非反应性连铸保护渣是一种用Al2O3代替传统连铸保护渣中SiO2的CaO-Al2O3基连铸结晶器保护渣,将该保护渣应用于高铝高锰钢连铸生产过程中,可避免钢液中[Al]与传统连铸保护渣中SiO2的钢渣界面反应,使得连铸保护渣性能稳定,连铸生产顺行。揭示非反应性保护渣微结构特征及组成对结构的影响机制,寻找能稳定Al-O网络结构的组分,是开发非反应性连铸保护渣的关键问题之一。因此,通过系统研究非反应性连铸保护渣的熔渣微结构,并解析微观结构与流变行为之间的关系,为开发非反应性连铸保护渣提供理论依据,促进高铝高锰钢连铸技术发展。通过分子动力学模拟,研究了不同CaO-Al203渣系熔渣微结构特征,揭示了典型组元对熔渣中Al-O网络结构的作用机理,并结合热力学计算设计了非反应性连铸保护渣化学成分。结果表明:B作为网络形成体与O的结合能力最强,熔渣中出现了高配位的Al和三配位氧以及Q5微元结构单元来补偿[AlO4]5-四面体负电荷过剩,低价态的Na+和Li+对于补偿[AlO4]5-不平衡电荷的作用强于高价态的Mg2+和Ba2+,各组分对熔渣网络结构的解聚程度遵循:Na2O＞Li2O＞MgO＞Ba0＞CaF2。非反应性连铸保护渣化学成分范围:w(Al2O3)/w(Ca0)为 1、w(B2O3)为5%、w(Na2O)为80%～11%、w(Li2O)为 1%～4%、w(MgO)为4%～7%、w(BaO)为6%～9%和w(CaF2)为5%～8%。采用拉曼光谱和核磁共振谱对非反应性连铸保护渣进行了实验研究。结果表明:保护渣助溶剂对熔渣网络聚合度的影响主次顺序为:Na2O>Li2O>MgO>B aO>CaF2,非反应性保护渣熔渣中部分F离子会取代O形成相对稳定的[AlO3F]四面体结构,与[AlO4]5-四面体相互连接成构成三维网络结构,渣中助溶剂对构成熔渣网络结构中四面体结构的主次顺序为:Na2O＞MgO＞BaO＞Li2O＞CaF2。采用旋转柱体法研究了保护渣的流变行为,并选用修正后的熔渣聚合度表征方法Q*解析了微观结构与流变行为之间的联系。结果表明,流变行为与微观结构之间存在良好的线性关系,熔渣聚合度越低,黏度越低,熔渣结构越稳定,晶体越难析出,转折温度越低。图38幅;表19个;参73篇。