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高A1203精炼渣系在高质量特殊钢精炼过程中应用广泛。铝脱氧钢,尤其是高铝钢,其渣中A1203含量通常比较高。精炼阶段是去除钢中夹杂物的关键阶段,因此本文对特殊钢高A1203精炼渣系热力学性质和物性参数进行了系统研究。采用数学模型计算、熔化温度与粘度测定、炉渣相分析等手段对炉外精炼过程中炉渣的物理性质进行研究。根据共存理论,并使用Matlab软件计算了CaO-Al2O3-MgO渣系中A1203的活度,确定A1203活度较低的区域为溶解速率的测量区域。共存理论计算结果表明,在CaO-Al2O3-MgO渣系中,当MgO含量一定时,随着CaO含量增加,炉渣中A1203活度降低；当CaO含量一定时,随着MgO含量增加,炉渣中A1203活度降低；A1203活度最低值在CaO和MgO均达饱和的区域。测量1873K下氧化铝棒在CaO-Al2O3-MgO渣系中的溶解速率,并用扫描电镜和能谱分析氧化铝棒与熔渣反应边界层的情况。建立CaO-Al2O3-SiO2、CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系及Fe-Ni合金表面张力计算模型,同时还建立了CaO-A1203熔渣与Fe-Ni熔体CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2熔渣与铁液间界面张力计算模型。计算结果表明：随着炉渣碱度和MgO含量的增加,表面张力和界面张力相应增加；不同的A1203含量条件下,表面张力和界面张力与炉渣的碱度密切相关；CaF2含量越高,界面张力值越小。采用熔点法对CaO-MgO-Al2O3-SiO2精炼渣系的熔化特性进行了测定,结果表明：渣中Si02含量固定,当MgO=5wt%与10wt%时,CaO含量在51wt%与48wt%左右才能获得较低的流动温度；而当MgO=15wt%时,炉渣中的CaO必须保持在41wt%左右才能获得较低的流动温度。因此在炉外精炼过程中,为了获得较低熔点的精炼渣必须严格控制精炼渣的组成。采用旋转柱体法在RTW-10型熔体物性仪上对CaO-MgO-Al2O3-SiO2四元精炼渣系进行粘度测试,结果表明：随着温度的升高,炉渣粘度下降；当MgO=5wt%时,CaO/Al2O3比值较大的炉渣粘度曲线有明显的拐点温度,且在高温区间粘度值较低,为0.3Pa.S；当MgO=10wt%时,CaO/Al2O3比值越小,炉渣的粘度值越小；MgO含量增加是炉渣粘度增大的重要原因。CaO-Al2O3-MgO三元渣系对钢液洁净度的影响实验表明,炉渣成分为50%CaO-45%Al2O3-5%MgO时脱氧速率常数最大；实验过程中夹杂物的主要类型为氮化铝和镁铝尖晶石,另外还有一些与之复合的硫化物。对精炼渣的析出相进行了探索性研究：百先米用XRD对炉渣的相组成进行定性分析,初步确定炉渣中矿物的组成；在此基础之上,对炉渣的形貌特征进行显微观察,并配合扫描电镜和能谱,最终确定炉渣的矿相。