近日，從中央研究院傳來好消息，由寶武工程科學家肖永力領銜的熱態渣技術研發團隊聯合武漢理工大學
、寶武環科、寶鋼工程等幾家單位
，30年磨一劍，自主創新研發的《大宗鋼渣固廢高效低碳製備高等級瀝青路麵材料及工程應用關鍵技術》榮獲2023年度上海市技術發明一等獎，這不僅讓“鋼渣向何處去”這個困擾鋼鐵行業多年的世界性難題有了“寶武方案”
，還讓高速公路采用鋼渣替代天然集料（石料）成為現實

，有力支撐了鋼鐵和交通兩大行業的綠色低碳協同發展。

　　鋼鐵工業作為現代工業的基石，是國家建設的重要保障，是經濟的重要支撐。近年來，隨著我國對環境保護的要求越來越高，尤其是在“雙碳”戰(zhan)略(lve)提(ti)出(chu)後(hou)，鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)作(zuo)為(wei)我(wo)國(guo)碳(tan)排(pai)放(fang)較(jiao)多(duo)的(de)行(xing)業(ye)之(zhi)一(yi)，在(zai)減(jian)少(shao)碳(tan)排(pai)放(fang)方(fang)麵(mian)任(ren)重(zhong)道(dao)遠(yuan)。在(zai)實(shi)施(shi)路(lu)徑(jing)方(fang)麵(mian)
，加(jia)快(kuai)鋼(gang)渣(zha)資(zi)源(yuan)化(hua)利(li)用(yong)，是(shi)我(wo)國(guo)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)落(luo)實(shi)碳(tan)達(da)峰(feng)碳(tan)中(zhong)和(he)目(mu)標(biao)任(ren)務(wu)的(de)重(zhong)要(yao)途(tu)徑(jing)之(zhi)一(yi)。然(ran)而(er)
，在(zai)鋼(gang)渣(zha)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)方(fang)麵(mian)，全(quan)球(qiu)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)目(mu)前(qian)仍(reng)存(cun)在(zai)利(li)用(yong)率(lv)普(pu)遍(bian)偏(pian)低(di)、利用途徑單一等問題
，大量鋼渣堆存不僅占用土地資源
，還給生態環境帶來了較大安全隱患。

　　“鋼渣的資源化綜合利用一直是個世界性的行業難題！”肖(xiao)永(yong)力(li)在(zai)接(jie)受(shou)記(ji)者(zhe)采(cai)訪(fang)時(shi)開(kai)宗(zong)明(ming)義(yi)地(di)表(biao)示(shi)，與(yu)鋼(gang)鐵(tie)領(ling)域(yu)的(de)其(qi)他(ta)專(zhuan)業(ye)不(bu)同(tong)，作(zuo)為(wei)冶(ye)金(jin)末(mo)端(duan)工(gong)藝(yi)
，鋼(gang)渣(zha)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)遠(yuan)遠(yuan)滯(zhi)後(hou)於(yu)主(zhu)工(gong)藝(yi)，這(zhe)是(shi)一(yi)塊(kuai)鋼(gang)鐵(tie)技(ji)術(shu)版(ban)圖(tu)的(de)不(bu)毛(mao)之(zhi)地(di)和(he)荒(huang)漠(mo)。

　　鋼鐵與渣從來都是相伴而生，鋼鐵渣不但產量大，而且出爐溫度高達1500℃
，如(ru)何(he)處(chu)理(li)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)鋼(gang)鐵(tie)的(de)正(zheng)常(chang)生(sheng)產(chan)和(he)環(huan)保(bao)
，更(geng)與(yu)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)的(de)綠(lv)色(se)發(fa)展(zhan)和(he)低(di)碳(tan)冶(ye)金(jin)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)。在(zai)鋼(gang)鐵(tie)渣(zha)中(zhong)
，鋼(gang)渣(zha)是(shi)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)產(chan)生(sheng)的(de)主(zhu)要(yao)固(gu)體(ti)廢(fei)物(wu)之(zhi)一(yi)，每(mei)年(nian)產(chan)生(sheng)量(liang)超(chao)過(guo)1.5億噸。由於鋼渣成分複雜，體積穩定性差，無法得到有效利用。

　　“以往很長一段時間，鋼渣的資源化綜合利用的主要方向是‘入土’
，鋼渣以粉料的形式用於水泥生產
、混凝土製作等。”據初步估算，鋼渣用於通用矽酸鹽水泥的量
，占比高點時接近50%，其中絕大部分用作水泥混合材料。

　　然而
，2023年11月，GB175-2023《通用矽酸鹽水泥》（以下簡稱：2023版）正式發布，並於2024年6月1日起實施。2023版的修訂明確限製了鋼渣在矽酸鹽水泥領域的應用

，鋼渣的大規模消納和資源化利用一時間成為鋼鐵行業急需解決的重大難題。

　　“一石激起千層浪！”“原用作水泥混合材料的鋼渣
，不能再作為通用矽酸鹽水泥的混合材料。”許多業內專家不禁要問：“鋼渣不能用於水泥
，那每年持續產生的巨量鋼渣怎麼辦
？”“鋼渣向何處去？！”

　　近年來，我國公路建設飛速發展，高速公路總裏程已超18萬公裏，每年還在以1萬公裏的速度快速增長。瀝青路麵是高速公路的核心結構
，路麵表層直接決定行車安全與服役周期
，瀝青路麵材料中95%為天然集料（石料），每年新建與養護工程所需優質集料約1億噸，這些集料都是通過炸山鑿石
、粉碎加工而來。隨著人們環保意識的增強，天然集料日益短缺且造價逐年攀升，相關資源顯現出環保壓力大
、逐步枯竭等現象。

　　“一(yi)方(fang)麵(mian)
，在(zai)公(gong)路(lu)交(jiao)通(tong)行(xing)業(ye)，受(shou)生(sheng)態(tai)保(bao)護(hu)政(zheng)策(ce)和(he)天(tian)然(ran)集(ji)料(liao)長(chang)期(qi)無(wu)節(jie)製(zhi)開(kai)采(cai)的(de)影(ying)響(xiang)，瀝(li)青(qing)路(lu)麵(mian)建(jian)設(she)所(suo)需(xu)優(you)質(zhi)集(ji)料(liao)開(kai)采(cai)受(shou)限(xian)且(qie)造(zao)價(jia)逐(zhu)年(nian)升(sheng)高(gao)
，迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)開(kai)發(fa)新(xin)型(xing)道(dao)路(lu)材(cai)料(liao)。”“另一方麵，鋼鐵行業每年產生的大量鋼渣急需資源化利用！”

　　“‘入混凝土’不行，那就‘上柏油路’！”肖永力明確表示

，如果鋼渣能夠替代瀝青路麵的天然集料，意義非常重大！不僅能解決鋼渣清潔處理、規gui模mo化hua高gao值zhi利li用yong和he路lu用yong集ji料liao資zi源yuan日ri益yi短duan缺que的de難nan題ti，一yi舉ju破po解jie鋼gang鐵tie和he交jiao通tong兩liang大da支zhi柱zhu行xing業ye發fa展zhan困kun境jing，還hai能neng實shi現xian兩liang大da行xing業ye綠lv色se協xie同tong發fa展zhan

，保bao護hu綠lv水shui青qing山shan。

　　但dan鋼gang渣zha進jin入ru道dao路lu表biao層ceng尚shang無wu先xian例li，尤you其qi是shi鋼gang渣zha中zhong的de遊you離li氧yang化hua鈣gai難nan題ti更geng是shi令ling人ren談tan虎hu色se變bian，一yi旦dan路lu麵mian鼓gu包bao開kai裂lie
，後hou果guo不bu堪kan想xiang象xiang。同tong時shi，鋼gang渣zha與yu瀝li青qing的de作zuo用yong機ji理li不bu清qing晰xi，一yi缺que標biao準zhun二er缺que配pei套tao技ji術shu支zhi撐cheng。

　　作為渣世界的耕耘者
，早在十多年前，由肖永力領銜的中央研究院熱態渣技術研發團隊就敏銳地意識到，滾筒鋼渣質地堅硬、棱角較多
，十分契合鋪路集料的需求：“鋼渣堅硬耐磨
，優於天然集料”“鋼渣呈現堿性，與瀝青粘附性好！”

　　於是
，研發團隊揚長避短，將替代天然砂石製備瀝青路麵集料作為滾筒渣資源化重點推進方向。為此
，研發團隊攜手武漢理工大學、寶武環科
、寶鋼工程等單位

，以嚴謹科學的態度和自立自強的勇氣，找準目標、全力攻關，著力開發鋼渣瀝青路麵集料製備工藝和應用技術。

　　“鋼渣遊離氧化鈣高
、吸水膨脹起包

，這個問題一直製約著鋼渣的規模化利用。”肖(xiao)永(yong)力(li)詳(xiang)細(xi)介(jie)紹(shao)說(shuo)，鋼(gang)渣(zha)是(shi)煉(lian)鋼(gang)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)副(fu)產(chan)物(wu)，在(zai)煉(lian)鋼(gang)工(gong)藝(yi)中(zhong)，過(guo)量(liang)的(de)石(shi)灰(hui)在(zai)煉(lian)鋼(gang)的(de)高(gao)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)形(xing)成(cheng)過(guo)燒(shao)石(shi)灰(hui)
，分(fen)散(san)在(zai)鋼(gang)渣(zha)中(zhong)
，同(tong)時(shi)高(gao)溫(wen)鋼(gang)渣(zha)在(zai)冷(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)中(zhong)又(you)會(hui)析(xi)出(chu)氧(yang)化(hua)鈣(gai)，這(zhe)兩(liang)部(bu)分(fen)石(shi)灰(hui)俗(su)稱(cheng)遊(you)離(li)氧(yang)化(hua)鈣(gai)
，它(ta)是(shi)影(ying)響(xiang)鋼(gang)渣(zha)體(ti)積(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)重(zhong)要(yao)成(cheng)分(fen)，也(ye)是(shi)影(ying)響(xiang)鋼(gang)渣(zha)資(zi)源(yuan)化(hua)利(li)用(yong)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)。

　　“因為集料的性能是決定高速公路安全順行的關鍵，公路交通行業對於集料的要求還是很高的，從膨脹率到與酸性瀝青粘附性

、再到顆粒尺度等都有很嚴格的要求。”研發團隊加大科研力量投入，進行了大量基礎研究和實驗，最終采用快冷+機械攪拌的滾筒法鋼渣處理工藝
，利用滾動金屬球破碎快冷、多點噴淋精細冷卻及在線分離分選方法，使熔融態鋼渣從1600℃迅速冷卻至100℃以下並破碎成15mm以下顆粒。

　　“這個過程因冷卻速率大、破碎徹底，渣中遊離氧化鈣含量得到較好的抑製析出、分散均化和水化
，尾渣中遊離氧化鈣含量能夠保持在3%以下，同時
，鋼渣的晶粒尺寸也得到約30%左右的降低。”肖xiao永yong力li直zhi言yan，滾gun筒tong法fa鋼gang渣zha處chu理li工gong藝yi得de到dao的de鋼gang渣zha不bu僅jin自zi然ran粒li度du均jun勻yun，滿man足zu集ji料liao的de級ji配pei要yao求qiu
，鋼gang渣zha顆ke粒li性xing能neng穩wen定ding，而er且qie比bi天tian然ran石shi料liao棱leng角jiao豐feng富fu
，骨gu架jia結jie構gou牢lao固gu
，鋼gang渣zha又you是shi堿jian性xing材cai料liao，與yu瀝li青qing的de結jie合he更geng加jia牢lao固gu。

　　此(ci)外(wai)
，瀝(li)青(qing)與(yu)集(ji)料(liao)之(zhi)間(jian)的(de)粘(zhan)附(fu)性(xing)對(dui)於(yu)確(que)保(bao)瀝(li)青(qing)混(hun)合(he)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)和(he)路(lu)麵(mian)的(de)耐(nai)久(jiu)性(xing)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。研(yan)發(fa)團(tuan)隊(dui)通(tong)過(guo)對(dui)鋼(gang)渣(zha)形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)及(ji)其(qi)表(biao)麵(mian)構(gou)造(zao)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)
，固(gu)化(hua)後(hou)鋼(gang)渣(zha)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)了(le)大(da)量(liang)微(wei)孔(kong)結(jie)構(gou)，這(zhe)些(xie)微(wei)孔(kong)可(ke)以(yi)起(qi)到(dao)吸(xi)附(fu)作(zuo)用(yong)，使(shi)得(de)鋼(gang)渣(zha)能(neng)夠(gou)更(geng)好(hao)地(di)與(yu)瀝(li)青(qing)相(xiang)互(hu)結(jie)合(he)，並(bing)形(xing)成(cheng)牢(lao)固(gu)的(de)結(jie)構(gou)體(ti)係(xi)。這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)，在(zai)道(dao)路(lu)建(jian)築(zhu)和(he)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)鋼(gang)渣(zha)在(zai)固(gu)化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)微(wei)孔(kong)結(jie)構(gou)以(yi)及(ji)其(qi)中(zhong)豐(feng)富(fu)元(yuan)素(su)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)優(you)勢(shi)特(te)點(dian)，進(jin)一(yi)步(bu)改(gai)善(shan)並(bing)提(ti)升(sheng)道(dao)路(lu)建(jian)設(she)品(pin)質(zhi)
，並(bing)延(yan)長(chang)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。

　　攻克遊離氧化鈣富集膨脹難題以及挖掘鋼渣的天然優點，僅僅是研發團隊勇闖創新“無人區”，攻克鋼渣替代天然集料眾多難關的一個縮影。多年來，研發團隊聚焦煉鋼熔渣的滾筒法高效清潔處理技術
，從機理研究、工藝開發

、裝備研製、產品加工、標準體係建立和工程化推廣應用等幾個方麵開展係統性研究
，相繼在熔渣的滾動快冷粒化、多相態鋼渣清潔處理、高效低碳滾筒鋼渣集料加工、係列化鋼渣瀝青路麵材料的研製和應用方麵開展關鍵性技術研究，並借助規範、標(biao)準(zhun)體(ti)係(xi)的(de)建(jian)立(li)和(he)大(da)量(liang)工(gong)程(cheng)實(shi)踐(jian)，形(xing)成(cheng)煉(lian)鋼(gang)熔(rong)渣(zha)的(de)全(quan)量(liang)化(hua)滾(gun)筒(tong)法(fa)快(kuai)冷(leng)粒(li)化(hua)及(ji)高(gao)值(zhi)材(cai)料(liao)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)
，成(cheng)功(gong)研(yan)發(fa)了(le)鋼(gang)渣(zha)低(di)碳(tan)高(gao)效(xiao)製(zhi)備(bei)高(gao)等(deng)級(ji)瀝(li)青(qing)路(lu)麵(mian)材(cai)料(liao)與(yu)應(ying)用(yong)成(cheng)套(tao)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)
，不(bu)僅(jin)暢(chang)通(tong)了(le)大(da)宗(zong)鋼(gang)渣(zha)固(gu)廢(fei)低(di)碳(tan)循(xun)環(huan)路(lu)徑(jing)，還(hai)成(cheng)功(gong)在(zai)世(shi)界(jie)上(shang)第(di)一(yi)個(ge)實(shi)現(xian)了(le)鋼(gang)渣(zha)替(ti)代(dai)天(tian)然(ran)集(ji)料(liao)用(yong)於(yu)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)表(biao)層(ceng)，實(shi)現(xian)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)與(yu)交(jiao)通(tong)行(xing)業(ye)的(de)雙(shuang)贏(ying)。

　　目前
，該發明成果已在上海、湖北、廣西、內蒙古等不同氣候地區應用，建設公路超過3000公裏，應用鋼渣瀝青混凝土3000萬噸，碳減排198萬噸，有力支撐了鋼鐵與交通兩大行業的綠色發展與碳中和，經濟
、社會和環境效益顯著。

　　“點渣成金
，破解世界性難題！”“項目成果係統解決了鋼渣從處理到製備高等級瀝青路麵材料的一係列技術、工程和產業化瓶頸，有力支撐了低碳冶金和綠色交通。”“它不僅具有原創性和新穎性，而且具有顯著的實用性
，項目成果達到國際領先水平。”該發明成果，先後通過國內相關院士和專權威家的科技評定
、成果驗收、國外同行公開評價、科ke技ji情qing報bao檢jian索suo及ji國guo內nei外wai相xiang關guan技ji術shu綜zong合he對dui比bi分fen析xi後hou，紛fen紛fen給gei予yu高gao度du評ping價jia。其qi中zhong，在zai中zhong國guo金jin屬shu學xue會hui組zu織zhi的de科ke技ji成cheng果guo評ping價jia會hui上shang，中zhong國guo工gong程cheng院yuan院yuan士shi殷yin瑞rui鈺yu為wei首shou的de專zhuan家jia組zu評ping價jia意yi見jian為wei——“煉鋼熔渣高效清潔全量處理及產品化技術開發和應用”項目的技術成果被認定為“國際領先水平”。

　　作zuo為wei一yi項xiang鋼gang鐵tie行xing業ye的de世shi紀ji難nan題ti，大da宗zong鋼gang渣zha的de出chu路lu及ji高gao值zhi資zi源yuan化hua利li用yong一yi直zhi備bei受shou關guan注zhu，中zhong國guo寶bao武wu給gei出chu了le自zi己ji的de答da卷juan和he方fang案an
，如ru何he在zai低di碳tan綠lv色se發fa展zhan的de大da背bei景jing下xia，跨kua行xing跨kua界jie係xi統tong考kao慮lv各ge類lei大da宗zong工gong業ye固gu廢fei的de資zi源yuan化hua循xun環huan和he利li用yong，方fang興xing未wei艾ai，任ren重zhong道dao遠yuan。