Um den Wirkmechanismus der Optimierung der Tiegelbodenstruktur zur Verbesserung der Sauberkeit von flüssigem Stahl zu erforschen, nimmt diese Studie das Verhalten der Schlackenaufwicklung als Einstiegspunkt und verwendet die kritische Wirbelhöhe als wichtigen Indikator zur Messung der Neigung zur Schlackenaufwicklung. Durch die Analyse der Wassermodelldaten wurden die Parameter Stufenvolumen, Stahlmenge und Abstand von der Düse zur Stufe ausgewählt, eine empirische Formel zur Beziehung mit der kritischen Wirbelhöhe aufgestellt und weiter eine Formel zur Beziehung des Stufenvolumens zur Reststahlmenge im Tiegel angepasst, um eine theoretische Grundlage für das Strukturdesign zu bieten. Darauf aufbauend wurde eine neue geneigte stufige Tiegelbodenstruktur entworfen, bei der der Tiegelboden zu einer geneigten Fläche optimiert wurde, die auf die Tiegelauslassöffnung geneigt ist, mit einer Steigungshöhe von 260~220 mm, einem Gefälle von 2° und einer Gesamthöhe der Hangfläche von 70 mm. Diese Art der Tiegelbodenoptimierung ist hauptsächlich für Tiegel mit einer Kapazität von 150~300 Tonnen geeignet. Gleichzeitig wurden industrielle Versuche durchgeführt, bei denen automatische Rasterelektronenmikroskopie zur Analyse der Einschlüsse in Zwischenbehältern und Stranggussblöcken vor und nach der Optimierung verwendet wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass nach der Optimierung der Struktur der Gewichtswert w [T.O] in den Proben des Zwischenbehälters von 40×10⁻⁶ auf 27×10⁻⁶ sank, w [T.N] von 87×10⁻⁶ auf 61×10⁻⁶ und die Anzahl der Einschlussdichte größer als 2 μm von 28 auf 5 pro mm² abnahm. Die Anzahl der Einschüsse von 10~14 μm in den Stranggussblöcken sank deutlich, die maximale Größe verringerte sich von 53 μm auf 24 μm, und der Flächenanteil der Einschlüsse sowie die Einschlussdichte sanken im Dickenmittelbereich am stärksten. Die Optimierung der Tiegelbodenstruktur kann durch Kontrolle des Endwirbelns von Schlacke sowie Unterdrückung der Migration und Anreicherung von Einschlüssen die Sauberkeit des Stahls effektiv verbessern und besitzt einen guten ingenieurmäßigen Anwendungswert.

Stranggussblöcke; Tiegelstruktur; Wirbel; Reststahlmenge