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节能变压器非晶宽带项目
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM241
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该科技成果目标产品为宽度142mm、170mm和220mm,厚度为0.025-0.03mm的非晶宽带。非晶合金变压器与传统的硅钢片变压器相比,具有明显的节能优势,它能降低70%-80%的空载损耗。中国从70年代就开始了非晶态金属与合金的研究开发工作,截至目前,带材宽度在50mm以下的带材生产技术已经成熟,国内有几十家厂家可以生产,但是国内宽度在50mm到100mm的带材只有几家能够生产,而应用于非晶变压器的带材宽度为142mm、170mm和220mm,国内只有北京安泰科技公司可以生产142mm宽带材,且工艺不稳定。全球只有日立金属大规模生产。国内缺少技术领先、生产成规模非晶宽带生产企业,国家迫切需要实现国产化成果创新性:该项目产品有以下创新点: 1、研发出国际上最先进的特殊铜合金冷却辊,具有高的热传导能力,能及时把钢水的热量带走,热传导性能不降低。晶粒细小,晶粒直径小于30微米,有高的抗热疲劳性能,能长时间工作。 2、先进的冷却辊水冷结构。只用同行业30-40%的冷却水量就可保证非晶状态,节约大量水资源。接触钢水的辊面始终保持平面状态,没有凸度产生,这是保证带材质量的最关键问题,带材横向厚度一致。 3、采用真空感应炉熔炼技术,保温精炼浇注技术。工业纯铁、硼铁和硅采用真空熔化,减少了元素的烧损,没有气孔、夹杂物少,保证了带材的成分稳定通过对中间包保温精炼进一步去除钢液中杂质,钢液中渣滓上浮,保证浇注甩带过程持续进行。 4、采用气体保护喷带技术。喷带时在喷嘴周围利用适量的CO、CO2、Ar等保护气体,防止带材的氧化,带材表面光洁度高、贴辊面气孔少,提高了带材质量。 5、冷却辊在线修磨技术冷却辊在使用过程中必然会出现热疲劳层,普通砂纸、千叶轮无法及时打掉疲劳层,本创新点采用多级复合抛光刷辊,完美实现了在线修磨,可连续长时间喷带。 成果先进性:该项目在国外最先进的技术标准的基础上,经消化、吸收、再创新,形成了自己的生产工艺路线,如铁硅硼合金的真空熔练技术、中间包中频加热保温精炼底注技术、特殊铜合金冷却辊制作技术,冷却辊水冷结构设计,保护气体喷带技术,冷却辊在线修磨技术等均为自主创新。 国外日立金属公司非晶宽带制带技术已经十分成熟,能够稳定生产142mm、170mm、213mm宽非晶带材,带材板型、表面质量、磁性能均优于国内同类产品,占据国内外产品主要市场。 国内只有安泰科技、青岛云路两家公司建成了万吨级非晶宽带生产线,两家生产工艺与技术完全相同,只能稳定生产宽度142mm以下非晶宽带,宽度大于142mm的170mm、213mm带材还无法正常生产。其他厂家仅能生产100mm宽度以下的带材,以纳米晶带材为主。国内基本采用大气下熔炼母合金,其成分波动大,带材质量不稳定;冷却辊材质不过关,无法长时间制带,或采用价格非常高的进口冷却辊,使带材成本升高。 万隆公司拥有真空熔铸技术,特殊铜合金冷却辊生产制造技术,先进的冷却铜辊内部水冷结构,技术水平达到国际先进。该项目生产线可以稳定生产142mm、170mm、213mm宽非晶带材,带材质量达到日立水平,生产成本低。 经过检测,万隆公司研制的非晶宽带质量已经赶上国外水平。采用以上关键技术不仅大幅降低了成本、缩短了生产周期,还使产品的性能得到提高。形成了非晶宽带产品完整的生产工艺,经实践检验,产品性能及一致性,外观形状及尺寸精度完全符合要求。 成果独占性:采用关键技术: 1、快速冷却与凝固技术。金属在熔化后,内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却,原子就会随着温度的下降,而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来,形成晶体。如果冷却过程很快,原子还来不及重新排列就被凝固住了,由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却,仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下,形成非晶带材。万隆真空冶金根据多年来为钢铁厂设计高炉风口、氧枪喷头、连铸结晶器、电炉铜水箱等的经验对冷却辊的冷却装置进行了结构上的优化与改进,大幅度提高了冷却效果。 2、带材要厚度均匀、稳定性高、柔韧性好,不易断,具有较高的填充系数。带材的厚度要求介于20微米-30微米之间,不能出现凹凸不平或厚度不均问题。万隆公司通过为国内多家非晶及磁性材料生产厂家制造冷却辊积累的丰富经验,对冷却辊的材质、成型工艺及结构设计进行了优化与改进,使冷却辊的综合性能达到了德国KME公司的制造标准,并申请了 2012年12月9日,公司研发的“铬锆铜非晶带材冷却辊”通过了省级成果鉴定,鉴定结果达到了国际先进水平。 3、非晶合金钢水的成分要准确、稳定、含氧量低。万隆真空冶金采用自主研发的真空熔化、直接喷带工艺,提高了钢水成分的准确性和稳定性、降低了合金中的含氧量。真空熔化、真空浇注技术是万隆真空冶金的核心关键技术之一,公司拥有多年使用真空感应电炉生产有色金属新材料的丰富经验,并拥有自制大容量真空感应电炉的能力。如:公司2005年自主研制的国内目前有色行业最大的3.5T真空感应电炉,使用7年多来一直运行良好,而从德国进口同样容量的真空感应电炉需近5000万元,原因是国内专业的电炉厂尚制造不出同种设备。
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