锰和铝作为重要合金元素,广泛使用于耐磨钢、无磁钢、高锰不锈钢、耐热钢等高锰高铝钢生产中。这类高附加值品种钢凭借优异的力学性能、较好的强度及韧塑性等优势,在国防工业,交通运输特别是汽车行业都有着较大的应用潜力。目前高锰高铝钢的生产仍主要采用模铸工艺,该工艺流程复杂、效率较低,因此节能、低成本的“转炉-精炼-连铸”流程工艺已成为主要发展方向,然而专用结晶器保护渣开发的滞后严重制约了浇铸高锰高铝钢向连铸流程的转移。本文就CaO-Al₂O₃基低反应性保护渣基本性能展开研究,首先基于分子离子共存理论建立CaO-Al₂O₃-SiO₂-BaO-Na₂O-B₂O₃-CaF₂七元熔渣体系的活度计算模型,探讨保护渣与高锰高铝钢反应的热力学特征。其次在对高锰高铝钢凝固特性分析基础上,提出合适的保护渣基本性能范围。利用单纯形法设计实验渣系,并对实验渣样的熔化特性和流动特性进行分析,得到低反应性保护渣成分控制区域。综合热力学与成分控制区域研究结果,选择典型保护渣进行钢-渣接触实验,模拟实际结晶器中保护渣与钢水的反应过程,并对反应后连铸保护渣基本性能进行测试和评价。（1）热力学研究表明,钢-渣反应性强弱主要与渣中反应性组分含量和钢中Al含量有关。随着钢中Al含量增加,渣中SiO₂、B₂O₃、Na₂O的反应性均有所增强;用Al₂O₃逐步取代SiO₂进行计算发现,当Al₂O₃/SiO₂为3时,各组分与Al的反应性趋于稳定;CaO-Al₂O₃基保护渣能明显降低SiO₂、B₂O₃与Al的反应性,组分反应性强弱顺序表现为B₂O₃>Na₂O>SiO₂;低反应性CaO-Al₂O₃基保护渣中反应性组分含量控制范围:SiO₂含量为0¹2wt%,Na₂O含量为0⁶wt%,B₂O₃含量为0⁴wt%。（2）通过对高锰高铝钢浇注特点和凝固特性分析,得到适合裂纹倾向弱的高锰高铝钢浇铸的保护渣基本性能为:熔点为900¹150℃,1300℃的黏度控制在0.05⁰.3 Pa?s,转折温度为900¹150℃,凝固后呈玻璃体。CaO-Al₂O₃基低反应性保护渣熔化、流动特性分析结果显示,共存在五个基本性能符合高锰高铝钢浇铸要求的成分控制区域,其中典型成分为:CaO+F 39wt%,Li₂O+MgO 5wt%,Na₂O4wt%,B₂O₃ 8wt%,SiO₂ 4⁸wt%,BaO 8²0wt%,Al₂O₃ 16²8wt%。（3）钢-渣接触实验结果证实:CaO-Al₂O₃基保护渣中主要以B₂O₃、Na₂O与钢中Al反应为主,当SiO₂含量为4wt%时,基本不参与反应。钢-渣平衡实验显示,钢-渣反应主要集中于反应开始后30min,在反应60min后达到平衡,低碱度保护渣与高锰高铝钢反应剧烈,反应后保护渣性能恶化,无法满足高锰高铝钢浇铸要求。而低反应性渣样NO.13在反应30min后,熔点为1137℃,1300℃的黏度为0.123Pa·s,转折温度为1080℃,各项性能均满足高锰高铝钢浇铸要求。