发明创造名称：炼铁方法及窑炉
外观设计名称：
决定号：198613
决定日：2019-12-25
委内编号：1F255921
优先权日：2010-05-04
申请（专利）号：201510989144.9
申请日：2011-05-03
复审请求人：陈志伟
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：C21B11/00,B01D45/16,F27D17/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：经过修改的专利申请文件消除了原驳回决定指出的缺陷，应当撤销原驳回决定。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510989144.9，名称为“炼铁方法及窑炉”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为陈志伟，申请日为2011年5月3日，优先权日为2010年5月4日，公开日为2016年5月11日。本申请是申请号为201110122901.4发明专利申请的分案申请。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年4月16日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1、7-8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：分案申请递交日提交的说明书摘要、说明书第1-156段、摘要附图、说明书附图；2017年9月7日提交的权利要求第1-11项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：使携带熔化状态粉尘的高温气体冲刷粘附分离器的内壁，熔化状态的粉尘在自身粘性作用下粘附在粘附分离器的内壁上而与高温气体分离，粘附在内壁上的熔化状态粉尘在自身重力的作用下流到粘附分离器底部的排液口输出，净化后的高温气体从粘附分离器的出气口输入换热器换热冷却后再排出或是进一步反应后再输入换热器冷却排出；换热器回收的热量用于加热输入粘附分离器的气体，被换热器加热后的气体是直接输入或进一步反应后再输入粘附分离器的，其从换热器吸收的热量单独或是与进一步反应继续增加的热量一起，使输出粘附分离器的气体温度一直高于熔化状态粉尘的熔点温度。
2. 根据权利要求1所述的炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用换热器将含氧气体加热到500-1600℃作为氧化剂，将氧化剂分作第一和第二两部份；
(2)将步骤(1)所述的第一部份氧化剂与燃料和粉状铁矿石混合，氧化剂与燃料不完全燃烧产生1500℃以上的含CO、H2的高温还原性气体，粉状铁矿石在高温还原性气体中熔化成液体状态并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣；
(3)将含有熔化状态的铁矿石、液态铁和熔化状态的炉渣的高温还原性气体输入粘附分离器中，熔化状态的铁矿石、液态铁和熔化状态的炉渣粘附于分离器的内壁上，未完全还原的熔化状态的铁矿石在高温还原性气体的作用下继续还原析出液态铁和熔化状态的炉渣，液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器的排液口输出，再通过撇渣器将液态铁与炉渣分开，输出净化后的高温还原性气体；
(4)将经粘附分离器分离净化后输出的高温还原性气体与步骤(1)所述的第二部份氧化剂混合，二者完全燃烧所产生的1500℃以上的高温气体输入步骤(1)所述的换热器冷却后排出，换热器回收的热量用于加热步骤(1)所述的含氧气体。
3. 根据权利要求1所述炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用换热器将含氧气体加热到500-1600℃作为氧化剂，将氧化剂分作第一和第二两部份；
(2)将步骤(1)所述的第一部份氧化剂与燃料混合，二者不完全燃烧产生1500℃以上的含CO、H2的高温还原性气体；
(3)将上述高温还原性气体输入以颗粒或块状铁矿石为过滤层的粘附分离器，颗粒或块状铁矿石在高温还原性气体作用下受热熔化并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣，液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器的排液口输出，再通过撇渣器将液态铁与炉渣分开；
(4)将经粘附分离器分离净化后输出的高温还原性气体与步骤(1)所述的第二部份氧化剂混合，二者完全燃烧所产生的1500℃以上的高温气体输入步骤(1)所述的换热器冷却后排出，换热器回收的热量用于加热步骤(1)所述的含氧气体。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述粘附分离器内壁面积与所处理的高温气体的流量之比大于1(m2)/10000(m3/h)，使高温气体携带的熔化状态粉尘的分离效率大于95％。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述粘附分离器内壁面积与所处理的高温气体的流量之比大于1(m2)/1000(m3/h)，使高温气体携带的熔化状态粉尘的分离效率大于99％。
6. 根据权利要求2或3所述的炼铁方法，其特征在于，粘附分离器收集的液态铁和熔化状态的炉渣从排液口输出前，先通过一层煤炭或焦炭过滤层，以使未完全还原的熔化状态的铁矿石在煤炭或焦炭过滤层中继续还原析出液态铁和熔化状态的炉渣；所述换热器是蓄热式换热器，通过控制蓄热式换热器的换向操作时间控制净化后输出粘附分离器的高温气体的温度大于粉尘的熔点温度；所述粘附分离器为离心式粘附分离器、过滤式粘附分离器或者两种类型分离器的组合；离心式粘附分离器使携带熔化状态粉尘的高温气体在其内空中旋转，高温气体中携带的熔化状态粉尘即在离心力的作用下被甩离高温气体并粘附到分离器的内壁上，从而与高温气体分离；过滤式粘附分离器是使携带熔化状态粉尘的高温气体从其内由过滤材料堆砌成的过滤层的空隙中穿过，熔化状态的粉尘被粘附在过滤材料上而与高温气体分离。
7. 根据权利要求1至3中任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述粘附分离器为离心式粘附分离器，离心式粘附分离器包括壳体、内空、至少一个进气口、至少一个出气口和至少一个排液口，内空由粘附分离器的内壁围成并为圆柱状，进气口和出气口开设于壳体端部并与内空连通，排液口开设于壳体位置较低的一端，并与内空的底部 连接，粘附分离器的内壁上设置斜切于内空轴线的气体旋转导向条。
8. 根据权利要求1至3中任一项所述的炼铁方法，其特征在于，所述粘附分离器为过滤式粘附分离器，所述过滤式粘附分离器包括外壳、进气口、过滤层、出气口和排液口，所述过滤层是由过滤材料堆砌成的含有空隙的过滤层，过滤材料包含耐火材料、矿物原料或固体燃料中的一种或几种的组合。
9. 一种用于实现权利要求1至8中任一项所述的炼铁方法的窑炉，其包括：离心式粘附分离器、蓄热式换热器、含氧气体输送管路、流量调节阀、两个旋风炉或反应塔、燃料或粉状物料输送及流量控制设备、气体输入设备、燃料输入口、气体输出口、阀门、气体换向闸板和烟气换向闸板，其特征在于：蓄热式换热器的两组蓄热室分置于离心式粘附分离器的两侧，并各自通过一个旋风炉或反应塔与离心式粘附分离器的进气口/出气口相连接；两组蓄热室之间连接一条含氧气体输送管路，含氧气体输送管路的气体流量由流量调节阀调节；燃料或粉状物料输送及流量控制设备通过阀门和燃料输入口与旋风炉或反应塔相连；气体输入设备与蓄热式换热器的两组蓄热室分别相连，并通过两个气体换向闸板打开或关闭与对应蓄热室的连通状态；蓄热式换热器通过烟气换向闸板打开或关闭与气体输出口的连通状态。
10. 根据权利要求9所述的窑炉，其特征在于，在所述粘附分离器的内空下游与排液口之间增加了一层颗粒状或块状煤炭或焦炭及用于添加颗粒状或块状煤炭或焦炭的颗粒或块状物料加入设备。
11. 根据权利要求9所述的窑炉，其特征在于，将离心式粘附分离器替换为过滤式粘附分离器，过滤式粘附分离器的过滤层采用的过滤材料是颗粒状或块状煤炭或焦炭，由颗粒或块状物料加入设备加入颗粒状或块状煤炭或焦炭。 ”
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1（EP2105415A1，公开日为2009年9月30日）相比，二者的区别为：权利要求1记载了炼铁，熔化状态粉尘与高温气体分离的具体过程，净化高温气体，换热器回收的热量用于加热输入粘附分离器的气体，气体进入分离器之前的操作。但是本领域技术人员根据对比文件1公开的熔化分离操作、旋风炉及其基部的熔体出口及分离熔体并结合本领域的常规分析、实验及常规技术手段获得权利要求1请求保护的技术方案是显而易见的，因此权利要求1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款的所规定的创造性。权利要求7和8的附加技术特征对粘附分离器进行了限定，但上述限定的附加技术特征是本领域技术人员通过常规的分析即可选择的相应结构和分离设备。因此，权利要求7-8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7月6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，其中将原权利要求6中的附加技术特征“粘附分离器收集的液态铁和熔化状态的炉渣从排液口输出前，先通过一层煤炭或焦炭过滤层”并入权利要求1，同时将原权利要求6中的技术特征“以使未完全还原的熔化状态的铁矿石在煤炭或焦炭过滤层中继续还原析出液态铁和熔化状态的炉渣”删除。修改后的权利要求1和权利要求6如下：
“1. 一种炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：使携带熔化状态粉尘的高温气体冲刷粘附分离器的内壁，熔化状态的粉尘在自身粘性作用下粘附在粘附分离器的内壁上而与高温气体分离，粘附在内壁上的熔化状态粉尘在自身重力的作用下流到粘附分离器底部的排液口输出，净化后的高温气体从粘附分离器的出气口输入换热器换热冷却后再排出或是进一步反应后再输入换热器冷却排出；粘附分离器收集的液态铁和熔化状态的炉渣从排液口输出前，先通过一层煤炭或焦炭过滤层；换热器回收的热量用于加热输入粘附分离器的气体，被换热器加热后的气体是直接输入或进一步反应后再输入粘附分离器的，其从换热器吸收的热量单独或是与进一步反应继续增加的热量一起，使输出粘附分离器的气体温度一直高于熔化状态粉尘的熔点温度。
6. 根据权利要求2或3所述的炼铁方法，其特征在于，
所述换热器是蓄热式换热器，通过控制蓄热式换热器的换向操作时间控制净化后输出粘附分离器的高温气体的温度大于粉尘的熔点温度；所述粘附分离器为离心式粘附分离器、过滤式粘附分离器或者两种类型分离器的组合；离心式粘附分离器使携带熔化状态粉尘的高温气体在其内空中旋转，高温气体中携带的熔化状态粉尘即在离心力的作用下被甩离高温气体并粘附到分离器的内壁上，从而与高温气体分离；过滤式粘附分离器是使携带熔化状态粉尘的高温气体从其内由过滤材料堆砌成的过滤层的空隙中穿过，熔化状态的粉尘被粘附在过滤材料上而与高温气体分离。”
复审请求人认为：1）对比文件1的目的是将矿物熔融后，经拉丝制作成矿物棉，而本申请是将铁从铁矿石中还原析出，二者的目的及技术效果均不相同；2）本申请中设置的焦炭过滤层不仅可以还原熔渣中残留的未被还原的析出的铁，更为重要的作用在于在排液口处形成密封层，避免粘附分离器内腔中的还原性气体，通常包含有毒的CO及易燃的H2，通过排液口窜出，造成安全危险。因此，权利要求1、7-8具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年7月19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30 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1、7和8相对对比文件1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款的规定。
复审请求人于2019 年9 月8 日提交了意见陈述书，并在驳回决定所针对的权利要求书的基础上，对权利要求1-3进行了修改，将从属权利要求2中的除“通过撇渣器将液态铁与炉渣分开”这一附加技术特征外的其它全部附加技术特征合并到权利要求1中，并将其中的“1500℃以上的含CO、H2的高温还原性气体”修改为“高于铁矿石熔点的高温还原性气体”，同时对权利要求2和3进行了相应的修改，并在权利要求2中增加了特征“所述高于铁矿石熔点的高温还原性气体的温度为1500℃以上”，并修改了权利要求6的引用方式。 修改后的权利要求1-3和6如下：
“1. 一种炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：
使携带熔化状态粉尘的高温气体冲刷粘附分离器的内壁，熔化状态的粉尘在自身粘性作用下粘附在粘附分离器的内壁上而与高温气体分离，粘附在内壁上的熔化状态粉尘在自身重力的作用下流到粘附分离器底部的排液口输出，净化后的高温气体从粘附分离器的出气口输入换热器换热冷却后再排出或是进一步反应后再输入换热器冷却排出；换热器回收的热量用于加热输入粘附分离器的气体，被换热器加热后的气体是直接输入或进一步反应后再输入粘附分离器的，其从换热器吸收的热量单独或是与进一步反应继续增加的热量一起，使输出粘附分离器的气体温度一直高于熔化状态粉尘的熔点温度；
(1)利用换热器将含氧气体加热到500-1600℃作为氧化剂，将氧化剂分作第一和第二两部份；
(2)将步骤(1)所述的第一部份氧化剂与燃料和粉状铁矿石混合，氧化剂与燃料不完全燃烧产生高于铁矿石熔点的高温还原性气体，粉状铁矿石在高温还原性气体中熔化成液体状态并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣；
(3)将含有熔化状态的铁矿石、液态铁和熔化状态的炉渣的高温还原性气体输入粘附分离器中，熔化状态的铁矿石、液态铁和熔化状态的炉渣粘附于分离器的内壁上，未完全还原的熔化状态的铁矿石在高温还原性气体的作用下继续还原析出液态铁和熔化状态的炉渣，液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器的排液口输出，输出净化后的高温还原性气体；
(4)将经粘附分离器分离净化后输出的高温还原性气体与步骤(1)所述的第二部份氧化剂混合，二者完全燃烧所产生的1500℃以上的高温气体输入步骤(1)所述的换热器冷却后排出，换热器回收的热量用于加热步骤(1)所述的含氧气体。
2. 根据权利要求1所述的炼铁方法，其特征在于，所述高于铁矿石熔点的高温还原性气体的温度为1500℃以上；通过撇渣器将所述排液口输出的液态铁与炉渣分开。
3. 根据权利要求1所述的炼铁方法，其特征在于，
将所述步骤(2)替换为：(2)将步骤(1)所述的第一部份氧化剂与燃料混合，二者不完全燃烧产生1500℃以上的含CO、H2的高温 还原性气体；
将所述步骤(3)替换为：(3)将上述高温还原性气体输入以颗粒或块状铁矿石为过滤层的粘附分离器，颗粒或块状铁矿石在高温还原性气体作用下受热熔化并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣，液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器的排液口输出。
6. 根据权利要求1至3中任一所述的炼铁方法，其特征在于，粘附分离器收集的液态铁和熔化状态的炉渣从排液口输出前，先通过一层煤炭或焦炭过滤层，以使未完全还原的熔化状态的铁矿石在煤炭或焦炭过滤层中继续还原析出液态铁和熔化状态的炉渣；所述换热器是蓄热式换热器，通过控制蓄热式换热器的换向操作时间控制净化后输出粘附分离器的高温气体的温度大于粉尘的熔点温度；所述粘附分离器为离心式粘附分离器、过滤式粘附分离器或者两种类型分离器的组合；离心式粘附分离器使携带熔化状态粉尘的高温气体在其内空中旋转，高温气体中携带的熔化状态粉尘即在离心力的作用下被甩离高温气体并粘附到分离器的内壁上，从而与高温气体分离；过滤式粘附分离器是使携带熔化状态粉尘的高温气体从其内由过滤材料堆砌成的过滤层的空隙中穿过，熔化状态的粉尘被粘附在过滤材料上而与高温气体分离。 ”
复审请求人认为：修改后的权利要求1克服了驳回决定中原申请权利要求1不具备创造性的缺陷，因此，引用权利要求1的权利要求2-11也具备创造性。
复审请求人于2019年11月20日提交了补正书，对权利要求书进行了主动补正，其中对权利要求1-3和6进行了修改，具体地，对权利要求1中的步骤（2）做了进一步的限定，同时删除了权利要求2中的相应技术特征，在权利要求3中对步骤（3）做了进一步的限定，并修改了权利要求6的引用关系。修改后的权利要求1-3和6如下：
“1. 一种炼铁方法，其特征在于，包括以下步骤：
使携带熔化状态粉尘的高温气体冲刷粘附分离器的内壁，熔化状态的粉尘在自身粘性作用下粘附在粘附分离器的内壁上而与高温气体分离，粘附在内壁上的熔化状态粉尘在自身重力的作用下流到粘附分离器底部的排液口输出，净化后的高温气体从粘附分离器的出气口输入换热器换热冷却后再排出或是进一步反应后再输入换热器冷却排出；换热器回收的热量用于加热输入粘附分离器的气体，被换热器加热后的气体是直接输入或进一步反应后再输入粘附分离器的，其从换热器吸收的热量单独或是与进一步反应继续增加的热量一起，使输出粘附分离器的气体温度一直高于熔化状态粉尘的熔点温度；
(1)利用换热器将含氧气体加热到500-1600℃作为氧化剂，将氧化剂分作第一和第二两部份；
(2)将步骤(1)所述的第一部份氧化剂与燃料和粉状铁矿石混合，氧化剂与燃料不完全燃烧产生1500℃以上的含CO、H2的高温还原性气体，粉状铁矿石在高温还原性气体中熔化成液体状态并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣；
(3)将含有熔化状态的铁矿石、液态铁和熔化状态的炉渣的高温还原性气体输入粘附分离器中，熔化状态的铁矿石、液态铁和熔化状态的炉渣粘附于分离器的内壁上，未完全还原的熔化状态的铁矿石在高温还原性气体的作用下继续还原析出液态铁和熔化状态的炉渣，液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器的排液口输出，输出净化后的高温还原性气体；
(4)将经粘附分离器分离净化后输出的高温还原性气体与步骤(1)所述的第二部份氧化剂混合，二者完全燃烧所产生的1500℃以上的高温气体输入步骤(1)所述的换热器冷却后排出，换热器回收的热量用于加热步骤(1)所述的含氧气体。
2. 根据权利要求1所述的炼铁方法，其特征在于， 通过撇渣器将所述排液口输出的液态铁与炉渣分开。
3. 根据权利要求1所述的炼铁方法，其特征在于，
将所述步骤(2)替换为：(2)将步骤(1)所述的第一部份氧化剂与燃料混合，二者不完全燃烧产生1500℃以上的含CO、H2的高温 还原性气体；
将所述步骤(3)替换为：(3)将上述高温还原性气体输入以颗粒或块状铁矿石为过滤层的粘附分离器，颗粒或块状铁矿石在高温还原性气体作用下受热熔化并还原析出液态铁和熔化状态的炉渣，液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器的排液口输出，再通过撇渣器将液态铁与炉渣分开。
6. 根据权利要求2或3中任一所述的炼铁方法，其特征在于，粘附分离器收集的液态铁和熔化状态的炉渣从排液口输出前，先通过一层煤炭或焦炭过滤层，以使未完全还原的熔化状态的铁矿石在煤炭或焦炭过滤层中继续还原析出液态铁和熔化状态的炉渣；所述换热器是蓄热式换热器，通过控制蓄热式换热器的换向操作时间控制净化后输出粘附分离器的高温气体的温度大于粉尘的熔点温度；所述粘附分离器为离心式粘附分离器、过滤式粘附分离器或者两种类型分离器的组合；离心式粘附分离器使携带熔化状态粉尘的高温气体在其内空中旋转，高温气体中携带的熔化状态粉尘即在离心力的作用下被甩离高温气体并粘附到分离器的内壁上，从而与高温气体分离；过滤式粘附分离器是使携带熔化状态粉尘的高温气体从其内由过滤材料堆砌成的过滤层的空隙中穿过，熔化状态的粉尘被粘附在过滤材料上而与高温气体分离。 ”
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
本复审请求审查决定所针对的文本为：分案申请递交日提交的说明书摘要、说明书第1-156段、摘要附图、说明书附图以及2019年11月20日提交的权利要求第1-11项。
具体理由的阐述
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。
专利法实施细则第63条第2款规定，专利复审委员会进行复审后，认为经过修改的专利申请文件消除了原驳回决定指出的缺陷的，应当撤销原驳回决定。
国家知识产权局原审查部门发出的驳回决定的驳回理由是：权利要求1、7-8不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。驳回决定所针对的权利要求为2017年9月7日提交的权利要求第1-11项。
复审请求人于2019年11月20日提交的权利要求书替换页中，相对于驳回决定所针对的权利要求书，其修改后的权利要求1中包含了驳回决定针对的权利要求2中除“通过撇渣器将所述排液口输出的液态铁与炉渣分开”外的其他全部技术内容，由于驳回决定的驳回理由中并未涉及权利要求2，也没有涉及权利要求2中具体的技术特征，因此，驳回决定中指出的权利要求1不具备创造性的理由不再成立。即，修改后的权利要求1已经消除了驳回决定中所指出的权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定的具体缺陷。
相应的，引用该权利要求1的从属权利要求7和8不具备创造性的理由也不再成立。因此，根据专利法实施细则第63条第2款的规定，应当撤销该原驳回决定。
根据上述事实和理由，合议组作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018 年4 月16 日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本次复审请求审查决定所针对审查文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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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