從專利技術角度分析軋輥內部冷卻技術發展

陳湘輝

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163）

從專利技術角度分析軋輥內部冷卻技術發展

陳湘輝

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163）

軋輥是軋機的主要部件，軋機工作時會導致軋輥溫度升高，不利于金屬軋制，對軋輥進行良好的冷卻可以減少軋輥的磨損，延長使用壽命，提高被軋制金屬的質量。本文通過cnabs數據庫、ven數據庫、dwpi數據庫和sipoabs數據庫中檢索到的文獻對軋輥內部冷卻領域的專利申請進行了分析，闡述了國內外軋輥內部冷卻領域的專利申請趨勢、專利申請國家分布，并根據冷卻介質的不同，將軋輥內部冷卻技術劃分為軋輥內部液體冷卻、軋輥內部氣體冷卻和軋輥內部其他冷卻等3方面進行技術發展路線研究。

軋輥；冷卻；內部冷卻

0.前言

軋輥是軋機的主要部件，利用一對或一組軋輥滾動時產生的壓力來軋碾金屬使金屬產生塑性變形。裝有軋輥的軋機在工作時，會引起軋輥發熱，進而使被軋制金屬溫度升高，導致軋輥輥面產生龜裂，并使輥型被破壞，影響被軋制金屬的質量。目前，軋機中通常會設置軋輥冷卻裝置。軋輥內部冷卻技術通常是在軋輥內部設置冷卻通道，通過冷卻介質在冷卻通道中流動以達到對軋輥冷卻的目的。

為了研究軋輥內部冷卻技術的發展情況，通過IC分類號B27B27/08、B21B27/06和/或關鍵詞“冷”、“軋輥”、“內部”、“里”在cnabs數據庫檢索，再將數據從cnabs數據庫中導入cprsabs數據庫，從cprsabs數據庫中將數據導出，文獻量為60篇；通過IC分類號B27B27/08、B21B27/06、CPC分類號B21B2027/083和/或關鍵詞“roll+”、“cool+”、“inner+”、“interior+”、“insid+”、“internal+”在ven數據庫、dwpi數據庫和sipoabs數據庫進行了檢索，將數據導出，手工去除同族，文獻量為107篇。并對該領域的中國專利申請數據和全球專利申請數據進行統計分析。

1.軋輥內部冷卻領域專利申請趨勢分析

1.1 軋輥內部冷卻領域中國歷年專利申請量

中國是從1993年開始申請關于軋輥內部冷卻技術的專利，但是1994年到2000年之間的專利申請量都為零，軋輥內部冷卻技術研究沒有實質性進展，2000年和2001年各申請了兩件，2002年和2003年的專利申請量均為零，從2004年開始，專利申請量開始增多，并在2013年時達到高峰，申請了9件，因為這期間中國的鋼鐵行業發展迅速，而軋輥是軋鋼設備的重要組成部分，因而對軋輥內部冷卻技術研究較多。即中國關于軋輥內部冷卻技術的專利申請是從1993年萌芽，隨后進入了沉寂期，2001年到2002年為初步發展階段，從2004年開始進入快速發展階段。

1.2 軋輥內部冷卻領域國外歷年專利申請量

國外關于軋輥內部冷卻技術的專利申請是從1928年開始，即從1928年開始萌芽，1930年到1960年之間為緩慢發展期，1960年到1990年之間為快速發展期，從1990年至今，又進入了緩慢發展期，說明軋輥內部冷卻技術日趨成熟。

1.3 軋輥內部冷卻領域專利申請國家分布

關于軋輥內部冷卻技術，申請量排名靠前的國家分別是：（1）中國；（2）日本；（3）德國；（4）韓國；（5）英國；（6）美國和前蘇聯。

雖然中國關于軋輥內部冷卻技術的專利申請開始較晚，但是專利申請數量卻最多，說明中國的軋輥內部冷卻技術發展較快，且認識到專利的重要性。

2.軋輥內部冷卻領域專利技術發展路線

根據第2節的介紹可知，軋輥內部冷卻技術從1928年開始萌芽，下面根據在cnabs數據庫、ven數據庫、dwpi數據庫和sipoabs數據庫中檢索到的文獻樣本，介紹下軋輥內部冷卻領域的專利技術發展。

如圖1所示，根據冷卻介質的不同，將軋輥內部冷卻技術劃分為三方面進行技術發展路線研究，分別是：軋輥內部液體冷卻、軋輥內部氣體冷卻和軋輥內部其他冷卻。軋輥內部液體冷卻即采用液體冷卻介質對軋輥內部進行冷卻，最早于1928年提出，來自英國的CHRISTIAN ROTZEL于1928年2月13日提出了一種改進的熱軋機內部冷卻（申請號：GB454128）。軋輥內部氣體冷卻即采用氣體冷卻介質對軋輥內部進行冷卻，此項技術晚于采用液體冷卻介質，其最早是在1966年，SE的SKANDINAVISKA APPARATIND于1966年4月28日申請了一種加熱或冷卻軋輥（申請號：SE577766）。軋輥內部其他冷卻主要包括兩種：一種是以日本的NISSHIN STEEL COLTD于1975年3月19日申請的一種金屬軋制單元冷卻（申請號：JP3228575）為代表，其軋輥芯部是空腔結構，從軋輥兩端分別插入一根冷卻管道，通過其中一根冷卻管道向軋輥芯部空腔注入冷卻劑，通過冷卻劑蒸發對軋輥內表面冷卻，隨后通過另一根冷卻管道收集蒸發的冷卻劑，形成冷卻循環。另一種是以1983年9月29日DD的VEB KOMB NAGEMA申請的一種中空軋輥冷卻方法（申請號：DD25521983）為代表，為提高冷卻效果及降低冷卻水的消耗，采用冷卻水和氣體混合進行冷卻，其在軋輥芯部設置空腔，軋輥一端設置冷卻水入口和出口，冷卻水可以自由地從軋輥內部排出，并在軋輥芯部空腔的水中注入氣體，氣體注入速率大于冷卻水排出速率，軋輥內部的冷卻水界面高度保持不變，冷卻氣體可以是空氣。

結語

通過以上分析可以看出，國外在軋輥內部冷卻領域的專利申請開始較早，中國的專利申請起步較晚，這與中國專利制度實施晚于國外有著密切的關系，但是中國的專利申請總量高于其他國家，目前仍處于快速發展期，而國外已從快速發展期轉變為緩慢發展期，說明中國的軋輥內部冷卻技術仍然在不斷地發展中，而國外的軋輥內部冷卻技術日趨成熟。

［1］李穎.軋輥表面冷卻技術綜述［J］.現代工業經濟和信息化，2015（4）：79-80.

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