采用钢包全程自动加盖除了钢水在转炉、CAS、LF精炼炉和RH真空脱气装置出炉过程以外，钢包在线循环的整个过程中可以实现钢包盖盖在钢包上，达到对钢包钢水和钢包内衬的保温，因而降低转炉出钢温度。 使用钢包加盖设备使用后可取消在线烘烤，取消覆盖剂的加入。同时可以取消连铸设备大包回转台上的钢包加盖机构。 实现钢包全程自动加揭盖，满足炼钢工艺中对钢水保温、节能降耗的要求，具有结构简单、运行可靠、实用性强、维护更换方便、占用生产工时少的优点。

板坯和矩坯产品规格跨度大，设备配置、生产控制要求、下线方式也不尽相同，所以在同一铸机很难实现兼容生产。 研发团队打破传统铸机思维，突破当前国际上复合铸机工艺和装备技术瓶颈，结合板坯和矩坯各自的生产特点，首次提出了“共用横移式钢包浇注系统+独立铸流设备”的创新型复合连铸技术，并逐一攻克工艺布置、设备共用等技术难题，研发出了新型复合连铸机，即平台上钢包浇注车、中间罐、中间罐车等设备共用，结晶器、二冷段和出坯区设备各自独立配置，这样铸机生产可以在板坯和矩坯之间灵活切换，两套系统又可以独立运转单独控制。

本成果针对铁路高速化和重载化发展背景下带来的安全化和长寿化问题，开发了高速和重载钢轨用钢洁净化、均质化和细晶化相关冶金关键技术，为高速轨和重载轨性能提升和安全性提供保障。主要创新点为： （1）基于硅铁和硅钙钡合金中铝和钙元素的洁净度水平，开发了硅钙钡-硅铁合金精准化高效复合脱氧技术，将高速轨和重载轨用钢中总氧含量降低至6.1 ppm的领先水平，显著提升钢轨洁净度。 （2）开发了高洁净钢轨钢中非金属夹杂物精准成分控制技术，突破性提出了非金属夹杂物半液态化的精准成分控制策略，并通过精炼渣和合金成分的协同控制、钢包软吹过程强吹氩搅拌，实现了钢液中大颗粒低熔点非金属夹杂物的有效上浮去除，将大尺寸非金属夹杂物引起的钢轨探伤不合格率降低至0.1%。 （3）开发了大方坯结晶器弱电磁搅拌和末端轻压下协同均质化技术，打破了结晶器强电磁搅拌改善连铸坯元素偏析的传统认识，解决了高速轨和重载轨用钢的大方坯中心偏析和1/4偏析的关键难题，钢轨偏析率降低至1.03%。 （4）开发了高均匀钢轨钢连铸坯控温缓冷技术，首次构建钢轨用钢连铸坯控温缓冷平台，将钢中氢元素的大幅度极限脱除至0.6ppm，有效防止氢致缺陷的产生。 （5）开发了稀土处理钢轨钢性能提升集成关键技术，采用稀土铁合金的稀土加入工艺提升了稀土收得率，显著细化非金属夹杂物尺寸和凝固组织，提升钢轨的综合性能，实现了稀土钢轨的规模化生产。 该成果出版学术专著4部，已获授权专利14项，发表学术论文47篇。该成果实现了包钢高速钢轨和重载钢轨的洁净化和均质化生产，促进了我国铁路钢轨的安全化和长寿化发展，产品广泛应用于“京雄高铁”为代表的高速铁路和“大秦线”为代表的重载铁路，经济效益和社会效益巨大，具有良好的应用前景。

连铸生产中，在钢包浇注末期，会在出钢口上方形成漩涡，使漂浮在钢水上面的钢渣被漩涡的吸附作用卷下，形成下渣。由于漩涡吸附卷渣现象，所以在钢包下渣时，包内还留有大量的钢水。根据统计，一般300吨的钢包大约剩余6吨左右的残留钢，其中3吨左右是纯净钢水，这些钢水一般全当钢渣处理，造成资源的很大浪费，这是一直存在连铸生产中的难题。 宝钢从2006年开始研究，经过多年成功研制出“连铸钢包浇钢优化控制技术”，首次提出了钢包浇注末期抑制卷渣控制方法并开发出成套装备，于2011年成功投用，目前在宝钢内外实现大面积工业应用。该技术是宝钢自主开发的国际首创降本技术，与原有连铸生产工艺流程十分契合，在不改变原有连铸操作流程的情况下，能有效降低钢包中的残留钢，使这部分钢水直接通过铸机浇注成铸坯，提高钢水收得率，经济效益显著。该技术适合目前所有连铸机使用。

基于转炉炉型维护的溅渣护炉技术。通过副枪测试，动态调整炉渣组分，建立炉渣FeO的数据模型，准确的获得终渣的物理、化学特性，指导计算机自动调整炉渣；建立溅渣护炉枪位自动控制模型，保证溅渣效果，尽可能延长溅渣层在炉衬上的存留时间， 干式除尘条件下转炉高碳出钢技术。通过对“前烧期”冶金过程的研究，达到控制顶吹氧气流量实现“前烧期”的熔池搅拌控制的目的，使干式除尘转炉自动吹炼过程必须能够起枪进行双渣操作；建立自动炼钢双渣模型，增加前期脱磷率，在干式除尘转炉自动炼钢条件下实现高拉碳。 转炉底吹透气砖快速热更换技术。重新设计专利底吹透气砖与专用钻孔机构，严格按照预定的操作步骤，将被更换的透气砖钻透，在芯砖上涂抹好镁质泥浆并迅速将其装进透气砖孔中，用螺栓将法兰紧固，接好尾管，实现在热态下用较短时间更换透气砖，达到全炉役底吹的目的。 适合宣钢条件的卷扬提升式钢包全程加盖技术。由于宣钢LF精炼炉采用旋转电极式双工位设计，钢包车穿跨布置的工况，导致宣钢不能采用插齿式钢包加盖机构，因此重新设计一种可上下前后移动的卷扬提升式钢包加揭盖设备，生产时按照预定的操作步骤执行加盖揭盖操作，实现钢包全程加盖。

北京科技大学张立峰教授团队建立开发的数值模拟方法和仿真技术可以准确地计算并预测钢精炼和连铸过程的工作状况，有利于钢洁净度和铸坯质量的精准控制。建立的模型适用于不同钢铁企业、不同钢种、不同生产流程、不同冶金设备。内容包括：钢包吹氩精炼模拟仿真、RH真空精炼模拟仿真、连铸中间包模拟仿真、连铸结晶器模拟仿真、连铸一冷数值计算、连铸二冷数值计算等。自主开发或升级了相关模型，部分模型包括气泡浮选夹杂物模型、夹杂物碰撞聚合模型、夹杂物凝固捕捉模型、结晶器一冷模型等。

目前国内常用的传统狭缝型钢包透气砖结构单一、材质单一，内部存在较大的热应力，在使用中经常出现层状断裂，既影响吹通率和精炼效果，又扰乱了钢厂正常的生产节奏，为此我们研究设计了通过不同材质热膨胀失配，以及不同透气结构使内部应力释放等来提高透气砖抗热震性，由此生产出的复合结构透气砖，由热应力数值模拟分析和现场实际应用，热应力降低50%，流量稳定，吹通效果显著改善。

转炉滑板法挡渣出钢技术是利用两块滑板砖孔的重合全开、错位半开和分开关闭来实现转炉控流挡渣出钢。 转炉冶炼结束出钢时，当转炉倾动至20～35°时关闭闸阀，把前期渣全部挡在转炉内，转炉倾动至75～85°时钢渣已经过出钢口区域全部上浮后发出打开闸阀指令开始出钢，当转炉倾动至90～110°时出钢结束，红外下渣检测仪检测到钢渣后向闸阀机构发出关闭闸阀指令，闸阀关闭。由于闸阀关闭速度非常快，出钢口的关闭时间小于1秒（约为0.5秒），可将钢渣几乎全部堵在炉内。实现转炉少渣无渣出钢。它与目前采用铁皮挡渣帽挡前渣，挡渣球、挡渣镖挡后渣方法比，挡渣成功率高，可达100%；挡渣效果好，转炉炉下钢包渣层厚度可控制在≤40㎜(3kg/t钢)。而且可以通过红外下渣检测和PLC控制技术相结合，实现自动判渣和挡渣，是目前转炉出钢挡渣效果最佳的一种挡渣技术。

本系统在转炉或电弧炉出钢侧附近的钢包轨道上方和精炼装置附近安装在线的钢包盖摘扣机构，满足钢包运行全程扣盖保温操作，同时又保证转炉或电弧炉出钢和精炼处理对无盖钢包的需要。实现从炼钢、精炼、连铸、倒渣换水口小修、等待出钢全流程均扣盖保温运行。本钢包全程扣盖保温系统在炼钢厂投入使用后减少空包热损失30%以上，减少盛钢水钢包热损失5%以上，实现降低炼钢转炉或电弧炉出钢温度10℃到25℃以上，显著减轻转炉或电弧炉冶炼负担，取消钢包在线烘烤系统，完全不用钢包保温剂，节能降耗效果十分显著。

在浸罩内无渣或少渣和惰性气体保护的条件下进行钢水快速升温与成分调节，实现窄成分控制，对钢水进行渣精炼处理最大程度降低钢水中夹杂物数量提高钢水质量，防止出现低温浇钢，提高转炉与连铸间生产协调能力。多功能CAS-OB精炼装备技术由浸罩系统、氧枪系统、底吹系统、加料系统、除尘系统、控制系统与精炼工艺等组成。与LF精炼炉相比，它具有升温速度快、投资少、设备操作方便、生产成本低等优点。