薄板帶鋼軋制專利技術(shù)發(fā)展綜述

王紅玲 張建偉 陳香偉 穆天嘯 王曉群

薄板帶鋼軋制專利技術(shù)發(fā)展綜述

王紅玲1張建偉2陳香偉1穆天嘯1王曉群1

（1國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州，450001 2鄭州科技學(xué)院，河南鄭州，450064）

本文通過對國內(nèi)外薄板鋼帶軋制專利技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行梳理，有利于相關(guān)領(lǐng)域的專利審查員進(jìn)一步了解薄板鋼帶專利技術(shù)，提高針對薄板鋼帶專利申請的審查質(zhì)量，并為相關(guān)薄板鋼帶生產(chǎn)企業(yè)提供技術(shù)參考。

薄板帶鋼；軋制；專利

1 前言

薄板帶鋼廣泛用于生產(chǎn)焊接鋼管，作為冷彎型鋼的坯料，制造自行車車架、鋸條和刀片等。寬帶連軋機(jī)的投資大、建廠慢，受到資料和需要等條件的限制，主要在大型鋼鐵企業(yè)得到應(yīng)用。而隨著發(fā)展中國家的興起，中小型企業(yè)板帶鋼生產(chǎn)的方法日益得到重視和發(fā)展。下面將通過對國內(nèi)和國外薄板鋼帶專利技術(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，歸納薄板鋼帶生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展概況與最新動態(tài)。

2 技術(shù)演進(jìn)與發(fā)展

2.1 技術(shù)演進(jìn)

疊軋薄板是最古老的熱軋薄板生產(chǎn)方式。有關(guān)疊軋薄板最早的專利記載出現(xiàn)在20世紀(jì)初，例如：US691565、GB205362等。它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，投資少，生產(chǎn)靈活性大，能生產(chǎn)厚度規(guī)格范圍較小的薄板。疊軋鋼板的缺點(diǎn)是產(chǎn)量、質(zhì)量與成材率均很低，且勞動強(qiáng)度大，產(chǎn)品成本高。

由于疊軋存在的一系列問題，1949年能夠?qū)宀能堉瞥删淼臓t卷軋機(jī)正式用于工業(yè)生產(chǎn)，該軋機(jī)軋制薄板時(shí)由于薄板溫降快，采用一邊加熱保溫一邊軋制的方法。這種軋機(jī)優(yōu)點(diǎn)是在軋制過程中可大大減少鋼板溫度的降低，因而可用較靈活的工藝道次和較少的設(shè)備投資，更適合中小型企業(yè)應(yīng)用。但是該軋機(jī)缺點(diǎn)是：二次鐵皮多，表面質(zhì)量差；各項(xiàng)能源消耗高。1980年之后該軋制技術(shù)日本得到了進(jìn)一步地發(fā)展，出現(xiàn)了JPS59202110 A、JPS59191503 A等大量新的專利技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)控制彎輥等對爐卷軋機(jī)進(jìn)行改造，使?fàn)t卷軋機(jī)得到了空前的發(fā)展。日本專利JPH0428410 A針對表面質(zhì)量差這一問題，在軋機(jī)上增加除鱗機(jī)構(gòu)，取得較好的效果。

圖1 SU127635 A1

20世紀(jì)50年代，開始出現(xiàn)行星軋機(jī)，相關(guān)專利申請量也增多，例如SU127635 A1、FR1551915 A等。行星軋機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）每個(gè)工作輥的壓下量都很小，軋制壓力大大減小，但總的壓下率可以很大；（2）由于變形率很大，使軋件在軋制的過程中反而溫度升高，從根本上解決了成卷軋制帶鋼時(shí)的降溫問題，降低了消耗；（3）在生產(chǎn)規(guī)模上適合中小型企業(yè)生產(chǎn)需要。

行星軋機(jī)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，使其制造、使用、調(diào)整和維修都較難，事故較多，作業(yè)率不高，1961年公開的美國專利US3013451 A將行星軋機(jī)改進(jìn)為單行星軋機(jī)，使行星軋機(jī)的結(jié)構(gòu)得到簡化。

行星軋機(jī)解決了爐卷軋機(jī)能耗大的問題，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，仍不能很好地滿足市場需要。在20世紀(jì)90年代，德國SMS公司開發(fā)出連鑄連軋技術(shù)（CSP），該技術(shù)把液態(tài)鋼倒入連鑄機(jī)中軋制出鋼坯，然后不經(jīng)冷卻，在均熱爐中保溫后直接進(jìn)入熱連軋機(jī)組中軋制成型。該軋制生產(chǎn)線具有節(jié)約能源、簡單實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，是中小型企業(yè)較為理想的高性價(jià)比實(shí)用技術(shù)。但是出連鑄機(jī)的薄板坯厚度一般在50mm以上。因而，從連鑄連軋工藝要求，出連鑄機(jī)的薄板坯厚度應(yīng)繼續(xù)減小，這樣一出連鑄機(jī)便可進(jìn)行熱卷取，然后成卷保溫輸送至精軋機(jī)組軋制成材。

由于SMS公司開發(fā)的CSP技術(shù)存在出連鑄機(jī)的板坯過厚的問題，德國MDH公司開發(fā)出了薄板坯連續(xù)鑄軋技術(shù)(ISP)，該技術(shù)的主要特點(diǎn)是采用直弧式結(jié)晶器，鑄出的連鑄坯經(jīng)結(jié)晶器出口的液芯輕壓下及固相鑄軋機(jī)作用迅速減薄，卷取后送入加熱爐加熱。此后，關(guān)于薄板的連鑄連軋工藝迅猛發(fā)展，我國鞍鋼、寶鋼等企業(yè)（CN1439464 A、CN1483521 A等）在ISP工藝的基礎(chǔ)上對結(jié)晶器、控制系統(tǒng)等進(jìn)行改進(jìn)開發(fā)了中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，河北鋼鐵（CN103878178、CN104259204A等）也開發(fā)出了薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。

2.2 發(fā)展脈絡(luò)梳理

3國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

圖2 DE19520832 A1

近幾年，隨著鋼鐵行情的持續(xù)走低，鋼鐵行業(yè)利潤微薄，迫使國內(nèi)鋼鐵企業(yè)不得不探討降本之道，生產(chǎn)技術(shù)向著降低成本、節(jié)能減排方向發(fā)展。越來越多的企業(yè)開始關(guān)注在軋鋼工藝技術(shù)上的改進(jìn)。在以熱代冷（例如103920739A）、乳化液濃度（例如CN104607465A）、軋制制度（例如CN104438326A）、成分設(shè)計(jì)（例如CN104264062A）等方面出現(xiàn)越來越多的專利技術(shù)。

[1]楊固川，向健康，鐘小兵等.國產(chǎn)950mm中寬帶熱連軋機(jī)設(shè)備技術(shù)[J].冶金設(shè)備，2003（12），27-30.

[2]錢振倫.我國寬帶鋼熱連軋機(jī)的最新發(fā)展及其評析(二) [J].軋鋼，2007（2），32-34.

[3]齊克敏,丁樺.材料成形工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版

社，2006：445.

Technology summary of thin strip rolling from patent information

Wang Hongling1，Zhang Jianwei2，Chen Xiangwei1，Mu Tianxiao1，Wang Xiaoqun1
（1Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office, State Intellectual Property Office,Zhengzhou 450001，Henan，China 2 Zhengzhou University of Science and Technology,Zhengzhou Henan 450064,China）

In this paper,the fundamental development sequence of thin strip rolling technology of home and abroad is sorted out in perspect of patent analysis，in order to guide patent examiners to further understand the pat?ented technology of thin strip and improve the quality of patent examination,and also provide technical references for the relevant sheet steel manufacture enterprises.

thin strip;rolling;patent

TG333

A

1003-5168(2017)05-0056-02

2017-4-20

王紅玲（1989-），女，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：材料成型領(lǐng)域的實(shí)質(zhì)審查；張建偉（1989-），男，碩士，助教，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)（等同于第一作者）。