انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران مهندسی ساخت و تولید ایران 2476-504X 12 8 2025 10 23 Reverse engineering and bottleneck analysis for domestic production of tundish nozzles used in steel continuous casting مهندسی معکوس و شناسایی گلوگاه‌های تولید به منظور بومی‌سازی نازل‌های تاندیش مورد استفاده در صنعت ریخته‌گری پیوستۀ فولاد 1 19 234528 10.22034/ijme.2025.540633.2121 FA امین اسمعیل‌زاده آشینی گروه مهندسی مواد، دانشکدۀ فنی مهندسی، دانشگاه میبد، یزد، ایران شرکت فولاد کاوۀ جنوب کیش، بندرعباس، ایران 0000-0002-2594-8151 مهدی فیض‌پور گروه مهندسی مواد، دانشکدۀ فنی مهندسی، دانشگاه میبد، یزد، ایران 0000-0002-2594-8151 هادی برزگر بفروئی گروه مهندسی مواد، دانشکدۀ فنی مهندسی، دانشگاه میبد، یزد، ایران 0000-0003-4327-2308 Journal Article 2025 08 12 <span>This study aims to identify the key production bottlenecks in manufacturing a high-quality tundish nozzle comparable to an imported foreign part. By overcoming these bottlenecks, we strive to develop the technical expertise necessary to produce these nozzles domestically. The tundish nozzle was examined in three parts: the metallic holder, the refractory castable (nozzle seat), and the nozzle insert. Analysis using ICP, SEM-EDS, and XRD revealed that this holder is composed of over 99.5% iron, with a carbon content of 0.055% and no significant alloying elements. The primary phase is alpha iron (ferrite), with a small amount (less than 1%) of iron carbide (cementite). Analysis of the refractory castable and nozzle insert using XRD, XRF, and SEM-EDS indicated that these components contain alumina, mullite, silica, and spinel phases (in the refractory castable) and partially stabilized zirconia using 2-3% calcium oxide and magnesium oxide (in the nozzle insert). We believe that the refractory part consists of alumina, clay compounds (including kaolin and ball clay), zircon (zirconium silicate), and carbon, while the insert utilizes partially stabilized zirconia. The research indicates that the key bottleneck in producing the metal holder is the shaping process, which uses a dedicated mold. For the refractory part, the bottleneck lies in achieving a suitable formulation of raw materials to obtain the desired phase composition for optimal performance under operating conditions. The production of the zirconia nozzle insert is challenging due to its complex and hollow shape, which requires specialized techniques such as slip casting or isostatic pressing, rather than conventional powder pressing.</span> <span dir="RTL" lang="AR-SA">این مقاله بر آن است که با بررسی اجزای یک نمونه نازل تاندیش خارجی، گلوگاه‌های تولید این قطعه را شناسایی کرده و نشان دهد چگونه می‌توان با رفع این موانع، به دانش فنی ساخت آن دست یافت و جایگزینی مطمئن برای نمونۀ خارجی فراهم آورد. نازل تاندیش در این پژوهش در سه بخش مورد بررسی قرار گرفته است: نگهدارندۀ فلزی، جرم نسوز نشیمنگاه نازل و توپی نازل. نتایج آنالیز</span><span>ICP</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">، </span><span>SEM-EDS</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> و بررسی فازی به روش پراش پرتو ایکس نشان می‌دهد بیش از 5/99 % درصد وزنی نگهدارندۀ فلزی از عنصر آهن تشکیل شده است. میزان کربن آن 055/0 درصد وزنی بوده و هیچ عنصر آلیاژی خاصی در آن وجود ندارد. فاز اصلی آن آهن آلفا (فرّیت) است که مقدار اندکی کاربید آهن (سمنتیت) کمتر از یک درصد وزنی در آن دیده می‌شود. همچنین، نتایج حاصل از بررسی‌های فازی </span><span>XRD</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">، آنالیز شیمیایی </span><span>XRF</span><span dir="RTL"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">و مشاهدات </span><span>SEM-EDS</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> از جرم نسوز و توپی نازل نشان داد: در جرم نسوز فازهای آلومینا، مولایت، سیلیس و اسپینل وجود دارد و توپی نازل نیز از زیرکونیای نیمه‌پایدار، تثبیت‌شده با </span><span dir="RTL" lang="FA">۲</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> تا </span><span dir="RTL" lang="FA">۳</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> درصد اکسید کلسیم و اکسید منیزیم تشکیل شده است. بر این اساس پیش‌بینی می‌شود در تولید جرم نسوز از آلومینا، ترکیبات رسی مانند کائولن و بال‌کلی، زیرکون (سیلیکات زیرکونیم) و کربن استفاده شده باشد و برای توپی نازل از زیرکونیای نیمه‌پایدار بهره گرفته شده باشد. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که گلوگاه تولید نگهدارندۀ فلزی نازل تاندیش، عمدتاً در فرایند پرس‌کاری و ساخت قالب مخصوص این قطعه نهفته است. گلوگاه تولید جرم نسوز به انتخاب و فرمولاسیون دقیق مواد اولیه مربوط می‌شود تا بتوان به آنالیز فازی مطلوب رسید و عملکرد مناسبی در شرایط عملیاتی واقعی داشت. در مورد توپی زیرکونیایی نیز، چالش اصلی به دانش فنی روش‌های تولید آن بازمی‌گردد؛ چرا که شکل خاص این قطعه امکان پرس پودر به روش‌های متعارف را فراهم نمی‌کند و لازم است از روش‌هایی مانند ریخته‌گری دوغابی یا پرس ایزواستاتیک استفاده شود که هر یک پیچیدگی‌های فنی خاص خود را دارند.</span> https://www.iranjme.ir/article_234528_45497ba6a1e6d7cef662449eba414cc7.pdf