发明创造名称：一种氮常压下冶炼高氮不锈钢的方法
外观设计名称：
决定号：195195
决定日：2019-10-14
委内编号：1F256443
优先权日：
申请（专利）号：201510433958.4
申请日：2015-07-22
复审请求人：内蒙古科技大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王妤
合议组组长：杨永红
参审员：党兴
国际分类号：C21C5/52
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：若要求保护的一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域技术人员在最接近现有技术和本领域公知常识的教导下容易得到的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510433958.4，名称为“一种氮常压下冶炼高氮不锈钢的方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为内蒙古科技大学，申请日为2015年7月22日，公开日为2015年10月21日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年4月17日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是权利要求1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日提交的说明书摘要、说明书第1-76段、摘要附图、说明书附图以及2018年1月3日提交的权利要求第1项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种氮常压下冶炼高氮不锈钢的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，根据目标钢种的要求配置原料，不易挥发、不易氧化、不易分解的物料由加料口加入感应炉内，氮化物、易分解、易挥发的物料按照分解、挥发的难易程度加入二次布料仓；
第二步，开启机械泵，对感应炉熔炼室抽真空；熔炼室真空度控制在220Pa以下；
第三步，开启电源，调节功率，预热炉料；
第四步，同时开启罗兹泵，深度抽真空，使感应炉熔炼室的真空度为58Pa；
第五步，待炉料温度升至1300～1400℃时，向感应炉熔炼室内充入氮气，使炉内的压力小于一个大气压；
第六步，炉料溶化后，将二次布料仓内的氮化物加入感应炉熔炼室，熔化18-20KW下搅拌1min；
第七步，待温度降低至1530～1540℃时，带功率浇注，在氮气气氛下冷却至1200～1300℃，从炉内取出空冷即可；
其中，第五步中，在1300～1400℃时，向真空感应炉内充入氮气大气压为0.082MPa；
第七步，在氮气气氛下冷却至1250℃，从炉内取出空冷即可；
在感应炉熔炼室安装水冷铜壁平台，在其上安放模具，通过水冷铜壁，增加冷却速度，待钢液凝固至1200℃时，从感应炉熔炼室取出，空冷；
所述氮化物包括氮化铬、氮化锰、氮化硅锰、氮化钒、氮化钛或氮化硅中的一种或两种以上任意比例的混合物。”
驳回决定认为：权利要求1相对对比文件1（CN103924031A，公开日为2014年7月16日）存在的区别或被对比文件2（CN102888550A，公开日为2013年1月23日）公开，或是本领域的常规选择，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年7月13日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种氮常压下冶炼高氮不锈钢的方法，其特征在于由以下步骤组成：
第一步，根据目标钢种的要求配置原料，不易挥发、不易氧化、不易分解的物料由加料口加入感应炉内，氮化物、易分解、易挥发的物料按照分解、挥发的难易程度加入二次布料仓；
第二步，开启机械泵，对感应炉熔炼室抽真空；熔炼室真空度控制在220Pa以下；
第三步，开启电源，调节功率，预热炉料；
第四步，同时开启罗兹泵，深度抽真空，使感应炉熔炼室的真空度为58Pa；
第五步，待炉料温度升至1300～1400℃时，向感应炉熔炼室内充入氮气，使炉内的压力为0.082MPa；
第六步，炉料溶化后，将二次布料仓内的氮化物加入感应炉熔炼室，熔化后18-20KW下搅拌1min；
第七步，待温度降低至1530～1540℃时，带功率浇注，在氮气气氛下冷却至1200～1300℃，从炉内取出空冷即可；
在感应炉熔炼室安装水冷铜壁平台，在其上安放模具，通过水冷铜壁，增加冷却速度，待钢液凝固至1200℃时，从感应炉熔炼室取出，空冷；
所述氮化物包括氮化铬、氮化锰、氮化硅锰、氮化钒、氮化钛或氮化硅中的一种或两种以上任意比例的混合物。”
复审请求人认为：1）对比文件1的充氮压力为4-10atm，而本申请为0.082MPa，因此对比文件1没有给出采用氮常压冶炼的技术启示；2）对比文件1直接对炉内熔炼室抽真空至小于15Pa后加热物料，而本申请则是分阶段抽真空，且真空度低于对比文件1，而不同的真空度会影响金属液熔炼过程中的成分；3）对比文件1的炉料加热经历功率先增大后降低的过程，精炼脱除O、N、H，而本申请仅要求感应炉内原料加热至1300-1400℃，无功率阶段控制；4）对比文件1还限定了合金化后加入脱氧剂，而本申请省略了该步骤。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年7月25日依法受理了该复审请求，并将其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坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年7 月25 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1相对对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款所规定的创造性。
复审请求人于2019 年8 月27 日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人坚持认为本申请权利要求1相对对比文件1 具备创造性。
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
审查文本的认定
本次复审请求审查决定所针对的文本是：2018年7月13日提交的权利要求1，申请日2015年7月22日提交的说明书第1-76段、说明书附图图1-图3、说明书摘要以及摘要附图。
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。
若要求保护的一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域技术人员在最接近现有技术和本领域公知常识的教导下容易得到的，则该权利要求不具备创造性。
一项发明省去一项或多项要素后，如果没有效果数据表明其依然保持原有的全部功能或者带来预料不到的技术效果，则该发明不具备创造性。
具体理由的阐述
权利要求1请求保护一种在氮常压下冶炼高氮不锈钢的方法，对比文件1公开了一种真空感应正压炉冶炼高氮钢的方法，其工艺步骤如下（参见权利要求1）：a、…… ，b、按钢种所含元素的要求配制冶炼物料（即权利要求1根据目标钢种的要求配置原料），清理坩埚，装入配制完成的冶炼物料；c、对加压感应炉熔炼室进行抽空，真空度小于15Pa时开始送电以加热冶炼物料（即权利要求1对感应炉熔炼室抽真空；熔炼室真空度控制在220Pa以下），起始功率为40KW，逐步增大功率，出现熔池后，维持并控制功率（即权利要求1开启电源，调节功率，预热炉料），避免喷溅；d、炉料化清后调低功率到10-15Kw，进入精炼，精炼30-40分钟，真空度≤5Pa，脱离包含以下的元素O、N、H；e、气体氮合金化：开启制氮机，充入氮气，调节炉内充氮压力至4atm-10atm，提高氮在钢液中的饱和溶解度，提高氮在钢液中的饱和溶解度（即权利要求1向感应炉熔炼室内充入氮气）；f、合金化：由加料口分步加入提高气体分压的冶炼原料，如Al、Cr、Si及按照步骤a中氮含量的实际加入重量百分比计算得到的氮化铬铁、氮化锰或其它增氮合金（公开了在溶化后加入氮化物进行增氮，即权利要求1炉料熔化后，将氮化物加入感应炉熔炼室，氮化物包括氮化铬、氮化锰、氮化硅锰、氮化钒、氮化钛或氮化硅中的一种或两种以上任意比例的混合物），以提高合金收得率；g、加入脱氧剂，控制钢液温度比熔点高100～150℃，带电浇入锭模中，降温（即权利要求1带功率浇注，冷却）；h、放气，破空，打开炉盖取出锭模，制成高氮钢。对比文件1公开了第一次物料在b步骤中添加物料，第二次物料比如氮化铬铁、氮化锰等是在合金化的f步骤中添加，可见对比文件1公开了分两次加料。因此，权利要求1与对比文件1相比，区别特征为：1）权利要求1具体明确了每次加料的物料的具体性质以及加入方式；2）限定了具体抽真空的设备，以及第二次抽真空的真空度；3）限定了充入氮气的压力；4）充入氮气时的炉料温度、炉料熔化后搅拌功率及时间；浇注温度以及在氮气气氛下冷却至1200-1300℃，从炉内取出空冷；以及在感应炉熔炼室安装水冷铜壁平台，其上安放模具，以增加冷却速度；以及5）本申请中未限定而对比文件1中限定的技术特征：根据公式配置炉料中的氮含量的实际加入比例，限定了具体的起始功率、以及涉及精炼的d步骤，f步骤中的加入提高气体分压的Al等原料，以及添加脱氧剂的g步骤和放气的h步骤。
针对区别1），为了避免物料的损耗，本领域技术人员容易想到将不易挥发，不易氧化以及不易分解的物料先加入感应炉内，将氮化物等易挥发、易分解、易氧化的物料后加入炉内。此外，通过加料口和布料仓加料是本领域常规的加料方式;
针对区别2），机械泵或是罗茨泵都是本领域常规的抽真空设备，因此选用上述设备是本领域技术人员容易想到的，而本领域技术人员可以根据所需钢水的纯净度调整相应的真空度；
针对区别3），由对比文件1的公式（1）可以明确钢水中的氮含量与炉内氮气分压相关，进一步的本领域公知采用常压感应熔炼工艺（不加正压）可以熔炼氮含量在0.5%左右的高氮钢（参见《特种金属材料及其加工技术》，李静媛等，北京，冶金工业出版社，2010年出版，第136页-138页）第4.2.3节），由此，根据实际所需的氮含量相应调整炉内氮气压力是本领域技术人员容易想到的;
针对区别4），炉料温度、熔化功率及时间以及浇铸时的温度及从炉内取出时的温度是本领域技术人员在冶炼时的常规选择，且没有证据表明上述工艺参数的选择给该技术方案带来了预料不到的技术效果。而通过水冷铜壁以强化冷却是本领域的公知常识，因此，本领域技术人员根据实际冷却的需求容易想到在感应炉熔炼室安装水冷铜壁平台，其上安放模具，以增加冷却速度;
针对区别5），对于本申请中未限定而对比文件1中限定的技术特征，本领域技术人员可以根据生产及产品的实际需求选择或不选择该技术特征。
因此，权利要求1的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款的规定。
对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为：1）虽然对比文件1记载了可以制备高到2%的高氮钢，但其实施例中仅可保证高氮钢的氮含量为0.46-0.71%，当设计氮含量为与0.46%的接近的0.389%时，本领域技术人员没有动机将对比文件1的氮气分压大幅度调整为仅是其氮分压8.1%的0.81atm，以获得与对比文件1相接近的氮含量；2）对比文件1公开了将真空感应熔炼室抽真空至小于15Pa后加热冶炼物料，而本申请是对感应熔炼室抽真空至220Pa后预热炉料，而后又深度抽真空至58Pa，采用两阶段抽真空，且即使最终压力58Pa大于对比文件1中真空度15Pa，仍然得到了含氮量高的高氮不锈钢；本领域技术人员没有动机将公知成熟的常规工序中也会含有的精炼工序省略舍弃；3）本申请即使舍弃脱氧剂也能获得较高的氮含量；即本申请属于要素省略的发明，具有突出的实质性特点和显著的进步。
针对1）：首先，本领域公知采用常压感应熔炼工艺（不加正压）可以熔炼氮含量在0.5%左右的高氮钢（参见《特种金属材料及其加工技术》，李静媛等，北京，冶金工业出版社，2010年出版，第136页-138页，第4.2.3节）；其次，对比文件1的公式（1）明确了钢水中的氮含量与氮气分压相关，本领域技术人员在制备0.5%左右的氮含量钢时，有动机在对比文件1的基础上采用公知的常压感应冶炼工艺。
针对2）：本领域技术人员可以基于成本和产品性能的实际需求，选择是否采用更低的真空度以及是否采用脱除N、H、O的精炼工序。
针对3）：首先，没有证据表明脱氧剂的添加与否会影响氮含量，在本申请原申请文件中没有记载实验数据表明脱氧剂的添加与否与含氮量的关系。其次，在本申请原申请文件中也没有记载实验数据表明,本申请省略脱氧剂后的技术方案与不省略添加脱氧剂的技术方案相比,其依然保持了原有的全部功能或是效果优于原技术方案。
因此，对于复审请求人的意见陈述，合议组不予认同。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年4 月17 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,复审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。
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