高壓水除鱗專利技術綜述

摘 要：隨著我國鋼鐵工業的發展，同時伴隨著鋼鐵產能嚴重過剩，市場競爭日趨激烈，對鋼材表面質量的要求越來越高。鋼材除鱗技術直接關系到產品質量的好壞和成本的高低，是鋼材生產的核心工藝技術。本文主要介紹了高壓水除鱗技術的起源及演進路線，從專利申請方面分析了高壓水除鱗技術在國內外的發展狀況，為國內企業提高高壓水除鱗技術提供參考。

關鍵詞：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、斑痕和帶狀條紋形式不規則地分布在帶鋼上。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，會生成新的氧化鐵皮呈現分散的鹽狀。三次氧化鐵皮是指鋼材在精軋機內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）如不及時清除，不僅會使鋼材表面的氧化鐵皮在軋制過程壓入鋼材中，使鋼材表面質量降低，還會加速軋輥的磨損。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 技術發展及研究情況

隨著機械制造水平的提高及新材料的運用，高壓水除鱗系統壓力可從10～20MPa提高到40MPa，清洗用高壓水射流技術已發展至400MPa。長期以來，應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+最低液位控制閥+循環閥+除鱗閥”，稱之為“泵+蓄能器”系統，由于其流量小，系統復雜，一次性投資大，現已向“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、除鱗箱的設計，小到噴嘴個數位置的布置，所以高壓水除鱗的技術領域非常廣。高壓水除鱗主要有整體式除鱗、分體式除鱗、旋轉除鱗和模料水除鱗等幾種方式，較早的軋制生產線中運用較多的是整體式除鱗和分體式除鱗技術，隨著控制技術和機械設備制造技術的提高，目前發展較快的是旋轉除鱗和模料水除鱗技術。赫梅蒂克水力公司[2]結合旋轉除鱗的特點，開發了用于熱軋件除鱗的液力設備，此設備可實現在軋件的整個寬度上除鱗。寶山鋼鐵股份有限公司[3]結合自身產品和軋制生產線特點，開發了一種磨料射流工藝，專利申請號為CN201310039549，發明名稱為“一種混合射流清洗的工藝及工藝布置”的發明專利申請對其作了詳細介紹。

3 高壓水除鱗技術總體分析

本文主要在CNABS、VEN數據庫中針對相關分類號并結合高壓水和除鱗等關鍵詞，對相關專利進行了檢索和分析。

從圖1可以看出，高壓水除鱗技術領域在中國的申請量大體經歷了四個階段：起步階段：2000年及2000年之前在中國的申請量很少，僅為3件；緩慢發展階段：2001年-2005年，國內外企業一共在中國申請了專利18件，其中國內申請12件，PCT申請6件，這說明高壓水除鱗技術開始得到國內外企業的重視；快速發展階段：2006年-2010年，國內外企業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。其中國內申請70件，PCT申請0件，這說明高壓水除鱗技術得到了國內企業的高度重視，同時對產品表面質量的高要求也迫使企業在高壓水除鱗技術領域投入更多的研究資源；穩定發展階段：2010年-2015年2月，國內外企業一共在中國申請了專利107件，其中國內申請107件，PCT申請0件。高壓水除鱗技術越來越受到企業的重視，進入了穩定發展階段。

國外申請量變化在一定程度上反映了高壓水除鱗技術的技術變遷，1966年-1985年間，高壓水除鱗技術專利申請量保持了高速增長，而這時也正是日韓鋼鐵工業的高速發展時期，對申請量的貢獻非常大。1986年-1990年，申請量有所下降，1991年-1995年專利申請量達到最大值。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數量為0件，這是因為由于鋼鐵產業污染大、產值低，發達國家的鋼鐵生產量不斷縮減，且鋼鐵產業向發展中國家轉移。

將國內與國外申請量變化進行對比，從專利申請量進行分析，在21世紀以前，在高壓水除鱗技術領域，國外企業占據了技術的制高點，而國內企業鮮有涉及。而21世紀后，國內企業專利申請量增長量迅速，而國外企業由于產業調整，專利申請量逐漸下降。當然在專利申請總量方面，國內企業還是遠遠比不過國外企業。由于日本在高壓水除鱗技術方面研究較多，申請量占據了絕對優勢，說明對高壓水除鱗技術非常重視。

而2006年至今，PCT申請為0件，這是因為由于鋼鐵產業污染大、產值低，發達國家的鋼鐵生產量不斷縮減，且鋼鐵產業向發展中國家轉移，而中國鋼鐵生產技術不斷提高，我國企業應該抓住機遇，不斷提高技術開發能力，使中國加速從鋼鐵大國向鋼鐵強國邁進。

參考文獻：

[1]孫薊泉，張帆.帶鋼表面氧化缺陷的產生與預防[J].鞍鋼技術，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.