Sebagai komponen fungsional utama dalam proses pengecoran kontinu, pengembangan teknologi nozzle sendok secara langsung mempengaruhi kemurnian baja cair, efisiensi casting kontinu dan kualitas produk. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pengejaran industri metalurgi tentang produksi yang efisien, hijau, cerdas, terobosan telah dibuat dalam teknologi nozzle sendok di banyak bidang.
1. Inovasi dalam bahan kinerja tinggi
(1)Bahan nano-komposit
Penguatan Nano-Zirconia (ZRO₂): Resistensi kejut termal dan resistensi erosi nozzle ditingkatkan melalui teknologi dispersi nanopartikel, memperpanjang masa pakai lebih dari 30%.
Bahan Komposit Gradien: Lapisan dalam memiliki kandungan zirkonium yang tinggi (resistensi erosi) dan lapisan luar adalah basis aluminium-karbon (resistensi kejut termal), mencapai optimasi biaya kinerja.
(2)Keramik non-oksida
Silikon nitrida (si₃n₄) atau sialon: used for ultra-high-oxygen steel grades (such as stainless steel), high-temperature resistant (>1600 ° C) dan tahan terhadap penetrasi oleh baja cair, tetapi lebih mahal.
Lapisan silikon karbida (sic): Sebuah film sic disimpan di permukaan untuk mengurangi adhesi al₂o₃ dan mengurangi risiko penyumbatan.
(3)Bahan bebas karbon yang ramah lingkungan
Sistem komposit rendah karbon/bebas karbon: Resin ramah lingkungan atau pengikat logam digunakan sebagai ganti nada tradisional untuk mengurangi emisi CO₂ selama proses penuangan.
2. Desain Struktural dan Integrasi Fungsional
(1)Nosel cerdas
dengan sensor tertanam: Mengintegrasikan modul pemantauan suhu dan aliran waktu nyata untuk umpan balik status baja cair melalui transmisi nirkabel (misalnya, nosel pintar yang dikembangkan oleh SMS Group di Austria).
Penyesuaian Orifice Adaptif: Menggunakan mekanisme memori bentuk atau mekanisme hidrolik untuk secara dinamis mengontrol pembukaan nozzle sebagai respons terhadap perubahan kecepatan gambar (tahap eksperimental).
(2)Desain revolusioner anti-blokir
Nosel air terkontrol elektromagnetik: Menerapkan medan magnet bergantian untuk memecahkan cluster al₂o₃, uji industri telah dilakukan oleh Nippon Steel.
Nosel air bernafas multi-lubang: Argon ditiup melalui lubang mikro di dinding samping untuk membentuk tirai gas untuk mengisolasi inklusi (kasus aplikasi Baowu Group menunjukkan pengurangan 60% dalam laju penyumbatan).
(3)Cetakan presisi pencetakan 3D
Runner kompleks manufaktur terintegrasi: Optimalisasi pelari internal (misalnya struktur panduan aliran spiral) melalui pencetakan 3D untuk mengurangi turbulensi dan entrainment terak.
Prototipe cepat: mempercepat siklus pengujian dan iterasi dari nozel material baru.
3. Teknologi Perawatan dan Pelapisan Permukaan
Lapisan baja super-sparkse: Perawatan permukaan efek daun terataik bionik mencegah al₂o₃ dari adhering (teknologi yang dipatenkan POSCO).
Lapisan penyembuhan diri: Menghasilkan fase cair untuk mengisi microcracks pada suhu tinggi (seperti pelapisan fase kaca borat), memperpanjang masa pakai.
4. Manufaktur dan Daur Ulang Hijau
Desain modular yang dapat dilepas: Hanya ganti bagian yang telah sangat terkikis (seperti cincin garis terak), mengurangi limbah keseluruhan.
Daur Ulang Nozel Limbah Zirkonium Karbida: Metalurgi basah digunakan untuk mengekstrak ZRO2, dengan tingkat daur ulang lebih dari 70% (proyek demonstrasi oleh besi dan baja anshan).
5. Kembar Digital dan Operasi dan Pemeliharaan Cerdas
Optimalisasi Simulasi Digital: Simulasi CFD digunakan untuk memprediksi bidang aliran/bidang suhu dari berbagai struktur nozzle untuk memandu desain.
Sistem Prediksi Hidup: Berdasarkan analisis data besar dari data penggunaan historis, ini memberikan peringatan dini tentang kegagalan nozzle.
