陳湘輝

（國(guó)家知識(shí)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(guó)家知識(shí)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(shí)會(huì)導(dǎo)致軋輥溫度升高，不利于金屬軋制，對(duì)軋輥進(jìn)行良好的冷卻可以減少軋輥的磨損，延長(zhǎng)使用壽命，提高被軋制金屬的質(zhì)量。本文通過(guò)cnabs數(shù)據(jù)庫(kù)、ven數(shù)據(jù)庫(kù)、dwpi數(shù)據(jù)庫(kù)和sipoabs數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到的文獻(xiàn)對(duì)軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域的專利申請(qǐng)進(jìn)行了分析，闡述了國(guó)內(nèi)外軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域的專利申請(qǐng)趨勢(shì)、專利申請(qǐng)國(guó)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(duì)或一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)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(shí)，會(huì)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(huì)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(guò)冷卻介質(zhì)在冷卻通道中流動(dòng)以達(dá)到對(duì)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(guò)IC分類號(hào)B27B27/08、B21B27/06和/或關(guān)鍵詞“冷”、“軋輥”、“內(nèi)部”、“里”在cnabs數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，再將數(shù)據(jù)從cnabs數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入cprsabs數(shù)據(jù)庫(kù)，從cprsabs數(shù)據(jù)庫(kù)中將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，文獻(xiàn)量為60篇；通過(guò)IC分類號(hào)B27B27/08、B21B27/06、CPC分類號(hào)B21B2027/083和/或關(guān)鍵詞“roll+”、“cool+”、“inner+”、“interior+”、“insid+”、“internal+”在ven數(shù)據(jù)庫(kù)、dwpi數(shù)據(jù)庫(kù)和sipoabs數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)該領(lǐng)域的中國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)和全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)分析

1.1 軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域中國(guó)歷年專利申請(qǐng)量

中國(guó)是從1993年開始申請(qǐng)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(qǐng)量都為零，軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)研究沒(méi)有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，2000年和2001年各申請(qǐng)了兩件，2002年和2003年的專利申請(qǐng)量均為零，從2004年開始，專利申請(qǐng)量開始增多，并在2013年時(shí)達(dá)到高峰，申請(qǐng)了9件，因?yàn)檫@期間中國(guó)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(duì)軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)研究較多。即中國(guó)關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)的專利申請(qǐng)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(guó)外歷年專利申請(qǐng)量

國(guó)外關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)的專利申請(qǐng)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(shuō)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?qǐng)國(guó)家分布

關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)，申請(qǐng)量排名靠前的國(guó)家分別是：（1）中國(guó)；（2）日本；（3）德國(guó)；（4）韓國(guó)；（5）英國(guó)；（6）美國(guó)和前蘇聯(lián)。

雖然中國(guó)關(guān)于軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)的專利申請(qǐng)開始較晚，但是專利申請(qǐng)數(shù)量卻最多，說(shuō)明中國(guó)的軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)發(fā)展較快，且認(rèn)識(shí)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(kù)、ven數(shù)據(jù)庫(kù)、dwpi數(shù)據(jù)庫(kù)和sipoabs數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)軋輥內(nèi)部進(jìn)行冷卻，最早于1928年提出，來(lái)自英國(guó)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(qǐng)?zhí)枺篏B454128）。軋輥內(nèi)部氣體冷卻即采用氣體冷卻介質(zhì)對(duì)軋輥內(nèi)部進(jìn)行冷卻，此項(xiàng)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(qǐng)了一種加熱或冷卻軋輥（申請(qǐng)?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(qǐng)的一種金屬軋制單元冷卻（申請(qǐng)?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(guò)其中一根冷卻管道向軋輥芯部空腔注入冷卻劑，通過(guò)冷卻劑蒸發(fā)對(duì)軋輥內(nèi)表面冷卻，隨后通過(guò)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(qǐng)的一種中空軋輥冷卻方法（申請(qǐng)?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(yǔ)

通過(guò)以上分析可以看出，國(guó)外在軋輥內(nèi)部冷卻領(lǐng)域的專利申請(qǐng)開始較早，中國(guó)的專利申請(qǐng)起步較晚，這與中國(guó)專利制度實(shí)施晚于國(guó)外有著密切的關(guān)系，但是中國(guó)的專利申請(qǐng)總量高于其他國(guó)家，目前仍處于快速發(fā)展期，而國(guó)外已從快速發(fā)展期轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛l(fā)展期，說(shuō)明中國(guó)的軋輥內(nèi)部冷卻技術(shù)仍然在不斷地發(fā)展中，而國(guó)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.

TG335

A