该研究结合某钢厂钢现场课题,针对中间包喂稀土过程中出现的水口结瘤问题进行研究.首先对水口结瘤的过程进行了理论分析,然后从工业实验和实验室研究两方面着手,对水口结瘤的机理进行了阐释.现场进行了中间包喂稀土实验,获取了水口结瘤样.通过显微结构分析、扫描电镜能谱分析和X射线衍射对试样进行结构分析和物相分析.还进行了防止结瘤实验.对比两组实验,分析导致水口结瘤的原因.结果表明,钢中的稀土铝酸盐夹杂是导致结瘤的重要因素,稀土与水口材质之间的相互作用是结瘤的诱发因素.要防止水口结瘤的出现,应控制加入钢中的含铝合金的量.通过耐火材料浸渍实验对钢中稀土与水口耐火材料之间的相互作用行为进行了研究.结果表明,不同耐火材料与稀土之间的相互作用差别很大,二氧化硅反应最为强烈,氧化镁最弱,三氧化二铝居于其间.通过以上研究,提出了中间包喂稀土工艺水口结瘤的机理:(1)钢中稀土与水口耐火材料相互作用,生成的稀土铝酸盐与钢液中的夹杂物之间的界面能较低,形成了夹杂物附着的衬底.(2)钢中的稀土夹杂物熔点高,以固态形式存在于钢液中.由于湍流的作用,水口内的夹杂物具有横向运动速度,它们相互碰撞长大,并横向运动至水口界面,在已经形成的衬底上继续附着沉积.(3)浇铸温度下,在附着的夹杂物颗粒之间,烧结过程很容易发生.排除了颗粒之间的孔隙,增大了附着物的致密度和强度,使其能够抵抗钢液的冲蚀,加速了结瘤过程.(4)随着钢流变细,水口纵向和径向的温度梯度加大,热量散失加快,钢流冷凝后,堵塞水口.