薄板带钢轧制专利技术发展综述

王红玲 张建伟 陈香伟 穆天啸 王晓群

薄板带钢轧制专利技术发展综述

王红玲1张建伟2陈香伟1穆天啸1王晓群1

（1国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州，450001 2郑州科技学院，河南郑州，450064）

本文通过对国内外薄板钢带轧制专利技术的发展脉络进行梳理，有利于相关领域的专利审查员进一步了解薄板钢带专利技术，提高针对薄板钢带专利申请的审查质量，并为相关薄板钢带生产企业提供技术参考。

薄板带钢；轧制；专利

1 前言

薄板带钢广泛用于生产焊接钢管，作为冷弯型钢的坯料，制造自行车车架、锯条和刀片等。宽带连轧机的投资大、建厂慢，受到资料和需要等条件的限制，主要在大型钢铁企业得到应用。而随着发展中国家的兴起，中小型企业板带钢生产的方法日益得到重视和发展。下面将通过对国内和国外薄板钢带专利技术的统计分析，归纳薄板钢带生产技术的发展概况与最新动态。

2 技术演进与发展

2.1 技术演进

叠轧薄板是最古老的热轧薄板生产方式。有关叠轧薄板最早的专利记载出现在20世纪初，例如：US691565、GB205362等。它的优点是设备简单，投资少，生产灵活性大，能生产厚度规格范围较小的薄板。叠轧钢板的缺点是产量、质量与成材率均很低，且劳动强度大，产品成本高。

由于叠轧存在的一系列问题，1949年能够将板材轧制成卷的炉卷轧机正式用于工业生产，该轧机轧制薄板时由于薄板温降快，采用一边加热保温一边轧制的方法。这种轧机优点是在轧制过程中可大大减少钢板温度的降低，因而可用较灵活的工艺道次和较少的设备投资，更适合中小型企业应用。但是该轧机缺点是：二次铁皮多，表面质量差；各项能源消耗高。1980年之后该轧制技术日本得到了进一步地发展，出现了JPS59202110 A、JPS59191503 A等大量新的专利技术，通过计算机控制弯辊等对炉卷轧机进行改造，使炉卷轧机得到了空前的发展。日本专利JPH0428410 A针对表面质量差这一问题，在轧机上增加除鳞机构，取得较好的效果。

图1 SU127635 A1

20世纪50年代，开始出现行星轧机，相关专利申请量也增多，例如SU127635 A1、FR1551915 A等。行星轧机的主要优点是：（1）每个工作辊的压下量都很小，轧制压力大大减小，但总的压下率可以很大；（2）由于变形率很大，使轧件在轧制的过程中反而温度升高，从根本上解决了成卷轧制带钢时的降温问题，降低了消耗；（3）在生产规模上适合中小型企业生产需要。

行星轧机虽然具有很多优点，但其结构过于复杂，使其制造、使用、调整和维修都较难，事故较多，作业率不高，1961年公开的美国专利US3013451 A将行星轧机改进为单行星轧机，使行星轧机的结构得到简化。

行星轧机解决了炉卷轧机能耗大的问题，但其结构复杂，仍不能很好地满足市场需要。在20世纪90年代，德国SMS公司开发出连铸连轧技术（CSP），该技术把液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯，然后不经冷却，在均热炉中保温后直接进入热连轧机组中轧制成型。该轧制生产线具有节约能源、简单实用等优点，是中小型企业较为理想的高性价比实用技术。但是出连铸机的薄板坯厚度一般在50mm以上。因而，从连铸连轧工艺要求，出连铸机的薄板坯厚度应继续减小，这样一出连铸机便可进行热卷取，然后成卷保温输送至精轧机组轧制成材。

由于SMS公司开发的CSP技术存在出连铸机的板坯过厚的问题，德国MDH公司开发出了薄板坯连续铸轧技术(ISP)，该技术的主要特点是采用直弧式结晶器，铸出的连铸坯经结晶器出口的液芯轻压下及固相铸轧机作用迅速减薄，卷取后送入加热炉加热。此后，关于薄板的连铸连轧工艺迅猛发展，我国鞍钢、宝钢等企业（CN1439464 A、CN1483521 A等）在ISP工艺的基础上对结晶器、控制系统等进行改进开发了中薄板坯连铸连轧生产线，河北钢铁（CN103878178、CN104259204A等）也开发出了薄板坯连铸连轧生产线。

2.2 发展脉络梳理

3国内发展现状及趋势

图2 DE19520832 A1

近几年，随着钢铁行情的持续走低，钢铁行业利润微薄，迫使国内钢铁企业不得不探讨降本之道，生产技术向着降低成本、节能减排方向发展。越来越多的企业开始关注在轧钢工艺技术上的改进。在以热代冷（例如103920739A）、乳化液浓度（例如CN104607465A）、轧制制度（例如CN104438326A）、成分设计（例如CN104264062A）等方面出现越来越多的专利技术。

[1]杨固川，向健康，钟小兵等.国产950mm中宽带热连轧机设备技术[J].冶金设备，2003（12），27-30.

[2]钱振伦.我国宽带钢热连轧机的最新发展及其评析(二) [J].轧钢，2007（2），32-34.

[3]齐克敏,丁桦.材料成形工艺学[M].北京：冶金工业出版

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

王红玲（1989-），女，硕士，研究实习员，研究方向：材料成型领域的实质审查；张建伟（1989-），男，硕士，助教，研究方向：机械设计（等同于第一作者）。