国内外海洋用钢专利申请现状分析

近年来，我国一直致力于发展海洋经济，加大开发利用海洋的力度，从而促使海洋装备制造业步入突破性发展的关键阶段。海洋工程装备用钢产品的开发，为钢铁企业提供了极大的发展机遇。

冶金工业信息标准研究院信息研究所对国内外海洋用钢领域的专利申请现状开展了详细分析。专利数据研究范围涵盖了国内外海洋平台用钢、海洋能源设备用钢、海底管线用钢、舰船用钢等领域。截止2014年6月30日，采集到的海洋用钢全球申请专利总计近1万件，归并同族后为5千余项。

1 海洋用钢专利申请发展趋势分析

依据采集的专利数据研究海洋用钢全球和中国专利申请量的逐年变化趋势。由于发明专利申请从申请日到公布有18个月的期限，因此，2013年专利申请量的统计并不能反映全年申请的真实情况。

1.1全球专利申请发展趋势分析

全球范围内海洋用钢专利从1973年至2013年历年专利申请量的变化，在一定程度上反映了近40年该领域在全球的发展进程。全球专利申请趋势可分为3个阶段：萌芽期、平稳增长期和快速增长期。

（1）萌芽期（1983年以前）

这一时期，每年全球的专利申请数量只有十余项甚至是几项，且申请国家集中在日本和欧美，如新日铁（现合并重组为新日铁住金，下同）专利JP52015414A针对于钢的抗层状撕裂性能做出研究，美国阿姆科钢铁公司专利US3989474A针对耐腐蚀性能提出新的化学成分设计等。此时海洋装备用钢的相关研究还处于摸索阶段。

（2）平稳增长期（1984-1997年）

该时期专利申请量呈现出平稳增长的态势，全球申请总量为905项。其中，日本专利申请量增长迅猛，共计729项，占总申请量的80.6%。这表明早在上世纪八九十年代，日本就已展开了海洋资源利用的战略部署及规划，其对海洋工程结构材料、船舶制造配套工艺予以高度重视，这极大地推动了日后日本在海洋能源开发、海洋工程、船舶等领域的发展。

（3）快速增长期（1998年至今）

随着各国对海洋资源开发利用的关注度大幅提升，世界范围内海洋用钢专利申请量进入了快速增长的阶段，年申请量由1998年的204项上升至2012年的519项。大部分属于海洋平台、海底管线、船舶、海洋油气存储设备用钢领域的研发，尤其是基于特殊的海洋环境，对钢的低温性能、耐腐蚀性能、抗撕裂性能、焊接性能、抗冲击性能等开展的研究，并针对平台、船舶、其他工程建造相关的焊接方法、材料、设备等也申请了大量专利。

1.2中国专利申请发展趋势分析

1985年至2013年中国海洋用钢专利申请量的变化趋势也可大致分为3个阶段：

（1）萌芽期（1993年以前）

中国于1985年开始实行专利制度，当年有3项关于海洋用钢的专利申请，其中2项来自唐山钢铁公司，涉及耐腐蚀船舶用钢的成分设计和生产以及焊接工艺；另一项是新日铁专利CN1985107487A，披露了用于港口河流的钢材。需要关注的是，新日铁在中国专利制度实行之初，就申请了海洋用钢的相关专利，说明日本企业在国外市场构建防御体系的意识十分强烈，也反映出上世纪80年代日本的专利制度运用已趋于成熟。而1993年以前，中国每年的海洋用钢专利申请量均在5项以下，相关研究发展缓慢。

（2）平稳增长期（1994-2003年）

1994至2003年十年间，在中国申请的海洋用钢专利总量为181项。其中，日本新日铁住金、JFE、韩国浦项三家企业在中国的申请总量达到61项，占申请总量的30%，表明外国钢铁企业在上世纪末就开始着手在中国市场的战略布局。再如美国埃克森美孚公司，就石油、天然气海底运输管线、海上运输船、存储设备制造材料及焊接工艺等方面在中国申请了9项专利。外国知名企业的进入成为该时期中国海洋用钢专利数量平稳增长的重要原因之一。而如中国钢铁龙头企业宝钢在此期间申请的相关专利仅有1件（CN1292429A，抗二氧化碳及海水腐蚀油套管用低合金钢）。由此可见，这一时期中国海洋用钢专利的申请趋势，反映了外国企业在中国的专利布局已进入了平稳发展状态，而对于中国钢铁企业及科研机构来说，相关研发实际上还处于萌芽阶段。

（3）快速增长期（2004年至今）

自2004年以后，中国海洋用钢专利申请无论从总量还是年度申请量来看，都呈现出了迅速攀升的态势。中国的钢铁企业以及科研机构，如宝钢、武钢、首钢和北京科技大学等就相关的研究成果申请了大量的专利。例如，2012年中国海洋用钢专利申请总量达277项，占当年全球申请量的一半之多，这主要与中国的资源开发战略有关。2002年党的十六大提出了“实施海洋开发”的战略部署，近年来更是将建设海洋强国作为发展目标。在国家海洋政策的强力推动下，中国本国企业在海洋用钢领域的研发上加大了人员力量的投入，海洋用钢是目前中国钢铁研发的一大热点。

与此同时，国外知名钢铁企业在中国的战略布局也愈演愈烈。该阶段中国的专利申请量排名前4位的企业分别为：新日铁住金、JFE、神户制钢和宝钢，前三家均为日本钢企。结合该领域的全球专利申请趋势来看，日本大规模研发出现在上世纪八十年代，这意味着中国的系统研究较日本晚了近二十年。

2海洋用钢专利申请技术构成分析

对专利数据的专利分类号进行统计研究，分析海洋用钢全球专利申请技术构成。研究所采用的分类号为国际专利分类号，通常缩写为IPC分类号。其中，冶炼（化学成分设计）选取的IPC分类范围是C22C38，热处理选取的IPC分类范围是C21D（不包括C21D0008小组），轧制选取的IPC分类范围是B21B（包括C21D0008小组），焊接选取的IPC分类范围是B23K。其中，热处理IPC分类C21D中的C21D0008小组，是指通过伴随有变形的热处理或变形后再进行热处理来改变物理性能，通常工程技术术语所述的控制轧制和控制冷却工艺正是分于此类目下，这是钢铁行业通常所说的轧制工艺与专利分类上的不同之处。因此，本文在统计数据时，将C21D0008小组划归在轧制领域里，而非热处理领域。海洋用钢的专利技术可分为冶炼（化学成分设计）、轧制、焊接、热处理这4个主要分支。可以看出，在海洋用钢的技术重点集中在冶炼（化学成分设计）和轧制2个分支。

海洋用钢专利申请前20位IPC分类号排名情况数据表明，在海洋用钢的研发领域中，通过钢中成分和微合金化元素含量的平衡配置，达到钢材性能的最优化，是海洋用钢领域一直不断研发探索的重点。另外，在轧制过程中通过控制加热温度、轧制过程、冷却条件等工艺参数，改善钢材的强度、韧性、焊接性能的控轧控冷技术，以及钢坯加热等与钢材的力学性能关系密切的工艺是研究热点。住友金属（现为新日铁住金）专利JP2004027355A披露了用于船舶、海洋结构物、抗疲劳龟裂扩展性优良的钢材，其获得优异强度、韧性及焊接性能，主要就是通过在热轧后进行再加热和急速冷却工艺实现的。此外，还有很多研发人员专注于海洋用钢配套焊接工艺及材料的研究。

3海洋用钢技术来源分析

本文通过专利的首次申请情况研究技术来源地，首次申请专利的数量反映了该国家和地区的技术创新能力和活跃程度。首次申请于日本、中国、韩国和美国的专利申请占海洋用钢领域申请总数的95.4%，说明这四个国家是该领域的主要技术力量。

日本在钢铁行业技术领先，拥有众多实力强大的企业，因此首次申请量比例很高。中国的申请量位居全球第二，说明中国钢铁行业对海洋用钢研究非常重视，并取得了一定的研发成果，仅就从专利申请数量来看，我国在海洋用钢领域具有竞争优势。韩国三面邻海，该国对海洋资源的开发利用十分关注，此外，韩国还拥有浦项制铁这一业界巨头，在海洋用钢领域具有很强的研发基础。美国作为全球各项技术都很发达的国家，其对海洋能源的开发已走在了世界前列，也在该领域布局了大量的专利。

日本和美国都是从20世纪60年代开始涉足海洋用钢的专利申请。上世纪八十年代，日本的专利申请量就开始呈现出增长趋势，这种增长趋势一直持续到2003年左右，之后日本在该领域的专利申请量保持在一个相对平稳的高位上，年申请量在150项左右。20世纪80年代到2010年，日本的专利申请量一直保持全球第一，体现出日本在该领域的霸主地位。而中国和韩国基本是从2003年之后发展起来的。尤其是中国，虽然起步较晚，但表现出比其他国家更高的增长率，近十年申请量更是直线上升，并于 2010年首次超过日本，成为年度申请专利最多的国家，这受益于中国政府大力支持海洋资源的开发利用。韩国政府把造船业列入国家支柱产业，推动了韩国近年来在海洋用钢领域的发展。美国在2005年至2009年之间的海洋用钢申请量相对较多，2010年后发展较为稳定，申请量一直处于平稳的状态。

4 结论

目前，世界海洋用钢研发力度较大的主要是日本、中国、韩国和美国。其中，日本在该领域投入最早、技术领先、发展成熟，并且十分注重在其他国家和地区构建专利保护和防御体系。就目前来看，由于中国在该领域的相关研究起步较晚，日本早先在中国布局的专利已经对我国海洋用钢产业的技术发展和保护形成了壁垒和阻碍。因此，中国在海洋用钢领域技术的研发应有效借鉴其他技术领先国家已经过保护期限的专利技术，但同时应建立自身的专利保护体系，关注其他主要技术领先国家在中国专利布局的动向，规避知识产权侵权风险。