从中国专利看我国废钢破碎线的发展

2016-10-31江苏华宏科技股份有限公司黄艰生胡品龙

资源再生 2016年7期

关键词：锤头废钢专利技术

文 / 江苏华宏科技股份有限公司　符　杰　黄艰生　胡品龙

从中国专利看我国废钢破碎线的发展

Development of scrap broken line from the Chinese patents' look

文 / 江苏华宏科技股份有限公司符杰黄艰生胡品龙

检索了我国废钢破碎线的所有相关专利，通过对专利申请量、专利申请人的分析，将整个产业发展划分为专利技术生命周期的四个阶段。通过重点专利的分析，阐述了我国废钢破碎线领域的核心技术及其发展历程，并对未来发展提出了建议。

专利；废钢破碎线；专利技术生命周期；发展历程

一、引言

废钢破碎线是目前最先进的处理废钢铁的加工设备，其主要由物料输送装置、碾压装置、破碎机、除尘装置等组成。其工作原理为：废金属通过加料输送线提升至碾压装置，经挤压后进入破碎主机；破碎机主轴转子上的锤头轮流击打金属废料，引起废料破碎和揉团；破碎金属自排料机构排出，经输送机、磁选机、有色金属分选机、除尘器等进行分选、除尘，分别将废钢、废有色金属、残留垃圾等分别堆放，实现精料入炉的效果。

国外废钢破碎线的制造企业主要有美国的Newall公司、德国的Lindemann公司、Henschel公司和日本的富士车辆会社等[1]，通过技术引进、消化吸收再创新，我国第一台废钢破碎线于2000年由中美联合研发成功[2] [3]。

专利是世界上最大的技术信息源，据统计分析，专利包含了90%以上的世界科技信息，反映了发明人对于该技术在工业上应用的充分预期，体现了其技术的实用性价值。专利技术是相关领域技术发展在产业应用的最好体现[4]。

二、专利检索和产业趋势分析

本文基于废钢破碎线的技术特点和设备组成，利用佰腾数据库进行数据检索。为防止专利信息遗漏，采用先扩大检索范围再手工筛选的方式得到最终的分析样本。以[ab:（废钢）and ab:（破碎）作为检索条件，获得154项专利，接下来根据摘要将《一种废钢化玻璃破碎器》、《常温破碎、粉碎废橡胶制品的全自动流水线及方法》这种无关的数据进行人工降噪处理，最终得到有效样本数为77。

将每年的专利申请量、专利申请人汇总并绘制趋势图（图1）和技术生命周期图（图2）:

虽然国内第一台废钢破碎线是2000年研发成功的，但因为仅是简单的国产化过程，因此前几年未有相关专利的申请。

图1　专利量趋势分析

图2　技术生命周期图

2008~2010年国内专利申请量与专利申请人数量都不多，其中2009年12个专利中有10个为华宏科技申请，集中度较高，处于专利技术生命周期的萌芽期，国内少数有废钢加工装备或矿山破碎基础的企业正在进行研发、试制，产品市场推广应用还未成熟。

2011~2013年专利申请量与专利申请人数量均出现了急剧上升，处于专利技术生命周期的增长期，经过前期示范应用，废钢破碎线作为最先进的废钢加工设备已被市场接受，前期被压抑的市场需求在这个时候出现了井喷，其他废钢加工装备的厂家这个阶段涌入，导致专利出产量达到顶峰。

2014年专利申请量较2013年仅下降了15%，但是申请企业数量由10家变为6家，降幅为40%，表面已处于专利技术生命周期的成熟期且呈现了衰退的趋势。这个阶段，废钢破碎线的技术成熟，大多数企业已经不再投入研发力量，基本没有新的企业愿意进入。

2015年专利申请量较2014年下降了59%，降幅明显，申请企业数量下降了33%，表明已完全处于专利技术生命周期的衰退期，此时由于市场接近饱和、竞争充分，一些规模和品牌影响力较小厂家已退出市场。

表1　专利年度申请量

三、从专利内容分析我国破碎线技术发展

在77个样本中，实用新型专利53项，发明专利23项，其中处于有效状态的7项，处于实质审查状态的3项，公开发明状态的3项，失效状态的10项，全部为被国家知识产权局驳回的申请。

根据专利法中对发明和实用新型的定义，发明同实用新型相比具有突出的实质性特点和显著的进步，对应到本项目的专利样本中，实用新型专利主要偏重于破碎线的进料机构、除尘机构、减震机构、破碎料磁选、破碎刀片结构等局部的结构改进和辅助性功能的部件，因此本文采用以发明专利为主、实用新型为辅的分析思路。

萌芽期

2008年申请了2个实用新型专利，分别涉及用于维修时替换锤头的拔销机构和废钢的进料输送机构，属于辅助设备的专利。

2009年华宏科技申请了3项发明，7项实用新型专利，是国内首次对整条废钢破碎线及各组成设备提交了专利申请，标志着我国自主研发的废钢破碎生产线研发成功。

专利CN200910025933.5首次公开了一种由液压双滚筒的进料机、破碎机主机、万向轴、联结主轴和电动机组成的废钢破碎机，并对破碎主机、主轴棍系统、减震系统、拔销机构、联结主轴等主要功能部件进行了详细的描述。

专利CN200910220107.6在CN200910025933.5公开的主轴棍基础上，对未安装打击锤和摩擦锤的部位增加防护板，代替了CN200910025933.5中的保护主轴的隔套，避免了钢丝等柔性物料对主轴的缠绕。

2010年CN201010213531.0公开了一组用于制造破碎机锤头的合金材料的组分及其热处理工艺，降低了锤头断裂风险，延长了使用寿命。

增长期

2011年山东同信申报了4项实用新型专利，公布了与CN200910025933.5相似的废钢破碎主机，其同样采用了锤头击打的方式处理废钢，但是同时公开了一种分体组合式的击打锤，提高了使用安全性。

专利CN201110304223.3公开了一种废钢破碎机适用的排尘管道密封装置，采用多级密封圈从根本上解决了除尘管道密封不严，泄漏严重的问题。

2012年5家公司公开了可拆卸破碎刀具、进料装置、除尘机构、磁选装置等相关技术，特别是湖南万容在CN201210195136.3中公开了一种采用筛选除杂—剪切—破碎—分选工艺的废钢铁破碎与炉料加工一体化的方法及设备，首次提出了采用双轴撕碎机为一级破碎、立式破碎机为二级破碎的组合破碎的技术，适用于薄壁废钢铁的破碎分选。

2013年的专利技术方案呈现百花齐放之势，创造性达到顶峰。其中河南通利公开了主机进料机构、破碎刀盘、组合刀盘等技术，与CN200910025933.5利用套装于4根联结轴上楔形分布的组合锤技术不同，破碎刀盘是一组安装在通过键固定联结于主轴上得多个刀片，具有结构简单、易安装维护的优点。

专利CN201310722751.X公开了一种报废汽车破碎后主要金属材料的回收方法，通过对破碎后的物料进行风选、磁选和有色金属分选，得到纯净的铁、铜、铝等高价值金属。除此之外，还公开了耐磨锤头的合金材料及加工工艺、移动式废钢破碎系统、铠装式主轴棍、上筛板调节机构等具有一定技术优势的方案。

成熟期

2014年，河南通利在刀具、刀头、轴温控制、减震、底座、出料等领域申请了11项实用新型专利，CN201420760189.X公开了一种利用安装于主机上的传感器自动检测废钢破碎机振动幅度，一旦超限，自动采取停止加料、打开排料门、停机等措施，保障设备安全运行。

CN201420618321.3公开了一种主轴轴承控温装置，通过在冷却隔套外壁上设置两条相通的导油道、供导热油流动，外设制冷循环系统、循环导热油，实现对高速旋转的主轴轴承降温。

衰退期

CN201520359475.X公开了一种新型的适用于轻薄型废钢和报废汽车壳体破碎的专用设备，物料经一组直径依次递减的碾压辊碾压成薄片后进入破碎腔，经错位安装于反向运转的两根平行主轴上的刀片撕裂成碎片。

湖北力帝在专利CN201520519540.0中公开了一种废旧金属束块破碎预处理设备，打包后的金属束块投入机架内，通过液压马达带动一对齿轮旋转，从而分别驱动与之联结的上下刀具总成反向旋转，对大型金属束块进行切割，切割后的小块金属经出料机构排出，通过改变浮动刀盘机构的倾斜角度提高切割效率，以适应小型废钢破碎线处理能力，节约能源和设备投资。

CN201510496601.0公开了一种通过数据采集、CPU处理器分析及反馈系统，实现对废钢加料-破碎-分选及报警等的自动控制的大功率智能化废钢破碎系统。