熔渣作为高温冶金过程中非常重要的反应介质，其结构和性质对于高温熔体中有价元素的高效分离和提取起到了至关重要的作用，也因此受到了冶金工程师和研究者的广泛关注。然而由于其熔融状态和大量氧化物单元间的耦合作用，其结构的准确实验表征较为困难。熔渣性质的测试相对容易一些，但这种测试仍具有一定的盲目性，无法直接对这些数据所呈现的趋势和规律作出合理的解释，追根朔源，仍是源于对熔渣结构认识的不明确。解决上述问题的关键就是构建起熔渣组成.结构.性质三者之间的桥梁，实现尺度差异的跨越。　　 基于此，本文着眼于转炉提钒过程中含钒铁水转炉吹炼形成的钒渣，通过以密度泛函理论为基的第一性原理计算、分子动力学模拟以及X射线衍射等物相结构表征手段，对FeO-SiO2-V2O3渣系的熔融结构和性质进行了多尺度的分析。着力从该渣系的组成出发，实现对其熔融结构的模拟，并进而通过模拟的结构计算其性质。具体而言，本文主要得到以下结果：　　 ①在电子尺度上，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对构建的两原子模型进行能量计算，从而导出了FeO-SiO2-V2O3渣系中各离子间的相互作用势曲线。结合Mulliken电荷分析，确定了渣中氧离子的电荷量并通过电中性原则导出了所有离子的电荷量，进而实现了相互作用势的分解。采用BMH势函数拟合计算得到的离子间非库伦势，从而构建起了一整套用于FeO-SiO2-V2O3渣系分子动力学模拟的势参数。　　 ②在原子尺度上，采用BMH势函数及第一性原理方法构建的势参数实现了对不同温度和组成下FeO-SiO2-V2O3渣系的熔融结构进行了分子动力学模拟，并通过统计力学的方法建立起了熔渣动力学性质与结构的关系，从而实现了对渣中离子扩散系数与剪切粘度的计算。结果表明，渣中形成了较为明显的团簇结构。渣中主要的结构单元是Si、V和O离子形成的离子团簇，Fe离子较为均匀的分布在各个团簇周围。团簇之间并没有完全分离，而是通过缔合作用形成了更为复杂阴离子结构，保持着较为稳定的近程有序结构。　　 ③在相对宏观的尺度上，采用X射线衍射、扫描电子显微镜等对淬冷熔融钒渣的物相结构进行了分析，与分子动力学模拟的结果具有较好的一致性。此外，与实测的FeO-SiO2-V2O3渣系粘度比较表明，通过分子动力学模拟结合统计力学的方法较好的估计了渣系的粘度，在数值和规律上都有较好的一致性。　　 ④通过本文构建的势参数对FeO-SiO2-V2O3渣系熔融结构的模拟结果显示，离子间配位距离与配位数偏小。这表明，离子间相互作用势的分解还不够准确，导致离子间近程吸引作用偏大，仍需进一步的优化和改进。因而在对本文工作深入讨论的基础上，对于一些可能的改进方案进行了初步的探索。结果表明，改进的两原子模型、团簇模型以及晶格反演方法三者的结合有望成为一种多元渣系分子动力学模拟势参数构建的有效解决方案，值得深入的研究。