鐵水脫硫專利現狀

胡鈺琦

【摘 要】高爐煉鐵時鐵礦石和焦炭中的硫元素會進入鐵水中，而硫又是鋼鐵中的有害雜質，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生不利影響，因此在轉爐煉鋼之前必須將鐵水中硫最大限度脫去[1-2]。本文統計了自1990-2018年以來鐵水脫硫的專利情況，統計的數據庫為CNABS中的專利文獻。

【關鍵詞】鐵水;脫硫;煉鐵;煉鋼;專利

中圖分類號： TF704.3文獻標識碼： 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 數據庫的使用及檢索策略

為了更好地了解鐵水脫硫相關技術專利申請情況，筆者根據各數據庫收集的文獻量及其分布特點對數據庫進行了選擇，選用了CNABS數據庫。

CNABS數據庫收錄了1985年至今全部的發明、實用新型、外觀設計等中國專利文獻數據，數據來源為自主加工，內容覆蓋全面，中文內容和英文相關信息并存，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據庫，因而此庫非常便于檢索和后續的技術分析。

考慮到本文分析課題“鐵水預處理脫硫”的特點，該領域的分類號除了比較準的C21C1/02及C21C7/04以外，還分在了C22C33，C22C28以及C21B，B21D等位置，因而在上面數據庫中采用以分類號和關鍵詞相結合的方式進行檢索，以期望檢索的更加全面和高效[3]。

2 鐵水脫硫技術統計

由于在鋼鐵生產過程中，很多工序中都可以進行脫硫，企業在進行鋼鐵生產時，可以根據不同的生產條件選擇不同的脫硫時機，針對脫硫技術的統計數據如圖1所示。

由于鋼鐵生產方面的文獻量非常龐大，實質上在鋼鐵生產的工序中，均需要進行脫硫以提高鋼鐵的品質。現僅以限定了脫硫方式的一些專利文獻進行統計，在全部的1571篇文獻中，鐵水預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、轉爐過程中的脫硫等其他脫硫方法僅占17.8%。可見，鐵水預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，因為其可以優化鋼鐵產品的生產工藝，減輕高爐和轉爐的冶煉負荷，提高鋼材質量，擴大生產品種等等。

3 鐵水預處理脫硫的技術改進

下面針對于具體的技術改進方向進行分析。

在鋼鐵生產中，對鐵水預脫硫的改進思路普遍集中于脫硫劑的使用上。對脫硫劑的技術改進占比81%，而對于具體工藝流程的改進則較少，僅占比19%（如圖2所示），其中可能的原因在于，生產工序經過幾十年的發展與演變，已經比較成熟，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，脫硫劑的研發其成本消耗較少，因而，很多企業將重點放在脫硫劑的使用上。

如今在鐵水預處理過程中普遍使用的方法就是KR攪拌法和噴吹法。而脫硫設備方面的改進也是為這兩類主流方法所服務的，KR攪拌法中主要涉及對攪拌裝置的改進，噴吹法中主要涉及對噴槍結構的改進，如圖3所示。

對噴槍進行改進的技術占比為52%，對機械攪拌裝置特別是攪拌頭的改進的技術占比為28%，其他的技術改進占比為20%。在其他的技術改進中，主要包括整體結構、控制系統、流態化裝置、液面檢測系統、上料倒料裝置、節約脫硫劑裝置、煙氣收集倉等改進。但相比之下，對于噴槍以及攪拌裝置的改進是發明者關注的重點。

4 重要申請人

在同一個領域內，研究一項技術的發展，重要申請人十分關鍵，因為它是一個行業的標志，往往能夠對于全行業整體技術的革新有風向標的作用。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的企業分別來自湖北、河南、北京、四川、遼寧、內蒙古，這些省份都是我國鋼鐵生產大省，排名第一的企業專利申請量比排名第二的企業多出近2倍，并且占全部前十位企業專利申請量的近1/3，足以顯示出該企業的龍頭地位。該企業也與行業的實際發展狀態相符，我國武鋼早在1979年就從日本引進了第一套KR機械攪拌裝置CaC2鐵水脫硫技術裝置，可見其起步比較早，積累了豐富的操作經驗，也對其進行技術上的創新奠定了基礎。

5 結語

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

【參考文獻】

[1]徐大銓.鐵水爐外預處理[M].北京：冶金工業出版社，1988：1-3.

[2]張榮生.鋼鐵生產中的脫硫[M].北京：冶金工業出版社，1986：4.

[3]田力普.發明專利審查基礎教程·檢索分冊[M].北京：知識產權出版社，2012：81-86.