國(guó)內(nèi)主要家電用鋼板生產(chǎn)企業(yè)專利及研發(fā)情況綜述

余軼峰，王俊海

(1.廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，廣西 柳州 545002；2.冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院，北京 100730)

家電行業(yè)是下游用鋼重要行業(yè)之一。家電用鋼板主要包括熱軋酸洗板、冷軋鋼板、電鍍鋅、熱鍍鋅、鍍鋁鋅、彩涂板等品種，板材占全部家電用鋼材消耗的95%。冷軋鋼板在家電行業(yè)主要用于家電的外殼。鍍鋅板主要用于洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)器、微波爐等家電產(chǎn)品。彩色涂層板主要用于部分電冰箱門板及微波爐外殼。

本文所涉及專利的申請(qǐng)時(shí)間是2000-2018年，專利采集時(shí)間是2019年1月15日，因?qū)＠_滯后的原因，2018年的專利情況僅作為參考。

1 寶鋼家電板專利及技術(shù)研發(fā)

1.1 專利態(tài)勢(shì)

寶鋼于2004年開始申請(qǐng)家電板相關(guān)的專利，截止2018年一共申請(qǐng)了84件。圖1為寶鋼在中國(guó)申請(qǐng)的家電板專利趨勢(shì)圖，可以看出申請(qǐng)最高峰在2015年，當(dāng)年申請(qǐng)了12件，之后呈現(xiàn)逐年遞減態(tài)勢(shì)。

圖1 寶鋼家電板專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖

1.2 專利海外布局

寶鋼在海外布局專利的情況見表1，可以看出寶鋼重視專利技術(shù)的海外申請(qǐng)，有7件家電板相關(guān)專利在海外申請(qǐng)，涉及除中國(guó)外的9個(gè)國(guó)家和組織。其中屈服強(qiáng)度600 MPa級(jí)高延伸率熱鍍鋁鋅及彩涂鋼板及其制造方法和屈服強(qiáng)度500 MPa級(jí)高延伸率熱鍍鋁鋅及彩涂鋼板及其制造方法這2件專利在韓國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、加拿大、印度、日本7個(gè)海外國(guó)家分別進(jìn)行了申請(qǐng)，是布局國(guó)家最多的專利。

表1 寶鋼家電板海外專利申請(qǐng)

1.3 技術(shù)研發(fā)

圖2是IPC專利技術(shù)分類隨年代的分布情況圖，寶鋼的高強(qiáng)減薄產(chǎn)品、彩涂板、表面功能涂層相關(guān)的專利申請(qǐng)量大于其他技術(shù)的專利申請(qǐng)，結(jié)合寶鋼的專利申請(qǐng)的技術(shù)情況可以看出隨著家電行業(yè)用戶需求提高，寶鋼也提升了家電用鋼研發(fā)、制造與服務(wù)的水平，其主要研發(fā)方向在高強(qiáng)減薄板、涂層板。

圖2 寶鋼家電板專利IPC氣泡圖

1.3.1高強(qiáng)減薄

寶鋼重視高強(qiáng)家電用板專利的申請(qǐng)，專利情況見表2。寶鋼的高強(qiáng)減薄產(chǎn)品戰(zhàn)略，既有效幫助用戶降低產(chǎn)品部件的結(jié)構(gòu)重量，實(shí)現(xiàn)降成本目標(biāo)。從更寬泛的層面考量，高強(qiáng)減薄鋼材還是助推我國(guó)節(jié)能減排與綠色環(huán)保的利器。寶鋼目前在海爾等龍頭企業(yè)大力推動(dòng)高強(qiáng)減薄鋼板。

其中，CN108866428A公開了屈服強(qiáng)度550 MPa級(jí)熱鍍鋁鋅鋼板的生產(chǎn)方法，該技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)是：1)高強(qiáng)熱鍍鋁鋅鋼板的金相組織為纖維狀鐵素體+滲碳體及細(xì)小的碳化鈮析出物。2)0.60～0.80 mm厚熱鍍鋁鋅鋼板的屈服強(qiáng)度RP0.2為550～650 MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為600～750 MPa，斷后伸長(zhǎng)率A80mm為10%～18%。3)連鑄板坯加熱溫度設(shè)定在1250～1300 ℃，精軋終軋溫度為780～799 ℃，層流冷卻采用前段冷卻，卷取溫度為500～550 ℃。4)熱軋工藝的退火再結(jié)晶溫度開始溫度為780～800 ℃，設(shè)定帶鋼在臥式連續(xù)退火爐的加熱溫度為720～730 ℃，帶鋼在臥式連續(xù)退火爐均熱段的溫度為841～860 ℃，退火爐均熱段的退火時(shí)間為20～30 s。[1]

表2 寶鋼高強(qiáng)家電板專利

1.3.2功能性涂層工藝技術(shù)

寶鋼彩涂板專利如表3所示。寶鋼致力于研究功能性彩涂產(chǎn)品，逐步形成了聚酯、高性能聚酯、硅改性聚酯、氟碳等彩涂系列化產(chǎn)品。致力于研發(fā)環(huán)境友好型無鉻鈍化鍍鋅產(chǎn)品及功能化處理鍍鋅產(chǎn)品。

表3 寶鋼彩涂板專利

其中發(fā)明專利CN105063484A公開了屈服強(qiáng)度500 MPa級(jí)高延伸率熱鍍鋁鋅及彩涂鋼板的生產(chǎn)方法，鋼板的顯微組織為包括鐵素體、滲碳體、細(xì)小的析出物以及貝氏體、馬氏體。彩涂的涂料涂層根據(jù)涂料類型分為氟碳、聚酯(PE)、硅改性聚酯(SMP)、高耐候聚酯(HDP)或聚偏氟乙烯(PVDF)。該技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)是：1)化學(xué)成分C：0.07%～0.15%，Si：0.02%～0.15%，Mn：1.3%～1.8%，S≤0.01%，N≤0.004%，Ti≤0.15%，Nb≤0.050%。2)熱軋終軋溫度830～890 ℃，熱軋卷取溫度500～650 ℃。3)無氧化連續(xù)退火鍍鋁鋅爐內(nèi)進(jìn)行退火。4)將鋼帶浸入鋅鍋中進(jìn)行熱鍍，鍍液成分為：Al：48%～58%，Zn：40%～50%，Si：1.0%～2.0%，Ti：0.005%～0.050%。[2]

2 馬鋼家電板專利及技術(shù)研發(fā)

2.1 專利態(tài)勢(shì)

馬鋼于2006年開始申請(qǐng)家電板相關(guān)專利，到2018年一共申請(qǐng)了28件。圖3為馬鋼在中國(guó)申請(qǐng)的家電板專利趨勢(shì)圖，可以看出專利申請(qǐng)呈現(xiàn)一個(gè)上升的態(tài)勢(shì)，目前馬鋼還是處于技術(shù)研發(fā)、專利申請(qǐng)高峰期。截止到2018年馬鋼未進(jìn)行相關(guān)專利的海外布局。

圖3 馬鋼家電板專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖

2.2 技術(shù)研發(fā)

通過對(duì)圖4馬鋼IPC專利技術(shù)分類分析，看出馬鋼在家電板的研發(fā)方面主要聚焦于冷軋產(chǎn)品表面技術(shù)領(lǐng)域。2016年馬鋼與日本帕卡瀨精株式會(huì)社共建了鋼鐵材料表面處理技術(shù)開發(fā)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，助力馬鋼的家電板帶類產(chǎn)品的研發(fā)。近幾年申請(qǐng)的涂鍍類家電板專利如表4。

圖4 馬鋼家電用板材專利IPC氣泡圖

公開(公告)號(hào)專利名稱CN107475625A一種屈服強(qiáng)度≥350MPa的電鍍鋅用冷軋鋼板及生產(chǎn)方法CN108588491A一種浸鍍性優(yōu)良的熱浸鍍Zn-Al-Mg鍍層鋼板及生產(chǎn)方法CN108504912A一種含稀土的小鋅花熱浸鍍鋁鋅鋼板及其生產(chǎn)方法CN107876354A一種滿足UV油墨絲印工藝要求的彩涂板及其生產(chǎn)方法CN101792903A一種無鉻、耐堿性和耐溶劑性的鍍鋅鋼板表面處理液及其制備方法CN103692720A一種自潤(rùn)滑彩涂板及其生產(chǎn)方法

3 首鋼家電板專利及技術(shù)研發(fā)

3.1 專利態(tài)勢(shì)

首鋼于2009年開始申請(qǐng)家電板相關(guān)的專利，截止2018年一共申請(qǐng)了39件。圖5為首鋼在中國(guó)申請(qǐng)的家電板專利趨勢(shì)圖，可以看出申請(qǐng)最高峰在2014年，當(dāng)年申請(qǐng)了9件。2018年在數(shù)據(jù)公開不完整的情況下申請(qǐng)量出現(xiàn)增長(zhǎng)，顯示出目前家電板是首鋼的重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域。截止到2018年首鋼未進(jìn)行相關(guān)專利的海外布局。

圖5 首鋼家電板專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖

3.2 技術(shù)研發(fā)

通過對(duì)圖6首鋼IPC專利技術(shù)分類分析，看出首鋼在家電板的研發(fā)方面主要在無鉻耐指紋熱鍍鋅板和具有優(yōu)良耐腐蝕性和涂裝性的無鉻鈍化熱鍍鋅板。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電腦機(jī)箱、服務(wù)器和DVD等黑色家電，另外首鋼還在積極開發(fā)無鉻自潤(rùn)滑板。首鋼無鉻、耐指紋鍍鋅家電板專利見表5。

圖6 首鋼家電用板材專利IPC氣泡圖

首鋼京唐耐指紋產(chǎn)品主要用戶包括富士康、美的、海信、戴爾、華為等，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足用戶要求。表面耐指紋板和無鉻鈍化板作為高附加值家電板產(chǎn)品，其成功開發(fā)與批量供貨改善了首鋼家電板品種結(jié)構(gòu)。其全無鉻鈍化彩色鍍鋅鋼板技術(shù)是采用混合有染料的全無鉻鈍化液，在鍍鋅鋼板表面形成一層薄而致密的彩色全無鉻鈍化膜，不僅能使鍍鋅鋼板具有多彩的顏色，而且具有色彩鮮艷、不易掉色、裝飾性好、環(huán)保、耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)。

2010年—2018年期間，首鋼實(shí)現(xiàn)了家電板產(chǎn)品的系列化，能滿足不同用戶的個(gè)性化需求，成為了多家知名家電企業(yè)的戰(zhàn)略合作用戶。與海爾、美的聯(lián)合進(jìn)行家電用戶特殊需求研發(fā)；穩(wěn)定批量生產(chǎn)表面質(zhì)量達(dá)到FC，厚度達(dá)到0.3 mm(鍍鋅)，寬度達(dá)到2000 mm(連退)的大寬厚比家電板產(chǎn)品。

表5 首鋼無鉻、耐指紋鍍鋅家電板專利

4 結(jié)語

從家電板專利來看國(guó)內(nèi)只有寶鋼在國(guó)外進(jìn)行專利申請(qǐng)，隨著國(guó)家走出去戰(zhàn)略的提出，家電市場(chǎng)將從國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)向國(guó)外，我國(guó)家電用鋼板生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極在國(guó)外進(jìn)行專利布局。家電用鋼生產(chǎn)企業(yè)在下一步研發(fā)中還應(yīng)關(guān)注：1)“材料替代”，以低價(jià)材料替代昂貴材料；2)家電企業(yè)對(duì)板材厚度減薄的要求提升，家電產(chǎn)品的板材厚度普遍出現(xiàn)減薄趨勢(shì)；3)對(duì)高端表面鍍層鋼板的需求提升，表面耐高溫的鋁硅鍍層冷軋板，表面耐腐蝕耐劃傷的鋅鋁鎂鍍層板在高檔家電產(chǎn)品的使用越來越多；4)表面環(huán)保功能型涂層板需求提高。