胡鈺琦

【摘 要】高爐煉鐵時鐵礦石和焦炭中的硫元素會進(jìn)入鐵水中，而硫又是鋼鐵中的有害雜質(zhì)，無論是對于板材、管線材還是棒材，均會對其在鑄造或軋制時產(chǎn)生不利影響，因此在轉(zhuǎn)爐煉鋼之前必須將鐵水中硫最大限度脫去[1-2]。本文統(tǒng)計了自1990-2018年以來鐵水脫硫的專利情況，統(tǒng)計的數(shù)據(jù)庫為CNABS中的專利文獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】鐵水;脫硫;煉鐵;煉鋼;專利

中圖分類號： TF704.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）18-0019-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.009

Current Status of Hot Metal Desulfurization Patent

HU Yu-qi

（Patent Examination Cooperation Hubei Center of the Patent Office，CNIPA，Wuhan Hubei 430000，China）

【Abstract】In the blast furnace iron making， sulfur in iron ore and coke will enter the hot metal，and sulfur is a harmful impurity in steel.Whether it is for sheet metal，pipeline or bar，it has an adverse effect when cast or rolled. The sulfur in the hot metal must be removed to the maximum before the converter steelmaking.This paper counts the patent status of hot metal desulphurization since 1990-2018，and the statistical database is the patent literature in CNABS.

【Key words】Hot metal;Desulfurization;Iron making;Steelmaking;Patent

1 數(shù)據(jù)庫的使用及檢索策略

為了更好地了解鐵水脫硫相關(guān)技術(shù)專利申請情況，筆者根據(jù)各數(shù)據(jù)庫收集的文獻(xiàn)量及其分布特點(diǎn)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了選擇，選用了CNABS數(shù)據(jù)庫。

CNABS數(shù)據(jù)庫收錄了1985年至今全部的發(fā)明、實(shí)用新型、外觀設(shè)計等中國專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源為自主加工，內(nèi)容覆蓋全面，中文內(nèi)容和英文相關(guān)信息并存，具有豐富的附加信息和檢索字段，是首選的中文專利文摘數(shù)據(jù)庫，因而此庫非常便于檢索和后續(xù)的技術(shù)分析。

考慮到本文分析課題“鐵水預(yù)處理脫硫”的特點(diǎn)，該領(lǐng)域的分類號除了比較準(zhǔn)的C21C1/02及C21C7/04以外，還分在了C22C33，C22C28以及C21B，B21D等位置，因而在上面數(shù)據(jù)庫中采用以分類號和關(guān)鍵詞相結(jié)合的方式進(jìn)行檢索，以期望檢索的更加全面和高效[3]。

2 鐵水脫硫技術(shù)統(tǒng)計

由于在鋼鐵生產(chǎn)過程中，很多工序中都可以進(jìn)行脫硫，企業(yè)在進(jìn)行鋼鐵生產(chǎn)時，可以根據(jù)不同的生產(chǎn)條件選擇不同的脫硫時機(jī)，針對脫硫技術(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)如圖1所示。

由于鋼鐵生產(chǎn)方面的文獻(xiàn)量非常龐大，實(shí)質(zhì)上在鋼鐵生產(chǎn)的工序中，均需要進(jìn)行脫硫以提高鋼鐵的品質(zhì)?，F(xiàn)僅以限定了脫硫方式的一些專利文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計，在全部的1571篇文獻(xiàn)中，鐵水預(yù)處理脫硫與精煉脫硫兩種脫硫工序為目前專利申請中的“主力軍”，分別占全部申請的40.6%和41.6%，而對于剩余的脫硫方法，比如高爐脫硫、轉(zhuǎn)爐過程中的脫硫等其他脫硫方法僅占17.8%?？梢姡F水預(yù)處理脫硫在整個鋼鐵冶金的工藝流程中占有非常重要的作用，因為其可以優(yōu)化鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，減輕高爐和轉(zhuǎn)爐的冶煉負(fù)荷，提高鋼材質(zhì)量，擴(kuò)大生產(chǎn)品種等等。

3 鐵水預(yù)處理脫硫的技術(shù)改進(jìn)

下面針對于具體的技術(shù)改進(jìn)方向進(jìn)行分析。

在鋼鐵生產(chǎn)中，對鐵水預(yù)脫硫的改進(jìn)思路普遍集中于脫硫劑的使用上。對脫硫劑的技術(shù)改進(jìn)占比81%，而對于具體工藝流程的改進(jìn)則較少，僅占比19%（如圖2所示），其中可能的原因在于，生產(chǎn)工序經(jīng)過幾十年的發(fā)展與演變，已經(jīng)比較成熟，并且對于某些工藝流程的改變就意味著需要消耗大量的資金，而相比之下，脫硫劑的研發(fā)其成本消耗較少，因而，很多企業(yè)將重點(diǎn)放在脫硫劑的使用上。

如今在鐵水預(yù)處理過程中普遍使用的方法就是KR攪拌法和噴吹法。而脫硫設(shè)備方面的改進(jìn)也是為這兩類主流方法所服務(wù)的，KR攪拌法中主要涉及對攪拌裝置的改進(jìn)，噴吹法中主要涉及對噴槍結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，如圖3所示。

對噴槍進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)占比為52%，對機(jī)械攪拌裝置特別是攪拌頭的改進(jìn)的技術(shù)占比為28%，其他的技術(shù)改進(jìn)占比為20%。在其他的技術(shù)改進(jìn)中，主要包括整體結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、流態(tài)化裝置、液面檢測系統(tǒng)、上料倒料裝置、節(jié)約脫硫劑裝置、煙氣收集倉等改進(jìn)。但相比之下，對于噴槍以及攪拌裝置的改進(jìn)是發(fā)明者關(guān)注的重點(diǎn)。

4 重要申請人

在同一個領(lǐng)域內(nèi)，研究一項技術(shù)的發(fā)展，重要申請人十分關(guān)鍵，因為它是一個行業(yè)的標(biāo)志，往往能夠?qū)τ谌袠I(yè)整體技術(shù)的革新有風(fēng)向標(biāo)的作用。重要申請人的分布如表2、圖4所示。

從圖4和表1可以看出，排名前10的企業(yè)分別來自湖北、河南、北京、四川、遼寧、內(nèi)蒙古，這些省份都是我國鋼鐵生產(chǎn)大省，排名第一的企業(yè)專利申請量比排名第二的企業(yè)多出近2倍，并且占全部前十位企業(yè)專利申請量的近1/3，足以顯示出該企業(yè)的龍頭地位。該企業(yè)也與行業(yè)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顟B(tài)相符，我國武鋼早在1979年就從日本引進(jìn)了第一套KR機(jī)械攪拌裝置CaC2鐵水脫硫技術(shù)裝置，可見其起步比較早，積累了豐富的操作經(jīng)驗，也對其進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

從目前的專利申請數(shù)據(jù)來看，雖然我國近幾年來鐵水預(yù)處理脫硫技術(shù)已經(jīng)取得了較快的發(fā)展，且相關(guān)專利數(shù)量也十分可觀，但是未來很長一段時間，鐵水脫硫仍是我們改進(jìn)的重點(diǎn)，鋼中的硫含量的控制能力也決定了我們國家鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，鋼鐵品種的多少，如何在降低成本的前提下制得優(yōu)秀的鋼材，也是擺在我國國人面前的巨大難題。在未來的研發(fā)中，更加深入的研究鐵水預(yù)處理脫硫這項技術(shù)，從更深層次揭示影響硫含量的因素，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出性能更為優(yōu)異的鋼種將成為研究熱點(diǎn)。國內(nèi)企業(yè)可以著重關(guān)注相關(guān)方向，加大研發(fā)力度，從質(zhì)量突破，提升企業(yè)競爭力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐大銓.鐵水爐外預(yù)處理[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1988：1-3.

[2]張榮生.鋼鐵生產(chǎn)中的脫硫[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1986：4.

[3]田力普.發(fā)明專利審查基礎(chǔ)教程·檢索分冊[M].北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2012：81-86.