1、电工钢基本概念
电工钢板包括含碳量很低且硅含量低于0.5%的电工钢和硅含量为0.5%~6.5%的电工钢两类，主要用作各种电机和变压器的铁心。冷轧电工钢板具有表面平整、厚度均匀、叠装系数高、冲片性好等特点且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。冷轧电工钢片有又可分为：冷轧无取向电工钢片、冷轧取向电工钢片和高磁感冷轧取向电工钢片。
电工钢产品作为高端钢铁产品，其制造工艺和设备复杂，成分控制严格、杂质含量要求极低、制造工序长、影响性能的因素多，是衡量一个国家高端钢产品生产和科技发展水平的重要标志之一。
2、我国电工钢专利申请情况分析
2.1、电工钢专利申请概述
电工钢专利分析所采集的专利数据样本的日期区间为1982-2012年。在我国大陆一共申请了901件与电工钢相关的专利。申请发展走势如图1所示。
图1：申请量发展走势
我国于1985年建立专利制度，在1985年就申请了5件电工钢专利。从图1可以看出，在20世纪90年代之前我国电工钢专利申请量不多，比较平稳。进入90年代后，进入了一个上升的趋势，每年都在增长，说明电工钢产业在我国处于快速发展阶段。我国电工钢需求量持续增加，对电工钢的技术研发也会更加深入，同时也应更加重视知识产权的保护。
图2是在我国的前10位电工钢申请人的申请专利的情况，由此可以看出申请量排在前两位的不是我国的钢铁企业，是日本的新日铁和JFE，其次是宝钢。前3名中有2家日本企业。说明日本人很重视电工钢专利在中国的布局。国内的宝钢申请了83件电工钢专利，武钢申请了56件专利。
图2：专利申请人分布
3、国内部分机构电工钢专利申请情况分析
3.1、宝山钢铁股份有限公司
1995年宝钢与原日本川崎（JFE）签订了引进中低牌号无取向电工钢生产线、专利技术和成套设备合同，引进0.35、0.50和0.65mm三种厚度规格14种牌号电工钢的两条机组，工程于2000年投产，经过十几年发展和市场磨砺，宝钢牌电工钢成功实现了进口替代及出口国外。
宝钢的专利申请数量居国内企业首位。图3是宝钢电工钢专利的申请时间–申请量走势。从2002年开始申请电工钢专利，到2012年一共申请了83件专利，其中2项电工钢发明专利在进入实质审查阶段后被驳回。宝钢专利申请在2005年达到顶峰，为12件。
图3：宝钢电工钢专利的申请时间–申请量走势
表1为宝钢电工钢专利分类号（四位）排名，其中专利分类号（四位）代表了该专利所属的技术领域。可以看出，宝钢电工钢的研发重点领域在于C21D（热处理），C22C（冶炼），B21B（轧制），C09D（硅钢表面涂层），C23C（对硅钢表面的镀覆）领域。
表1：宝钢电工钢专利分类号（四位）排名
|
IPC分类号
|
专利数
|
|
C21D
|
49
|
|
C22C
|
40
|
|
B21B
|
17
|
|
C09D
|
12
|
|
C23C
|
10
|
宝钢的电工钢人才队伍以宝钢研究院电工钢研究室（所）为主干，汇集宝钢电工钢方面的研发、生产及设备技术等方面的专业人才。宝钢电工钢主要发明人为沈侃毅、陈凌峰、黄昌国、许云鹤和张峰。
宝钢在引进日本生产线后，陆续开发和生产半工艺无取向硅钢、高效电机用无取向硅钢和高牌号无取向硅钢和取向硅钢，并申请了相关的专利。目前在硅钢连铸连轧技术领域，宝钢有一件专利被授权，是2005年申请的“一种基于薄板坯连铸连轧的取向硅钢及其制造方法”被授权。宝钢在高磁感硅钢和取向电工钢领域技术取得突破，相关专利技术见表2。
表2：宝钢申请的高磁感硅钢和取向电工钢专利技术
|
标题
|
申请号
|
|
具有高磁感的高牌号无取向电工钢及其制造方法
|
CN200510027401.7
|
|
低铁损高磁感冷轧无取向电工钢板的生产方法
|
CN200510027404.0
|
|
一种高磁感取向硅钢及其制造方法
|
CN201210315658.2
|
|
具有优异磁性能和良好底层的高磁感取向硅钢生产方法
|
CN201110108269.8
|
|
一种高磁感取向硅钢的生产方法
|
CN201110033117.6
|
|
一种较高磁感的高强度无取向电工钢及其制造方法
|
CN201010518005.5
|
|
一种高磁感无取向硅钢的制造方法
|
CN201010517872.7
|
|
一种高磁感取向硅钢产品的生产方法
|
CN200910048289.3
|
|
一种在高磁感取向硅钢表面绘制图案的方法
|
CN200910046583.0
|
|
一种高磁感取向硅钢及其生产方法
|
CN200710093977.2
|
|
低铁损高磁感冷轧无取向电工钢板的生产方法
|
CN200610023208.0
|
通过专利合作申请分析，看出宝钢与高校合作——与上海交通大学和重庆大学都合作申请了专利。同时和下游产品的用户上海磁浮交通发展有限公司也进行项目合作，并申请了“长定子直线电机硅钢叠片铁芯磁性能测试装置”的专利。宝钢重视在国外进行专利布局，分别在欧洲、韩国、美国、墨西哥申请了硅钢专利，如图4所示。
图4：宝钢硅钢专利在国外申请情况
宝钢凭借其先进的技术、一流的装备和严格的管理等优势，使宝钢电工钢的产品质量和产量迅速提高，其产品已广泛地用于空调压缩机、冰箱压缩机、EI铁芯、电机四大行业，并已稳定地进入了国内外著名厂家。为了更好地满足市场需求，宝钢在不断改进引进牌号晶质的同时，一直致力于新产品的研发，形成了针对不同行业特点的高牌号和高效新产品系列。正式由于宝钢的高质量冷轧取向电工钢的大量投放到市场，拉低了中国市场上取向电工钢的价格，迫使新日铁等国外取向电工钢供应商降低价格，使国内消费者受益。
3.2、武汉钢铁公司
武汉钢铁公司是国内最大电工钢生产企业，1979年武钢引进日本生产线，按照日本专利开始生产11个牌号冷轧电工钢。在掌握了日本专利技术后，取得了很大进展，在电工钢领域的专利申请数量达到了59件（同族专利），在该领域拥有强大的实力，是国内电工钢生产的龙头企业。
图5为武钢电工钢专利的申请时间–申请量走势。可以看出，武钢在1985年与原冶金部钢铁研究总院联合申请了我国的第一件电工钢专利；1985-2006年武钢电工钢专利申请量较为稳定，每年在1~4件之间；2007年电工钢专利申请量达到了一个高峰值，为9件，而2008-2010年又下降为每年2~5件；2011年和2012年均增加为12件。
图5：武钢电工钢专利的申请时间–申请量走势
我国从1985年开始专利制度起，武钢较早的参与了电工钢的专利保护，持续至今，并且目前还处于专利申请高峰期，并且有2件专利进行了国际专利申请，说明武钢非常重视电工钢领域的研究。
表3为武钢电工钢专利分类号（四位）排名，其中专利分类号（四位）代表了该专利所属的技术领域。其中前五位专利分类号（四位）占据专利总申请量的79.38%。可以看出，武钢电工钢的研发重点领域在于C21D（热处理），C22C（冶炼），B21B（轧制），GO1R（电磁或电阻检测）领域和C09D（电工钢表面涂层）。
表3：武钢电工钢专利分类号（四位）排名
|
IPC分类号
|
专利数
|
百分比/%
|
|
C21D
|
36
|
37.11
|
|
C22C
|
18
|
18.56
|
|
B21B
|
10
|
10.31
|
|
G01R
|
9
|
9.28
|
|
C09D
|
4
|
4.12
|
武钢电工钢主要发明人为骆忠汉、毛炯辉、王若平、王向欣和许光。
通过分析武钢专利申请的技术路线，武钢在20世纪80-90年代申请的主要是以硅钢加热技术、低牌号硅钢为主，在1994年申请了“半工艺冷轧无取向硅钢板的生产方法”，半工艺钢的概念是：用户需进行热处理后才能达到规定的性能（专供有热处理能力的用户，价格比全工艺低很多），因当时我国硅钢生产企业很难满足高端用户的性能要求。到2000年后申请的专利过渡到主要以高牌号无取向硅钢、高磁感取向硅钢、硅钢薄带等为主。2009年申请“一种高磁感取向硅钢带渗氮处理方法”、“高磁感取向硅钢带的生产方法”，2011年申请了“薄板坯连铸连轧生产的无取向电工钢及其方法”、“一种用薄板坯连铸连轧生产高磁感取向硅钢的方法”，“一种用薄板坯连铸连轧生产的一般取向硅钢及其制备方法”，2012年申请了“高硅钢薄带的铸轧复合生产方法及其装置”。申请专利的技术含量在逐步提高，申请的专利涉及到了硅钢铸轧、连铸连轧和高性能硅钢领域。武钢目前正和东北大学合作建立宽度400~550mm节能高效电机用高硅钢铸轧中试研究–生产示范线，成功后将是一项重大突破。
3.3、东北大学
东北大学拥有26件电工钢专利，东北大学的轧制技术及连轧自动化国家重点实验室是东北大学电工钢技术的旗帜。轧制技术及连轧自动化国家重点实验室与浦项技术研究院有很多项目合作，其中就有薄带连铸无取向电工钢的试验研究。图6是东北大学电工钢专利的申请时间–申请量走势图。从1996年申请第一件电工钢专利“三次结晶电工钢的生产工艺”，但并没有得到最终的专利授权。在2005年申请了5件专利，2010和2011年分别申请7件和6件，从图6可以看出申请走势形成了两个山峰，通过分析看出在2005年的第一个山峰上，主要申请的是关于无取向硅钢生产技术的专利，如“用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法、一种低铁损冷轧无取向硅钢板的制造方法、一种无取向硅钢片的制造方法”。在2010和2011年的第二峰上主要是关于铸轧技术生产硅钢的专利。
图6：东北大学电工钢专利申请时间–申请量走势
图7为东北大学电工钢专利分类号（四位）排名，其中专利分类号（四位）代表了该专利所属的技术领域。可以看出，研发重点领域在于C21D（热处理），C22C（冶炼），B21B（轧制）。东北大学的激光处理取向硅钢表面专利技术有2件，分别是：激光处理取向硅钢表面的方法CN98114217.6，一种采用激光在硅钢表面制备高硅涂层的方法CN200910012260.X，该技术是在取向硅钢的带钢表面进行激光刻痕以使取向硅钢的磁畴细化，降低取向硅钢的铁损。经过激光刻痕后的取向硅钢片，用于变压器中能有效提高变压器的能量利用效率，降低能耗，节约能源。东北大学的取向硅钢铸轧技术和异步轧制技术制备取向硅钢技术目前在国内外保持领先地位，相关专利技术如表4所示。
图7：电工钢专利分类号（四位）分布
表4：东北大学的取向硅钢铸轧和异步轧制技术制备取向硅钢专利技术
|
|
专利名称
|
申请号
|
|
1
|
一种双辊薄带连铸制备取向硅钢等轴晶薄带坯的方法
|
CN201010539148.4
|
|
2
|
一种双辊薄带连铸制备无取向硅钢柱状晶薄带坯的方法
|
CN201010539203.X
|
|
3
|
一种双辊薄带连铸制备无取向硅钢等轴晶薄带坯的方法
|
CN201010539378.0
|
|
4
|
一种基于双辊薄带连铸技术的无取向硅钢板的制造方法
|
CN201110220789.8
|
|
5
|
一种热辊温轧金属薄带和极薄带的装置及方法
|
CN201110349952.0
|
|
6
|
一种提高双辊薄带连铸无取向电工钢磁性能的方法
|
CN201210491627.2
|
|
7
|
一种双辊连铸薄带异步热轧工艺制备取向硅钢的方法
|
CN201210590797.6
|
|
8
|
一种异步轧制技术制备取向硅钢的方法
|
CN201210590806.1
|
|
9
|
一种无取向高硅电工钢薄带及其制备方法
|
CN201310006692.6
|
双辊薄带连铸是一种利用两个旋转的结晶辊将液态金属直接浇铸成薄带、可省去加热和热轧工序的短流程近终形成形技术，具有节能、环保、低成本等优势。双辊薄带连铸具有将钢水快速凝固的特点，其高达102~104℃/s的冷却速度远远大于常规连铸厚板坯的冷却速度。借助其较快的冷却速率，无取向硅钢薄带坯有望获得较之常规连铸坯更加均质、细小的初始凝固组织，有望从根本上消除瓦楞缺陷。并且，利用两个旋转的结晶辊可在一定程度上对钢水实现双面定向凝固（凝固方向与传热方向相反，即结晶辊辊面的外法线方向），有望获得具有发达柱状晶凝固组织地无取向硅钢薄带坯。专利简图示意如图8所示。
图8：双辊薄带连铸专利简图示意
一种异步轧制技术制备取向硅钢的方法，包括冶炼、连铸、热轧、常化、冷轧、脱碳退火、涂隔离剂、高温退火和绝缘涂层各个工序，其特征在于在热轧中粗轧和精轧过程中全面引入异步轧制方式：一是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或末道次异步轧制、二是粗轧阶段全道次或前两道次采用异步轧制+精轧全道次或首末两道次异步轧制；除标注采用异步轧制外的其余道次，可采用常规轧制或异步轧制；实现异步轧制的方法为：对于粗轧机或精轧机，①工作辊转速相同，通过上、下工作辊直径不同实现异步；②上、下工作辊直径相同，通过工作辊转速不同实现异步；③上、下工作辊直径相同，转速相同，通过改变上、下工作辊面与轧件的摩擦系数来实现异步。
东北大学硅钢前三位主要发明人为王国栋院士、沙玉辉、刘海涛。
2012年底，东北大学的刘海涛博士等薄带连铸硅钢课题组成员在实验室条件下成功试制出高磁感取向硅钢。该项研究填补了我国在此领域的空白，标志着我国的薄带连铸硅钢研究已经处于国际前列。东北大学“基于双辊薄带连铸的高品质硅钢织构控制理论与工业化技术研究”在薄带连铸硅钢原型钢制备方面取得一系列成果。东北大学以该项目为依托，承担了国家“十二五”支撑计划项目“高品质硅钢铸轧生产流程关键技术集成及示范”和863高技术项目“节能型电机用高硅电工钢”，分别在沙钢建立宽度1050~1250mm硅钢薄带连铸生产示范线和在武钢建立宽度400~550mm节能高效电机用高硅钢中试研究–生产示范线。
还应该看到，虽然东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的薄带连铸取向和无取向电工钢的试验研究结果以及电工钢异步轧制技术达到了世界一流水平，拥有多项中国专利，但这些专利只是在国内申请了专利保护，并没有在国外进行专利申请，这一问题值得注意。如果该技术成功实现产业化后，在国内公开的专利技术就会被国外电工钢生产企业拿去无偿在国外使用。这对我国的已经取得进展的电工钢事业是个损失。建议尽快将薄带连铸生产电工钢技术和电工钢异步轧制技术到日本、美国、欧洲等国家地区申请专利保护。
3、结语
专利文献是最能够反映科学技术发展脉络、水平和最新动态的情报文献。近年来，我国冷轧电工钢的科研和工业生产快速发展，各种新技术、新工艺和新品种研发成果不断出现。在市场竞争日益激烈的情况下，我国电工钢行业应该利用好专利信息来提高竞争力。同时要应关注国外的竞争对手，要学会使用知识产权的规则积极到国外进行专利申请，全面保护自己的研究成果。
收稿时间：2013年11月
原文链接：http://1guigang.com/news/1237.html，转载请注明出处~~~
