Para investigar el mecanismo por el cual la optimización de la estructura del fondo de la cuchara mejora la limpieza del acero fundido, este estudio toma el comportamiento del enrollado de escoria como punto de partida y utiliza la altura crítica del remolino como un indicador clave para medir la tendencia al enrollado de escoria. Mediante el análisis de datos del modelo de agua, se seleccionaron tres parámetros: volumen del escalón, cantidad de acero fundido y distancia desde la boquilla hasta el escalón, se estableció una fórmula empírica que relaciona estos parámetros con la altura crítica del remolino, y además se ajustó una fórmula que relaciona el volumen del escalón con la cantidad de acero residual en la cuchara, proporcionando una base teórica para el diseño optimizado de la estructura. Sobre esta base, se diseñó una nueva estructura de fondo de cuchara tipo escalón inclinado, optimizando el fondo de la cuchara a una superficie inclinada frente a la boca de salida, con una altura de pendiente de 260 a 220 mm, una pendiente de 2°, y una altura total de la superficie de pendiente de 70 mm. Esta operación de optimización del fondo de la cuchara es principalmente aplicable a cucharas de 150 a 300 toneladas. También se realizaron pruebas industriales utilizando un microscopio electrónico de barrido automático para analizar las inclusiones en la cuchara intermedia y en las palanquillas de colada continua antes y después de la optimización. Los resultados muestran que después de la optimización de la estructura, el peso w [T.O] en las muestras de la cuchara intermedia disminuyó de 40×10⁻⁶ a 27×10⁻⁶, w [T.N] de 87×10⁻⁶ a 61×10⁻⁶, y la densidad numérica de inclusiones mayores a 2 μm se redujo de 28 a 5 por mm². La cantidad de inclusiones de 10 a 14 μm en las palanquillas de colada continua se redujo significativamente, el tamaño máximo disminuyó de 53 μm a 24 μm, y la fracción de área y la densidad numérica de inclusiones disminuyeron más notablemente en el centro del espesor. La optimización de la estructura del fondo de la cuchara puede mejorar eficazmente la limpieza del acero controlando el enrollado final de escoria y suprimiendo la migración y acumulación de inclusiones, con buen valor de aplicación en ingeniería.

palanquillas de colada continua; estructura de cuchara; remolino; cantidad de acero residual