全球首臺兆瓦級高溫超導感應加熱設備問世 2020-05-07 16:12?
這臺設備將給我國金屬壓延成型行業帶來顛覆性影響,為我國解決高端制造金屬材料方向的一些"卡脖子"技術帶來了希望。
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超導性是一種特殊的零電阻現象,被稱作二十世紀最偉大的科學發現之一,是指某些材料在溫度降低到某一臨界溫度時,電阻突然消失的現象,因為這一特性,超導材料應用十分廣泛。而高溫超導是指一些具有較其他超導物質相對較高的臨界溫度的物質在液態氮的環境下產生的超導現象,在電力能源、高端醫療、高速交通、大科學儀器、軍工等領域有著廣泛的應用前景。
兆瓦級高溫超導直流感應加熱設備是利用超導體(YBCO)在低溫下(液氮溫區)可實現穩定的零電阻超導態產生強磁場的特性,制備用于大型鋁型材、鈦合金等非磁性有色金屬型材加熱的高端裝備。
該設備有兩個主要突出技術優勢:一是加熱大型鋁、銅型材,較傳統感應加熱工頻爐,加熱效率高,高效節能省電(節電率約60%);二是具有加熱均勻、熱穿透深等優勢,用于加工航空和軍用飛機、軍工裝備等高端領域用鈦及鈦合金、鎂鋁合金等高端非磁性金屬材料,可提升材料可塑性,優化機械性能,提升材料品質。
據介紹,金屬壓延成型行業市場潛力巨大,僅國內鋁擠壓行業存量可替代大型加熱設備已有超過4000臺,折合產值約人民幣600億。目前,這臺兆瓦級高溫超導感應加熱設備已經得到市場認可,公司已經與中鋁集團、中國忠旺、西部超導等鋁合金、鈦合金加工大型國有企業深度接洽,許多企業都表示有意向訂購或簽訂戰略合作協議,將在兆瓦級超導直流感應加熱器的示范應用、技術推廣、平臺建設等展開全面合作。值得一提的是,這臺由中國自主設計開發、具有獨立知識產權的設備,獲得了包括國家最高科學技術獎獲得者、中科院院士的趙忠賢等專家的高度肯定。專家們認為,兆瓦級高溫超導感應加熱設備具有明顯的節能效果,可以將鋁擠壓的加熱成本從260元/噸降至130元/噸,照此計算,兩年的節電收益可以抵消設備投入成本。且該設備運行安全,對電網友好。
該技術應用廣泛,不僅僅是鋁材加工,很多金屬,包括船舶領域的一些大尺寸主軸、大工件的熱處理都可以使用,可以解決傳統設備加熱不均勻的行業痛點。透熱深度高的技術優勢應用于高級別鋁合金成型工藝,可以有效解決材料由于受熱不均勻而容易開裂的問題,也可對導電性差的鈦合金實現快速、均勻、大功率的加熱,這些突出優勢將助力我國軍工金屬材料品質整體提升。
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