中国超导热加工技术迎来新突破从20℃加热到403℃仅需10分17秒

  近日，由江西公司研制的世界首台兆瓦级高温超导感应加热装置在黑龙江正式投入到正常的使用中。从 20℃加热到 403℃，仅需 10 分 17 秒。而使用传统的电阻炉，至少需要 9 个小时。

  优异的加热效率来源于新的加热技术，在原理上高温超导感应加热装置的核心是超导体，其在低温下的电阻为零，因此加热时的能量损失非常少。

  高温超导加热装置不但可以用于非铁磁性有色金属（铝、铜等）型材的挤压和锻压，还能应用于熔炼、高端合金热处理等领域。相比于普通的电阻炉，这套自主知识产权的装置能将能效转化率提升一倍，同时能减少至少 50% 的碳排放。

  近年来，超导材料的制备技术正在不断成熟，科研人员也在不断探索超导材料的新应用，第二代高温超导材料在各行业的应用正从实验室走向实际应用。超导材料凭借其独特的物理特性在医疗仪器、交通运输、前沿重大科学装置、可控核聚变、电力系统等诸多领域都具有无法替代的作用。

  超导现象自 1911 年被发现以来，超导材料的发展经历了几个阶段：分别是低温超导材料、一代高温超导材料、二代高温超导材料、以及后期发现的铁基等超导材料。近年来，美国、韩国、日本、德国等发达国家先后在超导材料的制备技术上取得了突破，且有多个示范工程展示。

  随着二代高温超导带材市场化进程的加快，一代高温超导带材的造价成本将有较大的下降。综合载流密度高、工作时候的温度高等优势，其在工业应用场合将扮演无法替代的角色。经过长时间的探索，国内外多家超导公司已具备生产公里级二代高温带材的能力，这也代表着二代高温超导材料已确定进入到了产业化的前沿。

  高温超导技术，是逐步推动高端制造业发展的关键技术，这中间还包括悬浮交通、船舶、大型飞机等。由于该技术独特的运行温度（-196℃）和液氮价格相对低廉的优势，目前已成为工业界的研究热点。

  2013 年 1 月，为了专注于高温超导技术的研发，江西科技股份有限公司协同科技股份有限公司、北京交通大学等单位成立联创超导技术团队。

  当时，全球仅有两台工业级超导感应加热装置，德国和韩国各有一台，分别为 720 千瓦和 300 千瓦。然而，兆瓦级的超导加热技术一直是空白，因其关键技术掌握在发达国家手中，使得中国的高性能铝材主要来自于进口。

  早在 2012 年，中国高温超导研究奠基人之一、中科院院士，率先向兆瓦级高温超导加热装置发起挑战。如今，这一想法慢慢的变成了现实，他告诉媒体这台设备是采用一条全新的技术路线，利用金属在磁场中运动，最终产生涡流来加热。从效果看，有助于制造行业的节能减排。同时，这是一个非常好的起点，将高新科技与传统产业相结合，有助于未来传统产业的发展。

  2019 年 3 月 8 日，在联创超导的试验车间里，一根重量 500 多公斤的铝棒在电机的带动下非常快速地旋转，18 分钟后铝棒的温度达到预设的 450℃。兆瓦级超导感应加热装置的样机试验成果，为如今的产业化埋下伏笔。

  相比于几百千瓦级的水平，“兆瓦级”好比汽车发动机的排量从零点几提升到了 2.0，应用空间将变得更广阔。

  在 2023 年 4 月 20 日的投产现场上，副总裁、董事长告诉媒体，兆瓦级高温超导感应加热装置的正式投产，将颠覆传统的金属热加工行业，助力我国更快实现“双碳”目标。

  据了解，目前联创超导的订单已突破 60 台。毋庸置疑，超导直流感应加热技术已显现出商业前景，未来在电力系统短路抑制、节能减排，国防军工、大众交通、新型医疗等领域将展现出越来越强的市场潜能。