稀土元素在钢中具有净化钢液、变质夹杂物和微合金化的作用。稀土的作用机制依赖于稀土在钢中的存量及存在状态，必须根据钢的成分及洁净度确定相应的稀土加入量和稀土加入工艺，稀土在钢中的作用效果才能够达到最佳。 连铸中间包喂丝法是稀土钢连铸生产过程中采用的新型稀土加入方法。与传统的连铸结晶器喂丝法相比较，该工艺具有稀土在钢中分布均匀、稀土反应产物易上浮去除等优点。但同时该工艺也有一些不足之处，特别是连铸中间包水口结瘤现象严重，中间包覆盖剂和结晶器保护渣与稀土钢连铸生产不匹配等问题，严重阻碍了连铸中间包加稀土工艺的推广和应用。 针对连铸中间包加稀土工艺存在的主要问题，结合南京钢铁有限公司的稀土钢连铸生产实践，本论文通过理论分析、实验测定、物相分析及工业试验，研究开发出适用于稀土钢连铸生产的新型中间包覆盖剂和新型结晶器保护渣，并确定了稀土钢连铸水口结瘤的影响因素、形成机制和防止措施。本论文的主要研究成果总结如下： (1)随着稀土夹杂物的溶解吸收，含B2O3中间包覆盖剂的熔化特性的稳定性最佳，含Na2O中间包覆盖剂次之，而含CaF2中间包覆盖剂最差。 (2)随着稀土夹杂物的溶解吸收，含B2O3结晶器保护渣的熔化特性和结晶性能的稳定性优于含Li2O结晶器保护渣，而含Li2O结晶器保护渣的粘性特征的稳定性优于含B2O3结晶器保护渣。 (3)当综合碱度一定时，采用BaO替代部分CaO，可以使结晶器保护渣的熔点、粘度、凝固温度、结晶温度等明显降低，同时还可以有效改善结晶器保护渣物化性能的稳定性。 (4)在本实验渣系条件下，RExOy在中间包覆盖剂中的主要存在形态为稀土硅酸钙、固溶于玻璃相和未溶RExOy质点，其中固溶于玻璃相中的RExOy数量很少。RExOy在结晶器保护渣中的主要存在形态为稀土硅酸钙、固溶于枪晶石、固溶于玻璃相和未溶RExOy质点。在设计开发稀土钢连铸中间包覆盖剂和结晶器保护渣时，能够使大量RExOy固溶于玻璃相中为最佳。 (5)对于中间包覆盖剂而言，稀土硅酸钙的形成是由于La3+与Ca2+在电负性、离子半径等方面非常相近，发生类质同象，从而形成短柱状CaO·La2O3·2SiO2、长柱状CaO·2La2O3·3SiO2、等轴晶2MgO·La2O3·Al2O3·2SiO2等。 (6)对于结晶器保护渣而言，当RExOy加入量较少时，RExOy首先固溶于枪晶石和玻璃相中，可以促进枪晶石的析出和生长，抑制硅灰石、硅钡石的析出；随着RExOy加入量的增加，渣中析出稀土硅酸钙，为细针状晶体，在单偏光下有明显的突起；当RExOy加入量过大时，渣中出现未溶RExOy质点。 (7)RExOy对中间包覆盖剂物化性能的改变与其在渣中的存在状态有关。如果渣中出现未溶RExOy质点，中间包覆盖剂的物化性能将会发生剧变；如果渣中形成稀土硅酸钙，中间包覆盖剂的物化性能将有所改变，但变化幅度不大；如果RExOy溶解进入玻璃相中，中间包覆盖剂的物化性能将保持相对稳定。 (8)RExOy对与结晶器保护渣物化性能的改变与其在渣中的存在状态有关。如果渣中出现稀土硅酸钙或未溶RExOy质点，结晶器保护渣的物化性能将会发生剧变；如果RExOy固溶于枪晶石中，结晶器保护渣的物化性能将有所改变，但变化幅度不大；如果RExOy溶解进入玻璃相中，结晶器保护渣的物化性能将保持相对稳定。 (9)稀土铝酸盐是造成稀土钢连铸中间包水口结瘤的主要物质。采用无铝脱氧工艺，严格控制钢中的铝含量可以有效抑制稀土钢连铸中间包水口结瘤。对钢液进行钙处理和钡处理，可以在一定程度上抑制稀土钢连铸中间包水口结瘤。 (10)随着钢洁净度的大幅度提高，稀土在钢中的作用机制有所变化。采用稀土在钢中的收得率作为衡量稀土加入工艺的传统评价标准具有一定的片面性。在连铸中间包加稀土工艺条件下，钢中稀土的收得率小于60％。