废金属打包机专利技术综述

摘 要：废金属打包机是废旧金属回收加工机械中主要种类之一。本文介绍了废金属打包机的起源与在我国发展历程、工作原理及其分类。并基于专利申请梳理了废金属打包机专利技术的发展脉络和趋势，并通过对该技术领域的国内外专利申请的简要统计和综合分析，为今后的专利审查及相关技术研发工作提供了较为全面的技术支撑。

1 引言

钢铁工业和金属冶炼行业的蓬勃发展伴随着矿物资源的日益紧缺，金属作为不可再生的矿藏，其开采和提炼成本较高，如何使废金属回收利用、资源永续，早已成为世界各国重要研究课题之一。废旧金属制品形状体积各异，往往给回收、运输、储藏以及回炉冶炼工作带来困难，因此，对废旧金属的再利用首要解决体积压缩问题，同时，将其压缩成高密度块体也利于提高回收加工效率，目前对废金属的压缩主要使用废金属打包机完成，其原理主要是将机械工业的余废料即一定厚度的边脚余料、线材、切削、小型薄壁容器、生活制品、小型构架及旧车外壳等可塑性变形的金属物料，利用足够地、使其聚集并产生永久形变的外力将其挤压成具有一定规格和紧密度的束块。

2 国产废金属打包机自主发展历程

我国金属打包机的研制应用起步于上世纪80年代中期，其得益于国家在发展中国钢铁工业中把废钢铁回收加工列入节能项目，在宏观政策上鼓励发展，并由商业部和国家物资局从捷克斯洛伐克、日本、美国、联邦德国等组织引进了部分废钢打包机等金属回收设备，通过技术引进、技术合作等方式逐步形成了我国非金属加工设备生产体系，隶属于机械工业部的宜昌机床工业公司（湖北力帝）承担了引进设备技术吸收转化和国产设备研制开发等生产任务，并为我过液压系列废金属加工设备的推广应用做出了历史性贡献。可以说，我国废钢打包设备经历了因陋就简、技术改进、吸收转化、土洋结合、快速发展等若干阶段，前后经历了三十多年的发展历史。

90年代后，随着我国市场经济的不断发展完善，废金属加工设备研制生产企业逐渐向长江流域和华东地区转移，江苏华宏科技股份有限公司（原江阴市液压机械厂）、江阴瑞丰液压机械有限公司、常熟市锻压机床有限公司、武汉供销机械厂、宁波非标设备厂等由此应运而生，其中江苏华宏成为与湖北力帝实力不分伯仲的我国专业研制生产废金属打包机等废钢加工设备的主流新兴力量，其生产的中小型废金属打包机不仅满足国内市场需求，还逐步打入了国际市场。

3废金属打包机专利技术总体分析

3.1国内废金属打包机的研发现状

我国废金属打包机主要应用在冶金系统和从事再生资源回收利用的相关企业以及有色金属加工冶炼厂和不锈钢生产企业等，由于缺乏研制动力和财力，且国内传统废金属回收加工设备只求简单耐用，不喜复杂多能，致使上世纪国内废金属打包机的研制仍处于发展培育阶段，湖北力帝和江苏华宏成立专业科学研究所，致力于新型废金属打包机的研发设计，其中力帝偏重生产大中型设备，华宏以中小型加工设备为主。

国内研发并使用的金属打包机按动力方式主要分为丝杆传动和液压传动两大类别，由于丝杆传动金属打包机功率损耗高、磨损大，且压头力的传动不稳定，加工束块的密度低，加之丝杆传动自身缺陷，不易于用该种传动结构制造大吨位级打包机，因此，现阶段废金属打包机均以液压传动为主，并多为合盖式双压头加压，其主要代表为湖北力帝，即宜昌机床工业公司所研制的系列产品。

3.2国内外专利申请量分布趋势

技术的发展创新与专利申请密不可分，为了深入了解废金属打包机领域的发展状况，分别在VEN和CNABS专利库中对有关废金属打包机的专利申请进行统计分析，其涉及的分类号主要为B30B9/32，内容涉及用于压实废金属或用于压实用旧的汽车，本文对废金属打包机专利技术领域进行了定量分析。如图1所示，专利申请量位于第一的是日本，美国和德国次之，中法英相差不多，可以明显看出，日本在废金属打包机专利申请领域处于领军地位，同时，不能忽略废金属打包机在美国和德国的发展情况，因此，在遇到有关废金属打包机领域的专利申请时，在检索中文库专利文献的同时，需要重点检索日文库专利文献，还要注重美、德相关专利，如此才能完成较为全面的检索，避免漏检发生。

由图2可以看出，从1986年至今，我国废金属打包机专利申请量呈现由缓到快的发展态势，1990年以前，由于国家刚刚出台对废金属回收加工行业的扶持政策，此时对废金属打包机的研发还处于起步阶段，申请量较少，随着国家钢铁行业的迅猛发展，作为其分支行业的重要组成部分，废金属打包机研发专利申请量在“九五”期间至今迅猛发展。

3.3主要申请人

从表1中可以看出，中國废金属打包机研发领域中，江苏华宏是占有领先地位的，江阴瑞丰是近来来废金属打包机研发企业的新兴力量，宜昌力帝的前身是宜昌机床工业公司，虽然在研发废金属打包机领域不尽理想，但其在研发废金属加工装备的其他分支上研发成绩仍然是不容小觑的，德国梅特索林德曼公司近年来在中国的申请量较少，但其仍为废金属打包机研发领域的领军企业之一，而日韩两国在我国的申请占有量约为9%左右，虽然日本等国是废金属打包机研发大国，从其在中国的申请量也可以联想到，因我国对该领域装备更偏向于经久耐用，实用性占主导地位，因此，国内企业生产销售废金属打包机已然可满足国内市场。除了研发企业之外，个人申请在该领域也占有一席之地，卞叶忠从06年开始至今已申请废金属打包机相关申请19件，但大部分为实用新型申请。

3.4 我国废金属打包机专利申请研发特点

2008年，江苏华宏的专利申请CN200810021558提供了一种双面挤压、前翻包的卧式圆包液压金属打包机，其解决了束块紧密度不均和打包机难以从前面翻包出压缩室的技术问题，但很遗憾，在此申请之前美国已有该类现有技术，因此该申请被予以驳回；同年江苏华宏实用新型专利申请CN200820041584提供了一种废金属液压打包剪切机，其采用集打包和剪切为一体结构以及液压驱动解决了加工速率慢、工作效率低、工作平稳性差、束块疏松、剪切力小的技术问题，并具有束块长度可随时调节的功能，如图3所示。

2010年江阴瑞丰的专利申请CN201010156906提供了一种卧式屑饼机，其解决了立式屑饼机不能有效压实疏松金属材料的问题，提供了一种卧式的压缩率相对较大的能均可处理高、低密度材料的废金属打包机，如图4所示，除此之外，该公司从保证设备连续自动可靠的进行压块作业，避免停机人工干预和过压作業，及时转移与释放应力，提高安全性的研发角度，研发了一种申请号为CN201310150675压块机的释放空间结构和一种申请号为CN201310151047的压块机推挤冲头结构和一种申请号为CN201310150630具有预挤、再挤、终压三重挤压功能的松散金属废料压块机。

2012年的实用新型专利CN201220249862提供了一种整体式废金属液压打包机，将电、液、气等附属控制装置集成于打包机中，解决了现有技术中各控制器件与打包机分体安装导致售出后，占地面积大，维修调试困难，不便运输的问题，如图5所示。

2016年的实用新型专利CN201520923453提供了一种正向加压卧式液压金属打包机，通过改变施加在压盖上的压力的作用点与作用方向，使得压盖施加在物料上的压强比一般的设备大，在压制物料时效率大幅提高，如图6所示。

总结来说，我国对于废金属液压打包机的专利申请多数为实用新型专利，一般都是针对在实际生产应用过程中出现的技术问题，提出一些具有针对性改进，分析来看，一般是从打包效率，束块品质，结构优化角度对其进行研发，鲜有针对性能协调方面对废金属打包压实设备进行深入探索的申请。

4 我国废金属打包机研发方向展望

由于我国劳动力富余，所以经历了二十余年发展后的废钢加工设备仍然存在着手动、半自动、全自动（计算机控制）多种形式的打包机、剪切机，多规格、各种技术含量产品仍存在市场空间。这与社会需求以及市场的多元化形态有关，同时也与我国再生资源行业长期滞后于经济社会发展相关联，我国大型废钢加工设备的研制生产与世界先进水平尚有一定差距，大型废钢加工设备的使用也不普遍，这与我国钢铁大国的地位不相匹配。

现阶段我国废金属打包机的研发方向已转向多功能废金属打包生产线等。具有打包机和剪切机功能的复合废钢加工设备由于功能多样化，一机多用途，投资相对节省，适合我国国情，这类设备在我国废钢回收加工领域具有一定的市场潜力。对于自动上料，并能除尘去杂的废钢加工设备应鼓励研制开发，因为这类设备可以大幅度提高劳动生产率，还能与精料入炉、清洁生产相匹配。

参考文献

[1] 周贵花，李传铎，孙松林，王书磊，液压传动机构在金属打包机改造中的应用，山东冶金，2011.2（1），第75-77页.

[2] 林加冲，我过废钢铁加工设备制造业的自主发展、标准化建设及前景展望，中国废钢铁，2009.10（5），第22-28页.

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