连铸保护渣中加入一定量的氟,起到稳定和调节保护渣冶金性能的作用,但是同时带来了一系列的危害。影响到连铸现场的工作环境并危害工作人员的身体健康,加速设备的老化,侵蚀水口及污染二次冷却水等。无氟保护渣的开发是环保的客观要求,受到国内外冶金工作者的高度重视。该技术的难点主要是寻求适宜氟替代组分,能够充分协调保护渣的基本组成及适宜矿相。目前,无氟保护渣的相关基础理论还不完美,其主要冶金行为及之间的协调机理尚不明确。本文以现场用高氟渣为基础,制定合理的实验方案,配置了不同含量的TiO₂、Li₂O、B₂O₃、Ca Cl₂、Mn O等特殊组分的无氟保护渣。利用实验室测试仪深入研究不同氟替代物条件下的保护渣的熔化及析晶行为。并结合Fact Sage软件分析保护渣渣膜及熔渣的微结构,探究无氟保护渣的合理组成及适宜矿相,得出如下主要结论:1)B₂O₃含量增加,低熔点液相区域面积扩大,保护渣熔点和黏度都降低,当B₂O₃含量大于7%时这种降低趋势明显减弱,此外B₂O₃含量增加析晶行为受到抑制,有助于玻璃相的生成,提高保护渣的润滑性能。2)TiO₂小于9%时随着TiO₂含量的增加,低熔点的区域增多且逐渐向Si O2靠近,保护渣黏度降低,TiO₂大于9%促进晶体的生成,结晶温度提高并且有钙钛矿Ca Ti O3（Ca O·TiO₂）等高熔点的物质生成造成黏度增加。3)MnO和Li₂O可以提供O^2-使复杂的阴离子解体,黏度降低,加入的Ca Cl₂在百分含量大于3%时结晶主要生成物质都为Ca2Al2Si O7,Ca Si O3和莫来石等高熔点的物质,Ca Cl₂促进保护渣的结晶,结晶温度结晶率都有所提高,但是会导致保护渣的润滑性能变差。