高壓水除鱗專利技術(shù)綜述

摘 要：隨著我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)伴隨著鋼鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，市場競爭日趨激烈，對鋼材表面質(zhì)量的要求越來越高。鋼材除鱗技術(shù)直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞和成本的高低，是鋼材生產(chǎn)的核心工藝技術(shù)。本文主要介紹了高壓水除鱗技術(shù)的起源及演進(jìn)路線，從專利申請方面分析了高壓水除鱗技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，為國內(nèi)企業(yè)提高高壓水除鱗技術(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：高壓水；除鱗；氧化鐵皮；專利申請

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.011

1 技術(shù)起源

熱軋鋼材表面氧化鐵皮分為一次、二次和三次氧化鐵皮。一次氧化鐵皮是指鋼坯在加熱爐內(nèi)加熱過程中，表面與高溫爐氣生成的氧化鐵皮，一般以小斑點(diǎn)、斑痕和帶狀條紋形式不規(guī)則地分布在帶鋼上。二次氧化鐵皮是指帶鋼在軋制過程中表面氧化鐵皮脫落，熾熱的金屬表面與水和空氣接觸，會(huì)生成新的氧化鐵皮呈現(xiàn)分散的鹽狀。三次氧化鐵皮是指鋼材在精軋機(jī)內(nèi)由于軋輥磨損和軋輥氧化膜剝落形成的氧化鐵皮，氧化鐵皮呈黑褐色、小舟狀，細(xì)小、散沙狀地分布在缺陷帶鋼表面[1]。氧化鐵皮（特別是一次氧化鐵皮和二次氧化鐵皮）如不及時(shí)清除，不僅會(huì)使鋼材表面的氧化鐵皮在軋制過程壓入鋼材中，使鋼材表面質(zhì)量降低，還會(huì)加速軋輥的磨損。而去除一次氧化鐵皮和二次氧化鐵皮最有效的手段就是利用高壓水將其除去，又稱為高壓水除鱗。

2 技術(shù)發(fā)展及研究情況

隨著機(jī)械制造水平的提高及新材料的運(yùn)用，高壓水除鱗系統(tǒng)壓力可從10～20MPa提高到40MPa，清洗用高壓水射流技術(shù)已發(fā)展至400MPa。長期以來，應(yīng)用于鋼廠的高壓水除鱗一般為“中（小）流量的高壓泵+水氣蓄能器+高壓空壓機(jī)+最低液位控制閥+循環(huán)閥+除鱗閥”，稱之為“泵+蓄能器”系統(tǒng)，由于其流量小，系統(tǒng)復(fù)雜，一次性投資大，現(xiàn)已向“高壓大流量離心泵+除鱗閥+卸荷閥”和“高壓大流量離心泵+除鱗閥+卸荷閥+變頻器”發(fā)展。

影響高壓水除鱗效果的因素有很多，大到高壓泵、除鱗箱的設(shè)計(jì)，小到噴嘴個(gè)數(shù)位置的布置，所以高壓水除鱗的技術(shù)領(lǐng)域非常廣。高壓水除鱗主要有整體式除鱗、分體式除鱗、旋轉(zhuǎn)除鱗和模料水除鱗等幾種方式，較早的軋制生產(chǎn)線中運(yùn)用較多的是整體式除鱗和分體式除鱗技術(shù)，隨著控制技術(shù)和機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)的提高，目前發(fā)展較快的是旋轉(zhuǎn)除鱗和模料水除鱗技術(shù)。赫梅蒂克水力公司[2]結(jié)合旋轉(zhuǎn)除鱗的特點(diǎn)，開發(fā)了用于熱軋件除鱗的液力設(shè)備，此設(shè)備可實(shí)現(xiàn)在軋件的整個(gè)寬度上除鱗。寶山鋼鐵股份有限公司[3]結(jié)合自身產(chǎn)品和軋制生產(chǎn)線特點(diǎn)，開發(fā)了一種磨料射流工藝，專利申請?zhí)枮镃N201310039549，發(fā)明名稱為“一種混合射流清洗的工藝及工藝布置”的發(fā)明專利申請對其作了詳細(xì)介紹。

3 高壓水除鱗技術(shù)總體分析

本文主要在CNABS、VEN數(shù)據(jù)庫中針對相關(guān)分類號(hào)并結(jié)合高壓水和除鱗等關(guān)鍵詞，對相關(guān)專利進(jìn)行了檢索和分析。

從圖1可以看出，高壓水除鱗技術(shù)領(lǐng)域在中國的申請量大體經(jīng)歷了四個(gè)階段：起步階段：2000年及2000年之前在中國的申請量很少，僅為3件；緩慢發(fā)展階段：2001年-2005年，國內(nèi)外企業(yè)一共在中國申請了專利18件，其中國內(nèi)申請12件，PCT申請6件，這說明高壓水除鱗技術(shù)開始得到國內(nèi)外企業(yè)的重視；快速發(fā)展階段：2006年-2010年，國內(nèi)外企業(yè)一共在中國申請了專利70件，相比于2000年-2005年專利申請量增長了近3倍。其中國內(nèi)申請70件，PCT申請0件，這說明高壓水除鱗技術(shù)得到了國內(nèi)企業(yè)的高度重視，同時(shí)對產(chǎn)品表面質(zhì)量的高要求也迫使企業(yè)在高壓水除鱗技術(shù)領(lǐng)域投入更多的研究資源；穩(wěn)定發(fā)展階段：2010年-2015年2月，國內(nèi)外企業(yè)一共在中國申請了專利107件，其中國內(nèi)申請107件，PCT申請0件。高壓水除鱗技術(shù)越來越受到企業(yè)的重視，進(jìn)入了穩(wěn)定發(fā)展階段。

國外申請量變化在一定程度上反映了高壓水除鱗技術(shù)的技術(shù)變遷，1966年-1985年間，高壓水除鱗技術(shù)專利申請量保持了高速增長，而這時(shí)也正是日韓鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展時(shí)期，對申請量的貢獻(xiàn)非常大。1986年-1990年，申請量有所下降，1991年-1995年專利申請量達(dá)到最大值。而從1996年至今，國外專利申請量呈不斷下降趨勢。而2006年至今，國外向中國申請的PCT數(shù)量為0件，這是因?yàn)橛捎阡撹F產(chǎn)業(yè)污染大、產(chǎn)值低，發(fā)達(dá)國家的鋼鐵生產(chǎn)量不斷縮減，且鋼鐵產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。

將國內(nèi)與國外申請量變化進(jìn)行對比，從專利申請量進(jìn)行分析，在21世紀(jì)以前，在高壓水除鱗技術(shù)領(lǐng)域，國外企業(yè)占據(jù)了技術(shù)的制高點(diǎn)，而國內(nèi)企業(yè)鮮有涉及。而21世紀(jì)后，國內(nèi)企業(yè)專利申請量增長量迅速，而國外企業(yè)由于產(chǎn)業(yè)調(diào)整，專利申請量逐漸下降。當(dāng)然在專利申請總量方面，國內(nèi)企業(yè)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不過國外企業(yè)。由于日本在高壓水除鱗技術(shù)方面研究較多，申請量占據(jù)了絕對優(yōu)勢，說明對高壓水除鱗技術(shù)非常重視。

而2006年至今，PCT申請為0件，這是因?yàn)橛捎阡撹F產(chǎn)業(yè)污染大、產(chǎn)值低，發(fā)達(dá)國家的鋼鐵生產(chǎn)量不斷縮減，且鋼鐵產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，而中國鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，我國企業(yè)應(yīng)該抓住機(jī)遇，不斷提高技術(shù)開發(fā)能力，使中國加速從鋼鐵大國向鋼鐵強(qiáng)國邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫薊泉，張帆.帶鋼表面氧化缺陷的產(chǎn)生與預(yù)防[J].鞍鋼技術(shù)，2013（02）：1-5，41.

[2]赫梅蒂克水力公司.一種用于熱軋件除鱗的液力設(shè)備，CN1925934A [P].20070307.

[3]寶山鋼鐵股份有限公司.一種混合射流清洗的工藝及工藝布置， CN103071687A[P].20130501.