传统CaO-SiO₂基保护渣在高铝高锰钢生产过程中,渣-钢之间会发生[Al]+SiO₂=Al₂O₃+[Si]反应,导致保护渣成分波动,不容易控制,恶化性能,影响连铸生产。因此,通过研究CaO-Al₂O₃基高铝高锰钢保护渣的冶金特性,为高铝高锰钢的连铸生产以及保护渣的设计提供理论基础。通过对氧势图的分析及热力学计算,基于“非反应性保护渣”的设计原则,确定了Na2O、Li2O、Ca F2、Mg O和Ba O为保护渣添加剂;通过Factsage计算熔渣液相区,确定了组分含量范围,设计了六因素五水平正交试验方案。对所设计保护渣进行了理化性能研究,结果表明,所添加熔剂对保护渣熔化温度和黏度的影响均随其含量增加而出现降低的趋势;对3#、4#、5#、19#、20#和23#六组配方保护渣进行了结晶特性检测以及矿物分析,结果表明3#、4#、19#和23#四组配方保护渣冶金特性适宜,析晶产物有硼酸盐（Ca3B2O6、Mg2B4O7等）、少量Na F等。其中主要析出产物为Ca3B2O6,析出温度在1198℃⁹36℃之间。采用旋转柱体法从Al₂O₃棒直径、温度和保护渣的化学组成三个方面研究Al₂O₃在CaO-Al₂O₃基渣系中的溶解行为,并用热力学软件Factsage对实验后保护渣的矿相情况进行了分析。实验表明,熔渣对Al₂O₃的溶解量随Al₂O₃棒直径和温度的增加而增大;随熔渣自身Al₂O₃含量和黏度的增加而降低;在熔渣界面对Al₂O₃棒溶解速率最大。