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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。随着冶炼工艺的改进和钢洁净度的不断提高，稀土在洁净钢中的作用机制无疑也在发生改变。本论文以BNbRE钢为研究对象，建立可以精确描述稀土在BNbRE重轨钢中夹杂物变质行为的热力学模型，实验验证表明，模型预测结果与实验分析结果基本吻合。在此基础上，全面研究稀土类型及加入量、钢中初始氧硫含量、钢中铌含量以及反应温度等对于BNbRE重轨钢中固溶稀土以及夹杂物组成的影响作用，得到如下结论：
(1)1783K下在BNbRE重轨钢中Ce2O3夹杂析出的必要条件为ao/as≥0.186，Ce2S3夹杂析出的必要条件为ao/as≤0.394，CeS夹杂向Ce2O2S夹杂转变的必要条件为ao/as≥0.53，且转变完全的临界条件为ao/as=0.96；LaS夹杂析出的必要条件为ao/as≤2.02，不发生LaS夹杂向La2O2S夹杂转变的必要条件为ao/as≤0.05。
(2)随着稀土铈加入量的增加，在1783K下BNbRE重轨钢(初始氧含量为50×10-6，初始硫含量为200×10-6)中稀土夹杂物的析出顺序为：Ce2O3、Ce2O2S、Ce2S3、CeS。当铈加入量为0.02％时，钢中固溶铈含量为零，夹杂物类型仅为Ce2O2S夹杂；当铈加入量为0.044％时，钢中才出现固溶铈。
(3)随着稀土铈加入量的增加，在1783K下洁净BNbRE重轨钢(初始氧含量为5×10-6，初始硫含量为50×10-6)中稀土夹杂物的析出顺序为：Ce2O2S、CeS。当铈加入量为0.004％时，钢中即出现固溶铈；当铈加入量为0.02％时，钢中固溶铈含量为78×10-6，夹杂物类型为Ce2O2S和CeS夹杂。
(4)随着稀土镧加入量的增加，无论钢水洁净度高低与否，在1783K下BNbRE重轨钢中稀土夹杂物的析出顺序均为：LaAlO3、La2O2S、LaS。
(5)在BNbRE重轨钢(初始氧含量为50×10-6，初始硫含量为200×10-6)中，当镧加入量为0.017％时，钢中即出现固溶镧；当镧加入量为0.02％时，钢中固溶镧含量为7×10-6，夹杂物类型为LaAlO3、La2O2S、LaS夹杂(以LaAlO3夹杂为主)。
(6)在洁净BNbRE重轨钢(初始氧含量为5×10-6，初始硫含量为50×10-6)中，当镧加入量为0.003％时，钢中即出现固溶镧；当镧加入量为0.02％时，钢中固溶镧含量为41×10-6，夹杂物类型为LaAlO3、La2O2S、LaS夹杂(以LaS为主)。
(7)变质氧化铝夹杂的能力从大到小依次是镧、富镧混合稀土、富铈混合稀土、铈。
(8)随着BNbRE重轨钢洁净度的提高，钢中固溶稀土量逐渐增加。当发生稀土硫化物向稀土氧硫化物转变时，钢中固溶稀土量有所减小。