随着我国国民经济的发展，对钢材的消费结构正在发生变化，加之众多企业日益关注转炉生产特殊钢，这些都对低成本生产高洁净度钢水提出了越来越高的要求。就转炉炼钢生产企业而言，为生产IF钢(超低碳钢)、石油管线钢、硅钢、轴承钢、弹簧钢等高附加值产品，减少转炉出钢时的下渣量是提高钢水洁净度，从而提高转炉钢产品的质量和档次，降低其生产成本最有效的途径。

有效挡渣亟待引起高度重视

    有效防止钢水回磷、回硫。在转炉出钢时采取有效的挡渣操作，是改善钢水质量的重要举措，既可以减少钢水回磷、回硫，提高合金收得率，减少钢水中夹杂物，提高钢水洁净度，还可为后续精炼创造条件。
    当在精炼过程进行造渣脱硫时，因钢水钢渣中含有10%～13%的SiO₂和0.8%～1.0%的P₂O₅，钢水极易发生回硫和回磷现象，导致钢水成分超标形成废品。
    减少脱氧剂及合金消耗。在转炉出钢时采取有效的挡渣操作，不仅可以减少脱氧剂及合金消耗，减少钢包粘渣，延长钢包使用寿命，还可提高转炉出钢口区域耐材的使用寿命，降低炼钢产品的生产成本。
    转炉出钢后钢包的钢渣成分与终渣成分基本一致。若转炉出钢时挡渣效果不好，将导致钢包钢渣量加大。如果钢水精炼过程中不对钢渣进行脱氧改性，则精炼后钢渣中的氧会扩散到钢中，造成钢中成分烧损，导致成分变差；或在钢中形成新的夹杂物，污染钢水使其质量恶化。
    当对钢渣进行脱氧改性时，较大的顶渣量会消耗大量脱氧剂。钢包钢渣中FeO含量通常为1O%～17%(平均按13%计算)，钢水精炼时，以使用铝脱氧剂为例，每100公斤顶渣消耗的铝脱氧剂为3.8公斤。对于每天产钢100炉的炼钢厂，如果每炉出钢少出200公斤渣，则每年可节省脱氧剂消耗440万元。

挡渣塞成为挡渣产品主流

    多年来，国内外众多冶金工作者研究开发将钢渣进入量降到最低的技术和方法，除少渣、无渣冶炼工艺外，主要开发了各种挡渣技术和产品，以尽量减少转炉出钢后期涡流带出的钢渣量。如挡渣球法、挡渣塞法、滑板法、气动挡渣法、出钢口吹气干扰涡流法、均流出钢口挡渣法、中间包法、截渣盘法、挡渣帽法、挡渣盖法、真空吸渣法、虹吸出钢法等。
    气动挡渣。目前挡渣出钢基本上分为使用耐材制品挡渣塞、挡渣球和气动挡渣三大类。国际上20世纪80年代中期以奥钢联为代表开发出气动挡渣工艺。其工作原理是利用红外频率范围内钢水和炉渣的辐射不同，一旦出现下渣时会发出警报并启动挡渣器进行挡渣操作。挡渣时，挡渣塞头部对出钢口进行机械封闭，端部喷射高压气体来防止炉渣流出。但存在以下问题：由于出钢口中后期形状不规则，气动挡渣系统渣检测器准确率低(检测准确率为60%左右)；气动挡渣设备维护量大而难，气动挡渣器本体安装在转炉炉壳耳轴上，极易受烟罩内落下的冷钢砸坏，需经常维修，且维修时炉壳温度较高，需停炉冷却，影响生产节奏；气源、管线在炉身、耳轴中布置不便， 不能适应老炉改造；加之气动挡渣在每次动作时，喷吹的高压氮气对出钢口砖和耐火材料会造成一定的损害，需要经常进行维护或更换等原因的局限，该挡渣技术在国内未能大范围推广使用。
    挡渣球出钢。传统的挡渣工艺，采用投放挡渣球挡渣出钢。挡渣球1970年由日本新日铁公司发明，其原理是利用挡渣球密度介于钢、渣之间(一般为4.0克/立方厘米～4.5克/立方厘米)，在出钢即将结束时能堵住出钢口以阻断钢渣流入钢包。挡渣球通常采用铁丝吊挂伸入炉内，在高温下铁丝熔断，使球落到炉内；或者采用简单机械让挡渣球在溜槽内滑动，抛入炉内；也有的采用机械投球，但直接投中率较低，大部分投在出钢口周围，而且出钢时会由出钢口处形成的涡流旋涡的动力移动到出钢口。
    正是由于挡渣球通常是以随波逐流的方式到达出钢口，当钢渣黏性大时，挡渣球无法到达出钢口，或者不能有效地在钢水即将流尽时堵住出钢口。另外，由于圆形挡渣球完全落在出钢口上，使出钢口过早封堵的几率显著增加，降低了钢水收得率。因而采用挡渣球挡渣出钢通常有效率低，大约在60%左右，钢包下渣厚度在80毫米～120毫米左右。
    过去，国内很多钢铁企业只从事普通钢种的冶炼，对钢水成分的要求不高，挡渣球因其成本低、操作简单，故而曾被广泛采用。而现在，国内各大钢厂都在不断更新产品结构，开发高附加值的精品钢，对钢水成分的要求越来越高，因而目前多采用挡渣塞法挡渣出钢。
    挡渣塞出钢。1987年，Michael D Labate总结了西德挡渣棒在美国使用的经验，发明了具有挡渣和抑制涡流双重功能的挡渣塞，随后日本大坂机械公司于1990年也在住友金属工业公司和歌山厂实验成功。
    马鞍山市云天炉料有限公司是国内较早开展挡渣塞及投放装置研发的企业，于1996年着手研制新型挡渣塞，历时6年的不断探索，2002年“云天牌”挡渣塞首次在攀钢集团150吨转炉上投运成功。
    该挡渣塞自身密度（3.8克/立方厘米～4.2克/立方厘米）介于钢水(6.8克/立方厘米～7.0 克/立方厘米)与钢渣(3.0克/立方厘米～3.5克/立方厘米)之间，能浮于钢、渣界面，伴随着出钢过程，逐渐堵住出钢口。
    转炉出钢过程倾倒至91度左右，即出钢量接近2/3时，挡渣塞投放车根据指令用5米长的机械手把持挡渣塞导向杆部分在1600摄氏度高温的炉内准确插入出钢口，从而避免了漂移或因被熔渣粘裹而不能到位的现象。半球形部分悬浮于钢水与渣液界面上，当钢水流尽时，半球形部分适时堵住出钢口，从而防止渣液流入钢包。因半球体上有3个凹槽，实现了对涡流的抑制，并且当挡渣塞本体堵住出钢口后，残钢仍能通过凹槽流至钢包，有效提高了钢水收得率。
    目前，“云天牌”挡渣塞已批量应用在本钢、鞍钢、唐钢、邯钢、沙钢、宣钢、马钢、湘钢、柳钢、三明钢厂等几十个钢厂的大中型转炉上，挡渣有效率＞96%，下渣小于30毫米。

优质挡渣塞带来高金属收得率