为指导低反应性保护渣结构和性能的稳定控制，本文采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、半球熔点仪、旋转黏度计和X射线衍射，研究了BaO和MgO对不同CaO/Al₂O₃（C/A）比铝酸盐基保护渣结构和性能的影响。随着BaO和MgO的加入，C/A为1.1时，结构聚合度先降低后增加，转折点分别对应8 wt.% BaO和2 wt.% MgO，而C/A为1.3时，结构聚合度持续降低。熔渣黏度与其网络结构聚合度变化趋势一致，同时由于熔渣熔点变化幅度不超过40 ℃，因此本文渣系网络结构聚合度对高温黏度起决定性作用。C/A为1.1时，随着BaO和MgO含量的增加，保护渣转折温度先降低后升高，而C/A比为1.3时，保护渣转折温度随BaO含量增加而降低，但随MgO含量增加呈现先明显下降后上升趋势。C/A为1.1时，随着BaO含量增加，析晶相和析晶比例保持稳定，而MgO含量增加促进LiAlO₂析出，析晶比例大幅提高，而C/A为1.3时，所有渣样析晶均以Ca₁₂Al₁₄O₃₃和CaF₂为主，另外随BaO含量增加，BaAl₂O₄析出量增加，而Ca₁₂Al₁₄O₃₃析出量逐渐减少。综合而言，较高BaO含量有利于低反应性保护渣润滑和传热的协调控制，而添加少量MgO有利于改善润滑。

图1  BaO和MgO含量对不同C/A铝酸盐熔渣红外光谱的影响

图2  BaO和MgO含量对不同C/A铝酸盐熔渣拉曼光谱的影响

图3 不同C/A铝酸盐熔渣中各结构单元的比例

图4  C/A=1.1 (a–c)和C/A=1.3 (d, e)时，BaO和MgO含量对熔渣结构演变过程的影响

图5 BaO和MgO含量对不同C/A比铝酸盐熔渣黏度-温度曲线的影响