发明创造名称：一种16Mn无缝钢管管坯加热控制方法
外观设计名称：
决定号：180605
决定日：2019-06-05
委内编号：1F250009
优先权日：
申请（专利）号：201610353484.7
申请日：2016-05-25
复审请求人：内蒙古包钢钢联股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘悦
合议组组长：李珊
参审员：朱红霞
国际分类号：C21D1/34，C21D9/08，C21D11/00，C21D1/74
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，然而所述区别技术特征已在最接近的现有技术中给出了选择启示，则发明要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具有突出的实质性特点，不具有创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610353484.7、名称为“一种16Mn无缝钢管管坯加热控制方法”的发明专利申请（下称本申请）。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年1月11日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-6相对于对比文件1（CN104313298A，公开日为2015年1月28日）不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：原始申请文件。
驳回决定所针对的权利要求1-6如下：
“1.一种16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，所述方法为：采用环形加热炉对16Mn无缝钢管管坯进行加热，加热过程依次分为预热段、加热段、均热段，预热段加热温度小于等于700℃，加热段分为低温加热段及高温加热段，低温加热段加热温度大于等于800℃小于等于1100℃，高温加热段加热温度大于等于1050℃小于等于1290℃，均热段加热温度大于等于1260℃小于等于1300℃。
2.如权利要求1所述的16Mn无缝钢管轧制前管坯加热控制方法，其特征在于，所述环形加热炉分为预热区、一区、二区、三区、四区、五区、六区，预热区和一区作为预热段，预热段加热温度小于等于700℃，二区、三区作为低温加热段，二区加热温度大于等于800℃小于等于950℃，三区加热温度大于等于800℃小于等于1100℃，四区作为高温加热段，加热温度大于等于1200℃小于等于1270℃，五区和六区作为均热段，五区加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃，六区加热温度大于等于1260℃小于等于1290℃。
3.如权利要求1所述的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，所述环形加热炉分为预热区、一区、二区、三区、四区、五区、六区，预热区作为预热段，预热段加热温度小于等于700℃，一区、二区作为低温加热段，一区加热温度大于等于800℃ 小于等于950℃，二区加热温度大于等于800℃小于等于1100℃，三区和四区作为高温加热段，三区加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃，四区加热温度大于等于1240℃小于等于1290℃，五区和六区作为均热段，五区加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃，六区加热温度大于等于1260℃小于等于1290℃。
4.如权利要求1至3任一项所述的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，环形加热炉加热过程中炉膛压力控制为0.5—6Pa。
5.如权利要求1所述的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，环形加热炉加热过程中通过调整燃料的空然比和空气过剩系数控制预热段和加热段气氛为弱氧化性气氛。
6.如权利要求2或3所述的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，高温加热段加热时间为1.2—3小时，均热段先保温0.4-2小时，然后将均热段加热温度降低5℃-10℃再保温0.4-2小时”。
驳回决定中认为，权利要求1与对比文件1的区别主要在于处理对象以及均热段温度不同，且权利要求1限定了在环形加热炉内进行加热。在对比文件1已公开其加热方法可有效避免铸坯因加热产生表面裂纹、防止过烧并改善或消除了轴承钢碳化物的不均匀性的基础上，当面对如何消除16Mn无缝钢管轧制时因碳化物分布不均以及过热、过烧导致的性能偏低的技术问题时，本领域技术人员有动机将对比文件1公开的加热方法应用于16Mn无缝钢管管坯加热，其不存在难以克服的技术障碍；而根据钢件的成分特点、组织转变特性调整钢件的均热温度是本领域常规技术手段，而环形炉是本领域常规的连续热处理炉，因而权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-6的附加技术特征或被对比文件1公开或属于本领域的常规技术手段，因此权利要求2-6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年4月23日向专利局复审和无效审理部提出了复审请求，提交了意见陈述书及权利要求书全文的修改替换页，修改后的权利要求书如下：
“1.一种16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，所述方法为：采用环形加热炉对16Mn无缝钢管管坯进行加热，加热过程依次分为预热段、加热段、均热段，预热段加热温度小于等于700℃，加热段分为低温加热段及高温加热段，低温加热段加热温度大于等于800℃小于等于1100℃，高温加热段加热温度大于等于1050℃小于等于1290℃，均热段加热温度大于等于1260℃小于等于1300℃，其中，预热区、一区、二区、三区、四区、五区、六区，预热区作为预热段，预热段加热温度小于等于700℃，一区、二区作为低温加热段，一区加热温度大于等于800℃小于等于950℃，二区加热温度大于等于800℃小于等于1100℃，三区和四区作为高温加热段，三区加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃，四区加热温度大于等于1240℃小于等于1290℃，五区和六区作为均热段，五区加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃，六区加热温度大于等于1260℃小于等于1290℃。
2.如权利要求1所述的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，环形加热炉加热过程中炉膛压力控制为0.5—6Pa。
3.如权利要求1所述的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，环形加热炉加热过程中通过调整燃料的空然比和空气过剩系数控制预热段和加热段气氛为弱氧化性气氛。
4.如权利要求1所述的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于， 高温加热段加热时间为1.2—3小时，均热段先保温0.4-2小时，然后将均热段加热温度降低5℃-10℃再保温0.4-2小时”。
经形式审查合格，专利局复审和无效审理部于2018年5月4日依法受理了该复审请求，并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：本申请和对比文件1所要解决的技术问题均包括轧制加热中如何获得均匀分布的碳化物并避免过烧，而钢的强度和韧性性能偏低的原因包括碳化物分布不均匀，因此当对比文件1中轧制加热的技术方案可解决其碳化物分布不均的技术问题时，钢材的强度和韧性必然得到优化，两者所要解决的技术问题在本质上是相同的；本领域技术人员可根据实际环形炉的加热分区以及实际需要，调整具体的加热段数量。因此坚持驳回决定。
随后，专利局复审和无效审理部成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年3月1日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1与对比文件1的区别是：处理对象不同，且权利要求1限定了在环形加热炉内进行加热，权利要求1与对比文件1中高温加热段和均热段分区不同，加热温度略有不同。合议组认为对比文件1采用大直径轴承钢连铸坯轧制钢材时，铸坯存在碳化物分布不均匀、出现表面裂纹以及过烧的缺陷，在加热段存在高温下长时间加热，会造成脱碳严重、晶粒粗大等缺陷。16Mn无缝钢管轧制时也存在类似的问题。因此本领域技术人员能够想到将对比文件1公开的技术方案用于16Mn无缝钢管管坯的加热。并且本领域技术人员知晓提高奥氏体实际形成温度越高使其晶粒进一步变小，在此基础上本领域技术人员能够想到进一步提高加热段和均热段的加热温度。本领域技术人员能够根据环形炉的炉型特点、钢件成分、坯体尺寸以及实际需求划分各功能加热区并适当调整加热段、均热段的加热温度。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从权利要求2-4的附加技术特征或被对比文件1公开或属于本领域的常用技术手段，也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：本领域技术人员公知，碳化物分布不均匀直接影响钢的强度和韧性性能指标（参见公知常识证据1：《模具寿命及其技术》，张崇才著，中国文联出版社，2002年12月，第75-76页）。因此当对比文件1中轧制加热的技术方案可解决其碳化物分布不均的技术问题后，钢材的强度和韧性得到优化是必然得到的效果，也是本领域技术人员可以合理预期的。其次，连铸坯可作为无缝钢管的管坯是本领域技术人员所公知的，参见公知常识证据2：（《轧制工艺学》，宋仁伯，冶金工业出版社，2014年4月，第214-215页），而16Mn无缝钢管为本领域常规的无缝钢管。因此本领域技术人员能够想到将对比文件1公开的技术方案用于16Mn无缝钢管管坯的加热。最后，环形加热炉是用于无缝钢管管坯加热的常规设备（参见公知常识证据2），本领域实际进行连续性阶梯加热制度的实施中通常需按已有或实际所采用的环形炉的分区进行。
复审请求人于2019 年3月 19日提交了意见陈述书和修改后的权利要求书替换页，其中所作的修改是将技术特征“加热过程的时间为3-11h”限定到权利要求1中，修改后的独立权利要求1如下：
“一种16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，其特征在于，所述方法为：采用环形加热炉对16Mn无缝钢管管坯进行加热，加热过程依次分为预热段、加热段、均热段，预热段加热温度小于等于700℃，加热段分为低温加热段及高温加热段，低温加热段加热温度大于等于800℃小于等于1100℃，高温加热段加热温度大于等于1050℃小于等于1290℃，均热段加热温度大于等于1260℃小于等于1300℃，其中，预热区、一区、二区、三区、四区、五区、六区，预热区作为预热段，预热段加热温度小于等于700℃，一区、二区作为低温加热段，一区加热温度大于等于800℃小于等于950℃，二区加热温度大于等于800℃小于等于1100℃，三区和四区作为高温加热段，三区加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃，四区加热温度大于等于1240℃小于等于1290℃，五区和六区作为均热段，五区加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃，六区加热温度大于等于1260℃小于等于1290℃；其中所述加热过程的时间为3-11h”。
复审请求人认为，对16Mn无缝钢管管坯进行加热以保证炉子有较高的生产率，其与加热模式、加热温度、加热速度以及加热时间相关。对比文件1公开技术方案与本申请技术方案的加热模式不同，加热对象不同，加热的温度以及时间也不相同，本领域技术人员在对比文件1公开内容的基础上不能毫无疑义地获得本申请权利要求1请求保护的技术方案。本发明提供的16Mn无缝钢管管坯加热控制方法，屈服强度性能指标偏低缺陷全部消除，性能合格率达到100％。均热区为弱还原气氛能减少管坯的氧化烧损，烧损率小于2.2％，具有意料不到的技术效果。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）关于审查文本
本复审请求审查决定所针对的文本为：复审请求人于2019年3月19日提交的权利要求第1-4项，2016年5月25日提交的说明书第1-51段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，然而所述区别技术特征已在最接近的现有技术中给出了选择启示，则发明要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具有突出的实质性特点，不具有创造性。
具体到本案：
1.权利要求1请求保护一种16Mn无缝钢管管坯加热控制方法。对比文件1公开了一种轴承钢连铸坯的冷装加热方法，并具体公开了以下内容（参见说明书0059-0069段，附图1）：Φ650mm轴承钢连铸坯GCr15SiMn入缓冷坑缓冷到200℃以下出坑后，冷态下装入加热炉预热Ⅰ段开始加热，此时预热Ⅰ段温度为600℃（相当于权利要求1中的预热段，且公开了加热温度小于等于700℃）；铸坯以150℃/h的升温速度进入预热Ⅱ段，升温时间为2h；此时预热Ⅱ段温度为900℃（相当于权利要求1中的一区，且公开了加热温度大于等于800℃小于等于950℃）；铸坯以200℃/h的升温速度进入加热Ⅰ段，升温时间为0.75h；此时加热Ⅰ段温度为1050℃（相当于权利要求1中的二区，从上述内容及附图1可知对比文件1中的预热Ⅱ段及加热Ⅰ段相当于权利要求1中的低温加热段，且公开了加热温度大于等于800℃小于等于1100℃）；铸坯以200℃/h的升温速度进入加热Ⅱ段，升温时间为0.85h；此时加热Ⅱ段温度为1220℃（相当于权利要求1中的高温加热段三区，且公开了加热温度大于等于1180℃小于等于1250℃），最后铸坯进入均热段，此时均热段温度为1200℃，在均热段加热2小时（对应权利要求1中的均热段五区）。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别为：处理对象不同，且权利要求1限定了在环形加热炉内进行加热，权利要求1中高温加热段设有三区、四区，均热段设有五区、六区，而对比文件1中的上述两加热段没有分区，权利要求1中的均热段六区的加热温度范围为1260℃-1290℃，而对比文件1中均热段的最终温度为1200℃,加热过程的时间不同。基于上述区别，权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是：如何避免管坯加热过程中晶粒粗大。
对于上述区别，由对比文件1可知（参见说明书0003、0005段），采用Φ650mm大直径轴承钢连铸坯轧制成Φ160mm～Φ280mm的钢材时，铸坯存在碳化物分布不均匀、出现表面裂纹以及过烧的缺陷，在加热段存在高温下长时间加热，会造成脱碳严重、晶粒粗大等缺陷。并且连铸坯是本领域中常用的热压无缝钢管的管坯，而16Mn无缝钢管为本领域中常规的无缝钢管。因此16Mn无缝钢管轧制时也存在类似的问题，进而导致钢管的屈服强度、冲击韧性指标偏低（参见公知常识证据1，第75-76页）。因此本领域技术人员能够想到将对比文件1公开的技术方案用于16Mn无缝钢管管坯的加热。而环形炉是本领域中管坯加热的常用设备（参见公知常识证据2，第214-215页）。在对比文件1公开了采用连续加热炉进行阶段连续加热的基础上，采用环形炉实施阶段连续加热是本领域常规选择。并且本领域技术人员知晓提高奥氏体实际形成温度越高使其晶粒进一步变小，在此基础上本领域技术人员能够想到进一步提高加热段和均热段的加热温度。本领域技术人员能够根据环形炉的炉型特点、钢件成分、坯体尺寸以及实际需求划分各功能加热区并适当调整加热段、均热段的加热温度和加热时间。
由此可知，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识和常规技术手段得出该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1不具备突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2.对于权利要求2，环形加热炉采用微正压操作是本领域常规技术手段，本领域技术人员能够根据实际需要，结合常规试验确定合理的炉压值范围；对于权利要求3，本领域技术人员均知，环形加热炉采用弱氧化气氛有利于保证炉料的完全燃烧和管坯烧损比率的控制，但高温下采用弱氧化气氛易加剧管坯表面氧化程度，因此控制预热段和加热段的弱氧化性气氛是本领域技术人员在保证炉料完全燃烧和控制管坯烧损比率的同时尽量降低管坯氧化程度而作出的操作，且通过调整燃料的空然比和空气过剩系数控制炉内气氛是本领域常规技术手段；对于权利要求4，本领域技术人员能够根据钢件成分、断面尺寸、加热温度、加热速度以及对管坯内外温度均匀性要求等确定管坯的加热时间，此外，对比文件1公开了在加热Ⅱ段保温3小时后再降温均热2小时，其可避免奥氏体晶粒在均热段过于粗大是本领域技术人员易于知晓的，在此基础上，本领域技术人员能够根据管坯的成分、尺寸、均热温度等实际情况调整降温保温的时机、降温温度和保温时间。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的条件下，权利要求2-4也不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
（三）关于复审请求人的意见
对于复审请求人于2019 年3月 19日所陈述的意见，合议组认为：
对比文件1所解决的技术问题是：碳化物不均匀，脱碳严重，晶粒粗大，表面裂纹，钢坯过烧（说明书第5、6、22段）。本申请所解决的技术问题是：钢坯过热过烧，碳化物不均，晶粒过大造成钢管的屈服强度和韧性等指标变差（说明书第4、16段）。可见本申请和对比文件1所要解决的技术问题均包括钢坯热轧中碳化物不均匀，晶粒粗大，钢坯过烧。本领域技术人员公知，碳化物是脆性相，它以带状、网状、大颗粒或大块堆积分布时，使强度和韧性下降，碳化物富集区，易出现回火不足，增加其脆性；碳化物贫乏区，导致硬度和强度下降，即碳化物分布不均匀直接影响钢的强度和韧性性能指标（参见公知常识证据1，第75-76页）。因此当对比文件1中轧制加热的技术方案可解决其碳化物分布不均的技术问题时，钢材的屈服强度和韧性得到优化是必然得到的效果，也是本领域技术人员可以合理预期的。可见，对比文件1和本申请在解决碳化物分布不均的技术问题上是相同的。
连铸坯可作为无缝钢管的管坯是本领域技术人员所公知的（参见公知常识证据2，第214-215页），而16Mn无缝钢管为本领域常规的无缝钢管。因此本领域技术人员能够想到将对比文件1公开的技术方案用于16Mn无缝钢管管坯的加热。
环形加热炉是用于无缝钢管管坯加热的常规设备，本领域实际进行连续性阶梯加热制度的实施中通常需按已有或实际所采用的环形炉的分区进行。本申请的技术方案相对于对比文件1，在加热炉的加热段和均热段进行了分区的细分，并适当调整了加热温度和加热时间。本领域技术人员知晓提高奥氏体实际形成温度越高能使其晶粒进一步变小，在对比文件1公开了轧制加热过程具体包括预热段、加热段和均热段的基础上，根据管坯成分、尺寸以及实际需要能够对环形炉的加热分区的数量、温度范围和加热时间等参数进行调整。本领域技术人员知晓，环形加热炉的炉内有隔墙分区，热效率高，炉内气氛和温度易控制，烧损少，通常的烧损率为1%-2%。可见本申请取得的烧损率小于2.2%的技术效果是现有技术中普遍能够取得的，并没有带来意料不到的技术效果。
因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
基于上述事实和理由，合议组做出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年1月11日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
