Como un componente funcional clave en el proceso de fundición continua, el desarrollo tecnológico de la boquilla de la cuchara afecta directamente la pureza del acero fundido, la eficiencia de la fundición continua y la calidad del producto. En los últimos años, con la búsqueda de la industria metalúrgica de una producción eficiente, verde e inteligente, se han realizado avances en la tecnología de boquilla de cucharadas en muchos campos.
1. Innovación en materiales de alto rendimiento
(1)Materiales nano-compuestos
Refuerzo de nano-zirconia (zro₂): La resistencia al choque térmico y la resistencia a la erosión de la boquilla se mejoran a través de la tecnología de dispersión de nanopartículas, extendiendo la vida útil en más del 30%.
Materiales compuestos de gradiente: La capa interna tiene un alto contenido de circonio (resistencia a la erosión) y la capa externa es una base de aluminio-carbono (resistencia al choque térmico), lo que alcanza la optimización de costo de rendimiento.
(2)Cerámica no óxido
Nitruro de silicio (Si₃n₄) o Sialon: used for ultra-high-oxygen steel grades (such as stainless steel), high-temperature resistant (>1600 ° C) y resistente a la penetración por acero fundido, pero más caro.
Recubrimiento de carburo de silicio (sic): Se deposita una película SIC en la superficie para reducir la adhesión de Al₂o₃ y reducir el riesgo de obstruir.
(3)Materiales sin carbono respetuosos con el medio ambiente
Sistema compuesto bajo carbono/carbono: Se utilizan resinas o aglutinantes de metal ambientalmente en lugar de tono tradicional para reducir las emisiones de Co₂ durante el proceso de vertido.
2. Diseño estructural e integración funcional
(1)Boquilla inteligente
con sensores incrustados: integra módulos de monitoreo de temperatura y flujo en tiempo real para retroalimentar el estado de acero fundido a través de la transmisión inalámbrica (por ejemplo, boquilla inteligente desarrollada por SMS Group en Austria).
Ajuste de orificio adaptativo: Utiliza una aleación de memoria de forma o un mecanismo hidráulico para controlar dinámicamente la apertura de la boquilla en respuesta a los cambios en la velocidad de dibujo (etapa experimental).
(2)Diseño revolucionario anti-bloqueo
Boquilla de agua controlada electromagnética: Aplicando un campo magnético alterno para romper los grupos Al₂o₃, Nippon Steel ha realizado pruebas industriales.
Boquilla de agua transpirable de múltiples hoyos: El argón se sopla a través de los microholes en la pared lateral para formar una cortina de gas para aislar las inclusiones (el caso de aplicación de Baowu Group muestra una reducción del 60% en la tasa de bloqueo).
(3)Moldeo de precisión de impresión 3D
Fabricación integrada compleja de corredores: Optimización interna del corredor (por ejemplo, estructura de la guía de flujo espiral) a través de la impresión 3D para reducir la turbulencia y el arrastre de escoria.
Prototipos rápidos: Acelera el ciclo de prueba e iteración de nuevas boquillas de material.
3. Tecnología de tratamiento de superficie y recubrimiento
Recubrimiento de acero súper cuidadoso: El tratamiento de la superficie del efecto de la hoja de loto biónico evita que Al₂o₃ se adhiera (tecnología patentada POSCO).
Revestimiento de autocuración: Genera una fase líquida para llenar las microgrietas a altas temperaturas (como el recubrimiento de fase de vidrio de borato), extendiendo la vida útil.
4. Fabricación y reciclaje verde
Diseño modular desmontable: Solo reemplace las piezas que han sido fuertemente erosionadas (como el anillo de la línea de escoria), reduciendo los desechos generales.
Reciclaje de boquillas de carburo de circonio de desechos: La metalurgia húmeda se usa para extraer ZRO2, con una tasa de reciclaje de más del 70% (proyecto de demostración de Anshan Iron and Steel).
5. Gemelos digitales y operación inteligente y mantenimiento
Optimización de simulación digital: La simulación CFD se utiliza para predecir el campo de flujo/campo de temperatura de diferentes estructuras de boquilla para guiar el diseño.
Sistema de predicción de la vida: Basado en el análisis de big data de datos de uso histórico, proporciona una advertencia temprana de falla de la boquilla.
