Para investigar o mecanismo pelo qual a otimização da estrutura do fundo da panela de aço melhora a limpeza do metal líquido, este estudo toma o comportamento da enrolação de escória como ponto de partida, utilizando a altura crítica do redemoinho como indicador chave para medir a tendência de enrolação. Através da análise dos dados do modelo de água, foram selecionados três parâmetros: volume do degrau, quantidade de aço e distância da boca ao degrau, estabelecendo uma fórmula empírica ligando estes parâmetros à altura crítica do redemoinho e, adicionalmente, ajustando uma fórmula para o volume do degrau em relação à quantidade residual de aço na panela, fornecendo uma base teórica para o design estrutural otimizado. Com base nisso, foi projetada uma nova estrutura do fundo da panela do tipo degrau inclinado, otimizando o fundo da panela para um plano inclinado voltado para a saída da panela, com altura da rampa de 260 a 220 mm, inclinação de 2°, e altura total da superfície da rampa de 70 mm. Esta otimização do fundo da panela é aplicada principalmente em panelas de 150 a 300 toneladas. Também foram realizados testes industriais, utilizando microscopia eletrônica de varredura automática para analisar as inclusões na panela intermediária e nas placas de lingotamento contínuo antes e depois da otimização. Os resultados mostram que, após a otimização da estrutura, o peso w [T.O] nas amostras da panela intermediária caiu de 40×10⁻⁶ para 27×10⁻⁶, w [T.N] de 87×10⁻⁶ para 61×10⁻⁶, e a densidade numérica de inclusões maiores que 2 μm diminuiu de 28 para 5 por mm². O número de inclusões de 10 a 14 μm nas placas de lingotamento contínuo diminuiu significativamente, o tamanho máximo caiu de 53 μm para 24 μm, e a fração da área de inclusões e a densidade numérica diminuíram mais notavelmente no centro da espessura. A otimização da estrutura do fundo da panela pode melhorar efetivamente a limpeza do metal líquido controlando a enrolação final da escória e suprimindo a migração e a acumulação de inclusões, possuindo bom valor de aplicação de engenharia.

placas de lingotamento contínuo; estrutura da panela; redemoinho; quantidade residual de aço