中文摘要：

合金钢（如含钛不锈钢及高铝TRIP钢）中的合金元素在连铸过程中容易与连铸保护渣反应，造成合金的损失并影响保护渣的成分和性能。理解炉渣-金属反应，控制金属和炉渣成分变化亟需连铸保护渣的热力学性质数据支持。本项目将对Al2O3和TiOx在CaO-CaF2-SiO2基渣系中的热力学进行研究。包括研究CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系在1400-1500oC，Al2O3=0-30%下和CaO-CaF2-SiO2-TiOx系在1400-1500oC，TiOx=0-20%下的相平衡。测定1500 oC下 CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系中Al2O3的活度和CaO-CaF2-SiO2-TiOx系中TiOx的活度以及研究CaO/SiO2, CaF2含量对活度的影响。建立含CaF2和/或TiOx的熔渣热力学模型。本项目将为优化和控制含钛不锈钢和TRIP钢连铸保护渣成分提供理论指导。

结论摘要：

合金钢（如含钛不锈钢及高铝钢）中的合金元素在连铸过程中容易与连铸保护渣反应，造成合金的损失并改变保护渣的成分和性能。理解炉渣-金属反应，控制金属和炉渣成分变化亟需连铸保护渣的热力学性质数据。本项目对Al2O3和TiOx在CaO-SiO2基渣系中的热力学和结构进行了基础研究。研究CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系在1250oC，CaF2%=15%下的相平衡，构筑了等温截面图。研究CaO-CaF2-SiO2-TiOx系在1400oC，1350 oC和1300oC，TiOx=3%下的相平衡，确定了不同碱度下晶体的析出次序。利用Raman光谱和核磁共振研究了CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系的结构，发现Al主要存在于AlO4中，体系聚合度随着Al2O3/SiO2上升而上升。研究了CaO-CaF2-SiO2-TiOx体系的结构，发现TiO2的加入会增加体系的聚合度，F主要以Ca-F键形式存在。测定1500 oC下 CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系中Al2O3的活度和SiO2的活度。发现Al2O3的活度系数随着CaO/Al2O3增加而下降。测定了CaO -Al2O3-B2O3体系中Al2O3的活度，发现Al2O3的活度系数随着CaO/Al2O3增加而下降。测定了CaO-SiO2-TiOx系中SiO2的活度。发现活度系数随SiO2含量上升而下降。建立了含CaF2和/或TiOx的熔渣热力学模型，计算了一些体系的热力学活度和相图数据，计算结果与文献实验数据符合很好。本项目为优化和控制含钛不锈钢和TRIP钢浇铸中连铸保护渣成分提供热力学的支持。