從專利技術(shù)角度分析軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)發(fā)展

陳湘輝

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163）

從專利技術(shù)角度分析軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)發(fā)展

陳湘輝

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163）

軋輥是軋機(jī)的主要部件，軋機(jī)工作時會導(dǎo)致軋輥溫度升高，不利于金屬軋制，對軋輥進(jìn)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(zhì)量。本文通過cnabs數(shù)據(jù)庫、ven數(shù)據(jù)庫、dwpi數(shù)據(jù)庫和sipoabs數(shù)據(jù)庫中檢索到的文獻(xiàn)對軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域的專利申請進(jìn)行了分析，闡述了國內(nèi)外軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域的專利申請趨勢、專利申請國家分布，并根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，將軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)劃分為軋輥內(nèi)部液體冷卻、軋輥內(nèi)部氣體冷卻和軋輥內(nèi)部其他冷卻等3方面進(jìn)行技術(shù)發(fā)展路線研究。

軋輥；冷卻；內(nèi)部冷卻

0.前言

軋輥是軋機(jī)的主要部件，利用一對或一組軋輥滾動時產(chǎn)生的壓力來軋碾金屬使金屬產(chǎn)生塑性變形。裝有軋輥的軋機(jī)在工作時，會引起軋輥發(fā)熱，進(jìn)而使被軋制金屬溫度升高，導(dǎo)致軋輥輥面產(chǎn)生龜裂，并使輥型被破壞，影響被軋制金屬的質(zhì)量。目前，軋機(jī)中通常會設(shè)置軋輥冷卻裝置。軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)通常是在軋輥內(nèi)部設(shè)置冷卻通道，通過冷卻介質(zhì)在冷卻通道中流動以達(dá)到對軋輥冷卻的目的。

為了研究軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)的發(fā)展情況，通過IC分類號B27B27/08、B21B27/06和/或關(guān)鍵詞“冷”、“軋輥”、“內(nèi)部”、“里”在cnabs數(shù)據(jù)庫檢索，再將數(shù)據(jù)從cnabs數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入cprsabs數(shù)據(jù)庫，從cprsabs數(shù)據(jù)庫中將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，文獻(xiàn)量為60篇；通過IC分類號B27B27/08、B21B27/06、CPC分類號B21B2027/083和/或關(guān)鍵詞“roll+”、“cool+”、“inner+”、“interior+”、“insid+”、“internal+”在ven數(shù)據(jù)庫、dwpi數(shù)據(jù)庫和sipoabs數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了檢索，將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，手工去除同族，文獻(xiàn)量為107篇。并對該領(lǐng)域的中國專利申請數(shù)據(jù)和全球?qū)＠暾垟?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域?qū)＠暾堏厔莘治?/h2>

1.1 軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域中國歷年專利申請量

中國是從1993年開始申請關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)的專利，但是1994年到2000年之間的專利申請量都為零，軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)研究沒有實質(zhì)性進(jìn)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(dá)到高峰，申請了9件，因為這期間中國的鋼鐵行業(yè)發(fā)展迅速，而軋輥是軋鋼設(shè)備的重要組成部分，因而對軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)研究較多。即中國關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)的專利申請是從1993年萌芽，隨后進(jìn)入了沉寂期，2001年到2002年為初步發(fā)展階段，從2004年開始進(jìn)入快速發(fā)展階段。

1.2 軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域國外歷年專利申請量

國外關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)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(fā)展期，1960年到1990年之間為快速發(fā)展期，從1990年至今，又進(jìn)入了緩慢發(fā)展期，說明軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)日趨成熟。

1.3 軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域?qū)＠暾垏曳植?/p>

關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)，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(lián)。

雖然中國關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)的專利申請開始較晚，但是專利申請數(shù)量卻最多，說明中國的軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)發(fā)展較快，且認(rèn)識到專利的重要性。

2.軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)發(fā)展路線

根據(jù)第2節(jié)的介紹可知，軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)從1928年開始萌芽，下面根據(jù)在cnabs數(shù)據(jù)庫、ven數(shù)據(jù)庫、dwpi數(shù)據(jù)庫和sipoabs數(shù)據(jù)庫中檢索到的文獻(xiàn)樣本，介紹下軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域的專利技術(shù)發(fā)展。

如圖1所示，根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，將軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)劃分為三方面進(jìn)行技術(shù)發(fā)展路線研究，分別是：軋輥內(nèi)部液體冷卻、軋輥內(nèi)部氣體冷卻和軋輥內(nèi)部其他冷卻。軋輥內(nèi)部液體冷卻即采用液體冷卻介質(zhì)對軋輥內(nèi)部進(jìn)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(jìn)的熱軋機(jī)內(nèi)部冷卻（申請?zhí)枺篏B454128）。軋輥內(nèi)部氣體冷卻即采用氣體冷卻介質(zhì)對軋輥內(nèi)部進(jìn)行冷卻，此項技術(shù)晚于采用液體冷卻介質(zhì)，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?zhí)枺篠E577766）。軋輥內(nèi)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?zhí)枺篔P3228575）為代表，其軋輥芯部是空腔結(jié)構(gòu)，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(fā)對軋輥內(nèi)表面冷卻，隨后通過另一根冷卻管道收集蒸發(fā)的冷卻劑，形成冷卻循環(huán)。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?zhí)枺篋D25521983）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(jìn)行冷卻，其在軋輥芯部設(shè)置空腔，軋輥一端設(shè)置冷卻水入口和出口，冷卻水可以自由地從軋輥內(nèi)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(nèi)部的冷卻水界面高度保持不變，冷卻氣體可以是空氣。

結(jié)語

通過以上分析可以看出，國外在軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)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(guān)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(fā)展期，而國外已從快速發(fā)展期轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛l(fā)展期，說明中國的軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)仍然在不斷地發(fā)展中，而國外的軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)日趨成熟。

［1］李穎.軋輥表面冷卻技術(shù)綜述［J］.現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2015（4）：79-80.

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