2025年申报省科学技术进步奖项目公示材料

——转炉钢渣低镁改质减量及高效资源化利用技术

一、项目名称：

转炉钢渣低镁改质减量及高效资源化利用技术

二、提名单位：

山西省金属学会

三、提名单位意见：

本项目以开发低MgO低FeO含量协同改质冶炼造渣与溅渣护炉技术、实现钢渣源头改质和减量化为基础，将近几年的研发成果产业化和工程化，建成适合低镁钢渣特点的钢渣加工生产线、立磨粉磨生产线，满足钢渣粉、钢铁渣粉、钢渣固废基胶凝材料和钢渣集料等多种绿色低碳新产品的生产需求，形成了具有自主知识产权的独特工艺技术。

本项目技术内容真实、可靠，环境效益、社会效益和经济效益显著，在工艺开发和装备集成上有较大创新，生产技术和产品性能处于国际先进水平，对国内外钢铁企业节能降碳和固废资源循环利用具有良好的示范效应。

本项目符合提名要求，同意提名参加山西省科学技术进步奖二等奖的评审。

四、主要完成人：

周剑波、田志红、赛音巴特尔、李云云、孔祥涛、孟义春、黄晓燕、何鑫、倪文、张思奇

五、主要完成单位：

首钢长治钢铁有限公司

首钢集团有限公司

北京科技大学

山西长钢瑞昌水泥有限公司

山西蕴宏环境科技发展有限责任公司

六、完成人合作关系说明：

产学研合作，共同知识产权，共同成果验收及论文。

七、项目简介：

本项目属于冶金固废资源化利用和低碳环保技术领域。我国转炉钢渣产量大，但存在活性差、TFe含量高、耐磨性差、成分不稳定以及安定性能差等问题，限制了钢渣的规模化利用，钢渣的综合利用率仅约30%，加重环境负荷，给钢铁企业绿色化生产带来严重负面影响。解决转炉钢渣减量化及资源化利用对行业可持续发展至关重要。本项目依托首钢长治钢铁有限公司炼钢工序、钢渣加工处理生产线、钢渣粉磨生产线，实现了钢渣的减量化与资源化应用技术的重大突破。项目主要技术创新点如下： 

1、针对通常冶炼条件下转炉终渣MgO含量高、渣量大，且难以资源化利用的问题，研究提出了低MgO、低FeO含量协同改质的路径，开发了低镁低碱度造渣、终点低枪位控制等吹炼技术与溅渣护炉技术，实现钢渣的源头改质与减量，终渣MgO含量小于4%、TFe含量小于14%（折算为FeO，和“低FeO”对应），吨钢产渣量控制在80kg以内，较行业平均水平降低27%以上，转炉炉龄稳定在15000炉以上。

2、研究了低镁改质钢渣与矿渣、脱硫石膏等固废的特性，基于复盐效应为水化驱动力、以硅的四配位同构化效应为协同的反应理论，开发了高比例改质钢渣的固废基胶凝材料，钢渣配比由普通钢渣的15%提高到低镁改质钢渣的30%，固废基胶凝材料性能优于PO42.5水泥。

3、利用低镁改质钢渣易磨性好的特性，开发了“两级棒磨 精细筛分 高效磁选”短流程渣铁分离工艺，提高了钢渣处理效率15%以上；首创“立磨 实时循环除铁”在线耦合的粉磨除铁技术，降低了粉磨加工成本10%以上。

项目获得授权发明专利19件（其中国外发明专利5件）、软件著作权7件，主持与参与制定标准19项，发表学术论文31篇（其中SCI论文16篇），经济和社会效益显著。项目技术成果在山西并辐射到全国多地进行了推广应用，有力推动了钢铁企业绿色低碳发展和技术进步。

八、客观评价：

本项目将近几年首钢长治钢铁有限公司钢渣改质减量化和资源化利用的研发成果进行产业化和工程化。根据首钢长治钢铁有限公司的炼钢品种，通过理论分析和实践操作，开发出低MgO、低FeO含量协同改质冶炼造渣与溅渣护炉技术，从源头上减少了钢渣的产生量。同时，由于钢渣中镁含量的降低，减少了钢渣中难磨且活性差的RO相的含量，实现了钢渣的源头在线改质，为提高钢渣尾渣的资源化利用率创造了良好的条件。在钢渣的加工利用方面，集成了低镁钢渣加工关键设备和工艺技术，研发出渣钢高品位加工技术、钢铁渣粉及钢渣固废基胶凝材料生产和应用技术、钢渣集料生产技术等，在冶金、建材和道路交通领域具有较高的推广应用价值。

经山西省金属学会组织专家评价，项目整体技术达到国际先进水平，其中低镁钢渣改质冶炼技术达到国际领先水平。

九、推广应用情况：

本项目开发出低MgO、低FeO含量协同改质冶炼造渣与溅渣护炉技术，大幅度减少了轻烧白云石的使用量。不仅实现钢渣源头减量化和在线改质，而且为钢渣的加工和资源化利用创造了良好的条件。钢渣加工系统磁选出的渣钢产品全部返回炼钢、烧结钢铁主流程使用，钢渣集料用于道路工程和发泡混凝土建材保温产品，钢渣尾渣通过立磨生产钢铁渣粉和钢渣固废基胶凝材料等产品，大量应用于商品混凝土、道路施工和煤矿地采充填等项目中。因此，该项目具有良好的推广和应用前景。

十、主要技术成果：

（一）主要授权专利

1、一种炉渣改质的方法（ZL20211219288.8）

2、一种钢渣还原的方法（ZL202111213518.X）

3、一种低镁钢渣的处理装置（ZL202222424979.8）

4、一种立磨添加钢渣研磨后生产出的粒子钢回收装置

（ZL202221701607.9）

5、一种以矿渣-钢渣-石膏为原料的胶凝材料及其制备方法

（ZL201911009884.6）

6、Composite cementitious material containing molten iron desulfurization slag and preparation method thereof,

（2024/06706）

7、Preparation method and application of cemented backfill materials by using steel slag-desulfurization by-product agent（2022/01267）

8、Solid-waste-based wet shotcrete and preparation  method and application thereof（2024/12088）

9、Low-carbon road concrete and its preparation method using coal-to-liquid slag, desulfurized gypsum and steel slag in cooperation（2022/05368）

10、All-solid waste-based cementitious material, preparation method and application thereof（2024/06519）

（二）主要软件著作权

1、钢渣泡沫混凝土砌块智能化配料系统软件（2015SR105141）

2、固废基胶凝材料高效均化控制系统（2022SR0364726）

3、固废基胶凝材料精准配料智能控制系统（2022SR0364669）

4、全固废混凝土生产全流程区块链监管平台V1.0（2024SR0457186）

5、钢铁生产全流程固废利用碳减排核算平台（2022SR0187115）

（三）主要标准：

1、钢铁渣复合料（GB/T 28294-2024）

2、发泡混凝土砌块用钢渣（YB/T4601-2018）

3、防火石膏板用钢渣粉（YB/T 4602-2018）

4、HC-1高性能混凝土胶凝材料应用技术规程

（DB13(J)/T 234-2017）

5、全固废高性能混凝土应用技术标准（DB13(J)/T 8385-2020）

（四）主要论文

1、《转炉低镁渣系生产开发与实践 》，山西冶金， 2022

2、《多固废耦合水泥制备C30混凝土性能研究》，环境工程，2023

3、《钢渣矿渣基全固废胶凝材料的水化反应机理》，材料研究学报，2017

4、《钢渣尾泥-矿渣-脱硫石膏三元体系水化硬化特性》，硅酸盐通报，2022

5、《Progress of steel slag treatment process and resource utilization technology in Shougang》，CSST，2021

6、《Green concrete with ground granulated blast-furnace slag activated by desulfurization gypsum and electric arc furnace reducing slag》，Journal of Cleaner Prooduction，2020

7、《Influence of the key factors on the performance of steel slag-desulphurisation gypsum-based hydration-carbonation materials》，Journal of Building Engineering，2022

8、《Optimization of the whole-waste binder containing molten iron desulfurization slag from Kambara Reactor for concrete production》，Journal of Building Engineering，2022

9、《Activation mechanisms of three types of industrial by-product gypsums on steel slag–granulated blast furnace slag-based binders》，Construction and Building Materials，2021

10、《Characterization and Hydration Mechanism of Ammonia Soda Residue and Portland Cement Composite Cementitious》，Materials，2021

十一、创新推广贡献：

本项目集成了炼钢工艺开发和钢渣资源化上下游产品循环利用技术，有力推进冶金行业“双碳”目标的实现以及固废源头减量、资源化利用和无害化处置。解决了钢铁行业突出固废治理与利用共同难题和问题，构建和延伸跨企业、跨行业、跨区域的综合利用产业链条，对促进钢铁冶金行业高质量发展具有突出的贡献。

公示时间：2026年7月15日--7月20日，如有意见或问题，可自公示期间向首钢长治钢铁有限公司制造部反映。反映问题应实事求是，可当面反映、书面反映、电话反映，也可以通过电子邮箱反映电话：0355-5085521，电子邮箱：1121599185@qq.com。

首钢长治钢铁有限公司

                                2026年7月15日