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中文摘要
摘 要
Li O 作为一种常见助熔剂，对调节冶金熔渣物理化学性能具有重要作用，特
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别是近年来，由于Li O 对连铸保护渣某些性能具有关键性的影响，在部分重要钢
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种连铸保护渣中得到了广泛应用。在超低碳钢和包晶钢连铸保护渣中加入 Li O，
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能够在一定程度上改善保护渣的冶金性能，如黏度、熔点及结晶性能等，并可维
持保护渣吸收钢中Al O 夹杂后性能的相对稳定；在高Al 、Ti 钢连铸过程中，为
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了降低钢渣反应性，连铸保护渣中SiO 含量大量减少，保护渣由硅酸盐体系向铝
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酸盐体系发展，Li O 可以综合协调控制保护渣熔化性能和凝固特性，以满足连铸
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工艺要求。Li O 的上述作用是通过对熔体宏观性能的影响实现的，而熔渣宏观性
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能与熔体结构密切相关。但到目前为止，铝酸盐熔体和硅酸盐熔体中Li O 对结构
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的影响机制及其作用差异还鲜有报道和研究，因此探究 Li O 对 CaO-SiO -Al O
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熔体结构的影响具有重要理论意义和实践价值。
论文以 CaO-SiO -Al O -Li O 渣系为研究对象，采用分子动力学模拟方法获
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得了熔体中各粒子间的偏径向分布函数、配位数、氧及Qn 分布和键角分布等结构
信息和动力学输运性质，重点比较了 Li O 和碱度对高 SiO 体系和高Al O 体系
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熔体结构特征的影响及异同。在熔渣结构分析的基础上，初步探讨了熔体结构与
实测宏观性能-黏度的关系。同时，采用拉曼光谱分析了典型熔渣中各种结构单元
相对含量及其变化规律，并与分子动力学模拟结果进行了比较。
Li O-SiO 和 Li O-Al O 二元系熔体结构分子动力学研究表明：[AlO ]5- 四面
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体结构不及[SiO ]4- 四面体结构稳定，随着 Li O 增加，熔体中原来比较复杂的网
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络结构解聚，同时网络结构中连接比较紧密的 Al-O 比例下降，O-O 键长有显著
5- V
的增加。在Li O-Al O 熔体中，由于[AlO ] 结构电荷过剩，形成高配位铝（ Al 、
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VIAl ），即Q5 结构单元出现，熔渣结构趋于复杂化。
在 Li O-SiO -Al O 熔体中，O-Si-O 键角分布比 O-Al-O 键角分布更为集中。
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+ +
当R(Li O/Al O
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