高附加值产品的开发应用。　　本文研究的主要内容包括:气体射流破碎液态钢渣粒化机理;气淬渣粒凝固热力学规律;氮气与液态渣粒、氮气与高温固态渣粒换热规律;气体压力、气量、喷嘴类型等因素对气淬粒化液态钢渣粒径的影响规律;气淬钢渣制备钢渣水泥的实验研究等。本论文的研究借助了矿相显微镜、电子显微镜、X—射线衍射仪、能谱分析仪等微观测试手段。　　本文在研究过程中，应用相似原理在实验室用石蜡代替液态钢渣进行粒化试验，研究液态钢渣粒化机理，通过试验结果表明液态钢渣粒化过程分为5个阶段:首先，液态渣流在高速非紊气流作用下发生波动;其次，液态渣流由于高压气流的扰动作用发生剪切力，使渣流波形破裂成条带状;再次，在高速气流的冲刷作用下渣流条带被破碎成液滴;第四，液滴被高速气流分散成更细小的颗粒;最后，液态渣颗粒碰撞、聚合，冷却凝固成颗粒。通过Fluent软件模拟液态钢渣凝固现象，研究液态渣凝固热力学规律，模拟结果表明粒径小于2mm的渣粒在流速1m/s的条件下，经1.4s后可以凝固成粒，粒径小于7mm的渣粒不会发生再粘连现象。通过Fluent软件模拟不同类型喷嘴的流场，研究气淬渣粒飞行动力学规律，模拟结果表明拉瓦尔型喷嘴具有射流集中、扩张程度较低的特点;喷嘴的结构形式双排孔拉瓦尔型优于单排孔型，马赫数控制在1.4～1.75之间可达到较好的喷吹效果，适于对液态钢渣进行气淬粒化。通过现场工业冷态试验，在试验条件下确定了渣粒的飞行距离最远为18m左右，横向扩展宽度大约为4.5m左右;通过现场工业热态试验，得出气淬过程中采用B型号喷嘴能够较好满足粒化液态钢渣的要求，粒化后的渣粒大部分在3mm以下且粒度均匀，粒度主要集中在0.1～0.45mm和1～2mm。通过试制气淬钢渣水泥得出:气淬钢渣(＜2mm)中f-CaO的含量＜3％，不会造成气淬钢渣水泥安定性不良;气淬钢渣易磨性优于热焖钢渣，且气淬钢渣粉磨能耗比热焖钢渣低4.4kWh/t;气淬钢渣作为水泥混合材，其适宜掺量为20％～50％。