铁水脱硫专利现状

胡钰琦

【摘 要】高炉炼铁时铁矿石和焦炭中的硫元素会进入铁水中，而硫又是钢铁中的有害杂质，无论是对于板材、管线材还是棒材，均会对其在铸造或轧制时产生不利影响，因此在转炉炼钢之前必须将铁水中硫最大限度脱去[1-2]。本文统计了自1990-2018年以来铁水脱硫的专利情况，统计的数据库为CNABS中的专利文献。

【关键词】铁水;脱硫;炼铁;炼钢;专利

中图分类号： TF704.3文献标识码： A文章编号： 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 数据库的使用及检索策略

为了更好地了解铁水脱硫相关技术专利申请情况，笔者根据各数据库收集的文献量及其分布特点对数据库进行了选择，选用了CNABS数据库。

CNABS數据库收录了1985年至今全部的发明、实用新型、外观设计等中国专利文献数据，数据来源为自主加工，内容覆盖全面，中文内容和英文相关信息并存，具有丰富的附加信息和检索字段，是首选的中文专利文摘数据库，因而此库非常便于检索和后续的技术分析。

考虑到本文分析课题“铁水预处理脱硫”的特点，该领域的分类号除了比较准的C21C1/02及C21C7/04以外，还分在了C22C33，C22C28以及C21B，B21D等位置，因而在上面数据库中采用以分类号和关键词相结合的方式进行检索，以期望检索的更加全面和高效[3]。

2 铁水脱硫技术统计

由于在钢铁生产过程中，很多工序中都可以进行脱硫，企业在进行钢铁生产时，可以根据不同的生产条件选择不同的脱硫时机，针对脱硫技术的统计数据如图1所示。

由于钢铁生产方面的文献量非常庞大，实质上在钢铁生产的工序中，均需要进行脱硫以提高钢铁的品质。现仅以限定了脱硫方式的一些专利文献进行统计，在全部的1571篇文献中，铁水预处理脱硫与精炼脱硫两种脱硫工序为目前专利申请中的“主力军”，分别占全部申请的40.6%和41.6%，而对于剩余的脱硫方法，比如高炉脱硫、转炉过程中的脱硫等其他脱硫方法仅占17.8%。可见，铁水预处理脱硫在整个钢铁冶金的工艺流程中占有非常重要的作用，因为其可以优化钢铁产品的生产工艺，减轻高炉和转炉的冶炼负荷，提高钢材质量，扩大生产品种等等。

3 铁水预处理脱硫的技术改进

下面针对于具体的技术改进方向进行分析。

在钢铁生产中，对铁水预脱硫的改进思路普遍集中于脱硫剂的使用上。对脱硫剂的技术改进占比81%，而对于具体工艺流程的改进则较少，仅占比19%（如图2所示），其中可能的原因在于，生产工序经过几十年的发展与演变，已经比较成熟，并且对于某些工艺流程的改变就意味着需要消耗大量的资金，而相比之下，脱硫剂的研发其成本消耗较少，因而，很多企业将重点放在脱硫剂的使用上。

如今在铁水预处理过程中普遍使用的方法就是KR搅拌法和喷吹法。而脱硫设备方面的改进也是为这两类主流方法所服务的，KR搅拌法中主要涉及对搅拌装置的改进，喷吹法中主要涉及对喷枪结构的改进，如图3所示。

对喷枪进行改进的技术占比为52%，对机械搅拌装置特别是搅拌头的改进的技术占比为28%，其他的技术改进占比为20%。在其他的技术改进中，主要包括整体结构、控制系统、流态化装置、液面检测系统、上料倒料装置、节约脱硫剂装置、烟气收集仓等改进。但相比之下，对于喷枪以及搅拌装置的改进是发明者关注的重点。

4 重要申请人

在同一个领域内，研究一项技术的发展，重要申请人十分关键，因为它是一个行业的标志，往往能够对于全行业整体技术的革新有风向标的作用。重要申请人的分布如表2、图4所示。

从图4和表1可以看出，排名前10的企业分别来自湖北、河南、北京、四川、辽宁、内蒙古，这些省份都是我国钢铁生产大省，排名第一的企业专利申请量比排名第二的企业多出近2倍，并且占全部前十位企业专利申请量的近1/3，足以显示出该企业的龙头地位。该企业也与行业的实际发展状态相符，我国武钢早在1979年就从日本引进了第一套KR机械搅拌装置CaC2铁水脱硫技术装置，可见其起步比较早，积累了丰富的操作经验，也对其进行技术上的创新奠定了基础。

5 结语

从目前的专利申请数据来看，虽然我国近几年来铁水预处理脱硫技术已经取得了较快的发展，且相关专利数量也十分可观，但是未来很长一段时间，铁水脱硫仍是我们改进的重点，钢中的硫含量的控制能力也决定了我们国家钢铁产品的质量，钢铁品种的多少，如何在降低成本的前提下制得优秀的钢材，也是摆在我国国人面前的巨大难题。在未来的研发中，更加深入的研究铁水预处理脱硫这项技术，从更深层次揭示影响硫含量的因素，在此基础上开发出性能更为优异的钢种将成为研究热点。国内企业可以着重关注相关方向，加大研发力度，从质量突破，提升企业竞争力。

【参考文献】

[1]徐大铨.铁水炉外预处理[M].北京：冶金工业出版社，1988：1-3.

[2]张荣生.钢铁生产中的脱硫[M].北京：冶金工业出版社，1986：4.

[3]田力普.发明专利审查基础教程·检索分册[M].北京：知识产权出版社，2012：81-86.