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                鋼渣高效利用技術發□展研究專利分析

                摘要:鋼渣是冶金工業生產過程中產生的廢渣,其產生率為▽粗鋼產量的 8 %~15%,近年來全世界排放鋼渣量 2 億 t 左右(其中 50%來自中國) 。中國的鋼渣產生量 隨著鋼鐵工業的快速發展而迅速...

                鋼渣是冶金工業生產過程中產生的廢渣,其產生率為粗鋼產量的 8%~15%,近年來全世界排放鋼渣量2 億 t 左右(其中 50%來自中國)。中國的鋼渣產生量隨著鋼鐵工業的快速發展而迅速遞增,全國鋼渣累積堆存約 10 億 t,鋼鐵企業廢渣的處理和▂資源化利用問題也越來越受到重視。

                 

                鋼渣主要由鈣、鐵、矽、鎂,以及少量鋁、錳、磷等的氧化々物組成。主要的礦物相為矽酸三鈣、矽酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂◥薔薇輝石、鐵鋁酸鈣,以及矽、鎂、鐵、錳、磷的氧化物形成的固熔體,還含有少量遊離氧化鈣以及金屬鐵、氟磷◥灰石等。有的地區因礦石含鈦和釩,鋼渣中也稍含有這些成分。鋼渣可以回收用︼於煉鋼煉鐵原料、燒結材料、高爐熔劑、返回渣料等,還能作為道路、建築、玻璃、環境及農業√用料。

                 

                通過采用國際權威專利數據源和主流情報工具,對鋼渣利用專利技術進行分析,為企業內部鋼渣利用發展指明方向。

                 

                鋼渣╳專利整合發展態勢

                 

                時間序列

                鋼渣處理專利技術主要開始於 20 世紀 60 年代,2000 年前比較平穩,每年的專利技術量不超過 50 件,從 2000 年開始增速明顯加快,2016 年達到 423 件為歷年最高,2000—2016 年的年平均增長率 12%。歷年鋼渣處理專利技術數量見圖。

                從專利年際變∏化(圖 3)可以看出,鋼渣處理專利技術增速明顯上升的主要因素來源於中國,中國從2003 年開始,鋼渣處理的專利技術數量明顯上升。

                 

                鋼渣處理及應用主↘要專利技術研發方向見圖 4包括鋼渣回收技術與方法(約占 18%)、鋼渣用做填料(如混凝土)(約占 18%)、通過造粒或∑者加入其他成分處理鋼渣 (約占 12%)、轉爐鋼渣「及其處理 (約占10%)、鋼渣應用於水泥(約占 9%)、其他熔融鐵渣及其處理 (約占 8%)、鋼渣←綜合利用方法與途徑 (約占6%)、出爐材料的裝卸和處理(約占 4%)、鋼渣分離方法與設備(約占 4%)、電爐鋼渣及其處理(約占 3%),以及與鋼渣匹配的促凝劑磨粉或粉碎裝置,與鋼渣匹配的增塑劑等方面。分析專利技術法律狀態,見圖 5。大約有 38%屬於有效專利,21%在審,41%處於無效狀∞態(包括專利過期、未繳年費和專利撤回等)。分析專☆利分類,見圖 6。中國各個省份發明專利和實用新型專利的比例』存在差異,山東的實用新型專利技術比例較大,四川省基本上全屬於發明專利。

                 

                主要研發企業

                 

                鋼渣處理及應用專利技術主要研發⌒企業包括新日鐵住金、寶武集團、中冶寶鋼技術、JFE 鋼鐵株式會社、鞍鋼集團、浦項制鐵、日本神戶制鋼ㄨ、山西太鋼、日新制鋼、萊鋼集團、武漢理工大學、首鋼集團等,其中新日鐵住金、寶武集團、中冶寶鋼技術、JFE 鋼鐵株式會社的專利技術數量明顯高於其他企業。各企業研發專利數及所占比例見表 1鋼渣處理及應用專利技術主要研發企業的技術研發方向有差異,新日鐵ζ 住金綜合性較強,各個研發向上都比較重視。寶武的研發重點在鋼渣回收技術與方法、造粒等方面。

                圖 7為主要∴研發企業技術方向對比


                主要技術點分布

                 

                從專利地圖中可以看出,鋼渣經過處理作為水泥或者混凝土應用在道路工程中卐是其專利技術研發的主要方向(圖 8),最重要的性能是透水功能,高價值專利技術在這個研發方向分布也是最多的。通過年際變化分析也可以看出,這個技術方向也是最先發展起來的技術。作為孰料或者摻雜⊙應用在地磚和陶瓷中也是其重要的技術研發方向,另外鋼渣的磁選技術、造渣技術、余熱利用技術、熱悶技術等也是其重要的技術方向。


                結論

                 

                (1)應用權威的專利數據源和國際主流專利技術分析工具對鋼渣處理及應用技術進行分析後可知,目前鋼渣利用專利技術研發處於快速發展階段,中國和日本是鋼渣處理專利研發最主要的兩個國家,韓國、俄羅斯、美國等國家是鋼︾渣處理重要的研發國。

                 

                (2)鋼渣處理及應用主要專利〗技術研發方向包括鋼渣回收技術與方法、鋼渣用做填料、通過造¤粒或者加入其他成分處理鋼渣、轉爐鋼渣及其處理、鋼渣應用於水泥等,主要的研發■包括新日鐵住金、寶武集團、中冶寶鋼技術、JFE 鋼鐵株式會社、鞍鋼集團、浦項制鐵、日本神戶制鋼、山西太鋼、日新制鋼、萊鋼集團、武漢理工大學、首鋼集團等,鋼渣處理及應用專利技術主要研發企業的技術研發方向♂有差異,新日鐵住金綜合性較強,各個研發方向上都比較重視。寶武集團的研發重點→在鋼渣回收技術與方法、造粒等方面。

                 

                 

                (3)從專利地圖上分析,鋼渣經過↑處理作為水泥或者混凝土應用在道路工程,作為熟料或】者摻雜應用在地磚和陶瓷等,是其專利技術研發的主要方向,也是高價值專利々分布比較集中的方向。鋼鐵行業“十三五”規劃中,再次強調綠色循環理念,提出了 2020 年鋼鐵渣的綜合利用率達到 90%(其中鋼渣的利用率達◥到 60%以上)和建立 10 個“鋼渣綜合利用”示範企業的目標♀。因此,大力推進鋼渣先進適用技術研發與推廣作用,促進鋼渣的綜合利用尤為重要。

                 

                 

                原文標題《鋼渣高效利用技術發展研究專利分析》

                酒鋼集團 中國科學院蘭州文獻情報中心 甘肅 蘭州 730000

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