从专利技术角度分析轧辊内部冷却技术发展

陈湘辉

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏 苏州 215163）

从专利技术角度分析轧辊内部冷却技术发展

陈湘辉

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏 苏州 215163）

轧辊是轧机的主要部件，轧机工作时会导致轧辊温度升高，不利于金属轧制，对轧辊进行良好的冷却可以减少轧辊的磨损，延长使用寿命，提高被轧制金属的质量。本文通过cnabs数据库、ven数据库、dwpi数据库和sipoabs数据库中检索到的文献对轧辊内部冷却领域的专利申请进行了分析，阐述了国内外轧辊内部冷却领域的专利申请趋势、专利申请国家分布，并根据冷却介质的不同，将轧辊内部冷却技术划分为轧辊内部液体冷却、轧辊内部气体冷却和轧辊内部其他冷却等3方面进行技术发展路线研究。

轧辊；冷却；内部冷却

0.前言

轧辊是轧机的主要部件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾金属使金属产生塑性变形。装有轧辊的轧机在工作时，会引起轧辊发热，进而使被轧制金属温度升高，导致轧辊辊面产生龟裂，并使辊型被破坏，影响被轧制金属的质量。目前，轧机中通常会设置轧辊冷却装置。轧辊内部冷却技术通常是在轧辊内部设置冷却通道，通过冷却介质在冷却通道中流动以达到对轧辊冷却的目的。

为了研究轧辊内部冷却技术的发展情况，通过IC分类号B27B27/08、B21B27/06和/或关键词“冷”、“轧辊”、“内部”、“里”在cnabs数据库检索，再将数据从cnabs数据库中导入cprsabs数据库，从cprsabs数据库中将数据导出，文献量为60篇；通过IC分类号B27B27/08、B21B27/06、CPC分类号B21B2027/083和/或关键词“roll+”、“cool+”、“inner+”、“interior+”、“insid+”、“internal+”在ven数据库、dwpi数据库和sipoabs数据库进行了检索，将数据导出，手工去除同族，文献量为107篇。并对该领域的中国专利申请数据和全球专利申请数据进行统计分析。

1.轧辊内部冷却领域专利申请趋势分析

1.1 轧辊内部冷却领域中国历年专利申请量

中国是从1993年开始申请关于轧辊内部冷却技术的专利，但是1994年到2000年之间的专利申请量都为零，轧辊内部冷却技术研究没有实质性进展，2000年和2001年各申请了两件，2002年和2003年的专利申请量均为零，从2004年开始，专利申请量开始增多，并在2013年时达到高峰，申请了9件，因为这期间中国的钢铁行业发展迅速，而轧辊是轧钢设备的重要组成部分，因而对轧辊内部冷却技术研究较多。即中国关于轧辊内部冷却技术的专利申请是从1993年萌芽，随后进入了沉寂期，2001年到2002年为初步发展阶段，从2004年开始进入快速发展阶段。

1.2 轧辊内部冷却领域国外历年专利申请量

国外关于轧辊内部冷却技术的专利申请是从1928年开始，即从1928年开始萌芽，1930年到1960年之间为缓慢发展期，1960年到1990年之间为快速发展期，从1990年至今，又进入了缓慢发展期，说明轧辊内部冷却技术日趋成熟。

1.3 轧辊内部冷却领域专利申请国家分布

关于轧辊内部冷却技术，申请量排名靠前的国家分别是：（1）中国；（2）日本；（3）德国；（4）韩国；（5）英国；（6）美国和前苏联。

虽然中国关于轧辊内部冷却技术的专利申请开始较晚，但是专利申请数量却最多，说明中国的轧辊内部冷却技术发展较快，且认识到专利的重要性。

2.轧辊内部冷却领域专利技术发展路线

根据第2节的介绍可知，轧辊内部冷却技术从1928年开始萌芽，下面根据在cnabs数据库、ven数据库、dwpi数据库和sipoabs数据库中检索到的文献样本，介绍下轧辊内部冷却领域的专利技术发展。

如图1所示，根据冷却介质的不同，将轧辊内部冷却技术划分为三方面进行技术发展路线研究，分别是：轧辊内部液体冷却、轧辊内部气体冷却和轧辊内部其他冷却。轧辊内部液体冷却即采用液体冷却介质对轧辊内部进行冷却，最早于1928年提出，来自英国的CHRISTIAN ROTZEL于1928年2月13日提出了一种改进的热轧机内部冷却（申请号：GB454128）。轧辊内部气体冷却即采用气体冷却介质对轧辊内部进行冷却，此项技术晚于采用液体冷却介质，其最早是在1966年，SE的SKANDINAVISKA APPARATIND于1966年4月28日申请了一种加热或冷却轧辊（申请号：SE577766）。轧辊内部其他冷却主要包括两种：一种是以日本的NISSHIN STEEL COLTD于1975年3月19日申请的一种金属轧制单元冷却（申请号：JP3228575）为代表，其轧辊芯部是空腔结构，从轧辊两端分别插入一根冷却管道，通过其中一根冷却管道向轧辊芯部空腔注入冷却剂，通过冷却剂蒸发对轧辊内表面冷却，随后通过另一根冷却管道收集蒸发的冷却剂，形成冷却循环。另一种是以1983年9月29日DD的VEB KOMB NAGEMA申请的一种中空轧辊冷却方法（申请号：DD25521983）为代表，为提高冷却效果及降低冷却水的消耗，采用冷却水和气体混合进行冷却，其在轧辊芯部设置空腔，轧辊一端设置冷却水入口和出口，冷却水可以自由地从轧辊内部排出，并在轧辊芯部空腔的水中注入气体，气体注入速率大于冷却水排出速率，轧辊内部的冷却水界面高度保持不变，冷却气体可以是空气。

结语

通过以上分析可以看出，国外在轧辊内部冷却领域的专利申请开始较早，中国的专利申请起步较晚，这与中国专利制度实施晚于国外有着密切的关系，但是中国的专利申请总量高于其他国家，目前仍处于快速发展期，而国外已从快速发展期转变为缓慢发展期，说明中国的轧辊内部冷却技术仍然在不断地发展中，而国外的轧辊内部冷却技术日趋成熟。

［1］李颖.轧辊表面冷却技术综述［J］.现代工业经济和信息化，2015（4）：79-80.

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