電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件 第37部分：超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置-編制說明

一、工作簡況

1任務(wù)來源

本項(xiàng)目是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下達(dá)的國標(biāo)委發(fā)[2022]22號《關(guān)于下

達(dá)2022年第二批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》制定的，

項(xiàng)目編號為20220632-T-604。

根據(jù)計(jì)劃，本項(xiàng)目主要開展國家標(biāo)準(zhǔn)《電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件

第37部分：超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置》的制定工作，屬產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)。

項(xiàng)目計(jì)劃完成時間：2024年5月。

2主要工作過程

起草（草案、調(diào)研）階段：2021年3月，國標(biāo)委發(fā)布了《2021年國家標(biāo)準(zhǔn)

立項(xiàng)指南》，《指南》強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)化新興領(lǐng)域和科技成果轉(zhuǎn)化國家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目制定，

增加前瞻性、引領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)供給。根據(jù)指南要求，江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公

司組織科技人員著手超導(dǎo)透熱裝置國標(biāo)的立項(xiàng)申報工作，提出了標(biāo)準(zhǔn)草案初

稿；2021年6月，在工業(yè)電熱標(biāo)委會的大力支持下，通過秘書處向國標(biāo)委提交

了國標(biāo)立項(xiàng)申請材料；2021年12月，以線上會議的形式完成了項(xiàng)目立項(xiàng)答

辯；2022年7月，國標(biāo)委印發(fā)了《關(guān)于下達(dá)2022年第二批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃

及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)[2022]22號），《電熱和電磁處理裝置

基本技術(shù)條件第37部分：超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置》成功獲批立項(xiàng)。

計(jì)劃下達(dá)后，江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公司在標(biāo)委會秘書處的指導(dǎo)下，

成立了“超導(dǎo)透熱裝置國標(biāo)工作組”，建立微信群，廣泛征集各標(biāo)準(zhǔn)起草單位對

標(biāo)準(zhǔn)草案的意見。經(jīng)過反復(fù)論證、修改后，于2023年2月27日形成了標(biāo)準(zhǔn)征

求意見稿和編制說明。

征求意見階段：

審查階段：

報批階段：

3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

1

本項(xiàng)目由江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公司負(fù)責(zé)具體的制定工作。

項(xiàng)目參加單位：西安電爐研究所有限公司、北京交通大學(xué)、上海超導(dǎo)科技

股份有限公司、東北輕合金有限責(zé)任公司、福建省南平鋁業(yè)股份有限公司、西

部超導(dǎo)材料科技股份有限公司。

主要成員：戴少濤、毛潤輝、李琨、陳思侃、劉顯東、蔡宗仁、李超、李

芳昕。

主要起草人所做的工作：戴少濤任工作組組長，全面協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)起草工作。

毛潤輝、李琨為副組長，負(fù)責(zé)主持標(biāo)準(zhǔn)起草。同時，毛潤輝也是本文件的主要

執(zhí)筆人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編寫。陳思侃、劉顯東負(fù)責(zé)超導(dǎo)透熱裝置產(chǎn)品試驗(yàn)、測試與

驗(yàn)證。蔡宗仁、李超負(fù)責(zé)技術(shù)理論支持以及對國內(nèi)外超導(dǎo)透熱裝置的現(xiàn)狀與發(fā)

展情況進(jìn)行全面調(diào)研，提供必要的資料和技術(shù)支撐。李芳昕負(fù)責(zé)對各方面的意

見和建議進(jìn)行歸納整理，以及其他材料的編制。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容

1編制原則

本文件依據(jù)GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)

構(gòu)和起草規(guī)則》進(jìn)行編寫。

超導(dǎo)透熱裝置是一種工業(yè)電熱設(shè)備，產(chǎn)品隸屬于感應(yīng)電熱裝置大類，其編

寫基本上遵循GB/T10066《電熱和電磁處理裝置的試驗(yàn)方法》和GB/T10067

《電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件》的規(guī)定。

同時，本文件的編寫也借鑒了GB/T10066.32《電熱和電磁處理裝置的試驗(yàn)

方法第32部分：感應(yīng)透熱裝置》、GB/T10067.3《電熱裝置基本技術(shù)條件第3

部分：感應(yīng)電熱裝置》和GB/T10067.36《電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件

第36部分：感應(yīng)透熱裝置》的格式和內(nèi)容。

2主要內(nèi)容

本文件規(guī)定了超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、

檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存以及訂購和供貨。

本文件適用于工作頻率為3Hz～25Hz、以非鐵磁性金屬為主的坯料或工件

進(jìn)行整體或局部加熱的超導(dǎo)透熱裝置的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）分析情況

2

本項(xiàng)目是一個創(chuàng)新性項(xiàng)目，其核心技術(shù)和許多重要結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)方法在樣機(jī)

研制階段便做了大量的試驗(yàn)、測試及驗(yàn)證工作，而后在產(chǎn)品投產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)研制過

程中又進(jìn)行了多次驗(yàn)證和補(bǔ)充，對試驗(yàn)方法進(jìn)行了進(jìn)一步修訂完善。主要試驗(yàn)

（或驗(yàn)證）分析內(nèi)容包括以下幾個方面：

1超導(dǎo)磁體系統(tǒng)測試

溫度是超導(dǎo)磁體運(yùn)行的關(guān)鍵條件，冷卻方式對磁體至關(guān)重要。因此，冷卻

結(jié)構(gòu)及效果的試驗(yàn)測試是核心部件磁體在性能測試中的一個關(guān)鍵項(xiàng)目，包括冷

卻時間測試和通電溫度波動測試。

1）冷卻時間測試

超導(dǎo)透熱裝置磁體系統(tǒng)的冷卻采用了由氦氣制冷機(jī)向磁體制冷的導(dǎo)冷方

式，通過磁體內(nèi)部的冷卻傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)將冷量傳導(dǎo)至超導(dǎo)線圈，冷卻方式緩和，對

超導(dǎo)線圈的保護(hù)性好，冷卻過程中不會產(chǎn)生較大應(yīng)力，冷卻速度緩慢，對于φ

2200mm大型磁體的穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。

一整個周期的測試時間跨度較長，為獲得全面可靠的測試數(shù)據(jù)，冷卻時間

測試采取電腦自動記錄和人工手動記錄相結(jié)合的方式，現(xiàn)場測試人員每隔1h手

動記錄一次，夜間也不間斷。經(jīng)測試，一次完整的導(dǎo)冷過程需半月左右。根據(jù)

測試結(jié)果，與超導(dǎo)線圈連接的制冷機(jī)冷頭溫度可達(dá)到15K以下，超導(dǎo)線圈的總

體溫差小、均勻性好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

2）通電溫度波動測試

鐵心工作磁場的穩(wěn)定性對超導(dǎo)感應(yīng)透熱質(zhì)量有直接影響。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，超

導(dǎo)線圈勵磁過程中，其溫度的變化會導(dǎo)致鐵心工作磁場的線圈溫度有一定程度

的上升，其主要原因在于：一方面，勵磁過程中磁通變化，超導(dǎo)帶材本身會產(chǎn)

生一定的交流損耗；另一方面，磁通變化將在線圈骨架中感應(yīng)出渦流，渦流產(chǎn)

生的焦耳熱導(dǎo)致線圈溫度上升。根據(jù)測試結(jié)果，技術(shù)人員對磁體及線圈的結(jié)構(gòu)

進(jìn)行了改進(jìn)和完善，減小超導(dǎo)線圈在勵磁過程中的溫度變化，使磁場的工作穩(wěn)

定性得到進(jìn)一步改善。

2超導(dǎo)磁體系統(tǒng)氣隙磁場強(qiáng)度測試

氣隙磁場強(qiáng)度是與工件加熱功率直接相關(guān)的數(shù)據(jù)，工件加熱的均勻性及實(shí)

現(xiàn)梯度加熱皆需依賴氣隙磁場的調(diào)控，因此氣隙磁場測試驗(yàn)證對于加熱工藝的

調(diào)試意義重大。為全面完整的測量磁場在氣隙中的分布，技術(shù)人員設(shè)計(jì)了基于

3

霍爾磁場測試元件的霍爾陣列氣隙磁場測試裝置，可以快速方便的測得整個氣

隙磁場的相關(guān)數(shù)據(jù)。

霍爾陣列氣隙磁場測試裝置一次性可以測一個平面的磁場分布，陣列面板

可以沿著寬度方向上下運(yùn)動，掃過整個寬度方向即可測得整個氣隙的磁場分

布。

通過測試，試驗(yàn)人員觀察到，測試陣列中間磁場強(qiáng)度最高，邊緣磁場較

弱，這一現(xiàn)象會嚴(yán)重影響工件坯料的均勻加熱。針對這一現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員研制

了一種分段可調(diào)的鐵芯結(jié)構(gòu)，可滿足工件坯料的均勻化加熱。經(jīng)過對不同長

度、不同直徑坯料的反復(fù)試驗(yàn)和測試，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，坯料長度方向的溫差

降低到了標(biāo)準(zhǔn)允差的范圍以內(nèi)。在第三方檢測時，長度為1350mm的坯料，測

試結(jié)果為+3.1℃，—2.3℃，最終實(shí)現(xiàn)了大型工件均勻化高質(zhì)量加熱的目標(biāo)。

3機(jī)械傳動系統(tǒng)主軸箱可靠性測試

主軸箱是機(jī)械傳動系統(tǒng)的功能核心，需承受各種不同情況下的力學(xué)考驗(yàn)，

包括25000Nm的峰值扭矩、10T以上的液壓頂緊力、工件夾持時產(chǎn)生的長力臂

徑向力以及在磁場下帶載旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的交變扭力等，工況十分惡劣。因此主軸

箱的可靠性測試是驗(yàn)證裝置可靠性最關(guān)鍵的測試。

主軸箱在試驗(yàn)過程中也經(jīng)歷過重新定制，最初的主軸箱在試驗(yàn)中發(fā)生了斷

裂，這表明，常規(guī)設(shè)計(jì)承受不住夾持工件時產(chǎn)生的長力臂徑向力和旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)

生的巨大交變扭力。其后進(jìn)行了多次專家論證，對主軸箱的設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改，

在后面的制造過程中進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量管控，最終成功研制出能夠滿足重載、

復(fù)雜工況條件下穩(wěn)定耐用的主軸箱。

研制過程中還對以下三個方面進(jìn)行了重點(diǎn)測試驗(yàn)證：一是主軸箱各部件的

磨合期測試，二是主軸箱的軸承振動測試，三是主軸箱在高轉(zhuǎn)速、高啟停節(jié)拍

工況下的測試。

其中，軸承振動測試還邀請了供應(yīng)商共同參與，測試完成后供應(yīng)商提交了

主軸箱振動測試報告。測試結(jié)果表明，主軸箱內(nèi)主要承重軸承的振動值較小，

都能控制在一個合理的范圍內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)對軸承有害的缺陷頻率成分；在實(shí)際

工況下，主軸箱內(nèi)的所有軸承運(yùn)轉(zhuǎn)皆穩(wěn)定正常，完全滿足重載軸承規(guī)范和本項(xiàng)

目正常使用的需要。

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

4

本文件不涉及專利問題。

五、預(yù)期達(dá)到的社會效益等情況

對于鋁型材擠壓廠商來說，除物料以外，其產(chǎn)品成本當(dāng)中最主要的就是用

電成本。兆瓦級高溫超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置的能效為傳統(tǒng)感應(yīng)加熱設(shè)備的2倍

左右，其電力成本節(jié)約效果顯著，這也是超導(dǎo)透熱裝置的主要性能特點(diǎn)之一。

按照正常擠壓生產(chǎn)節(jié)奏，每月保持25日以上的生產(chǎn)需求，年節(jié)約用電可達(dá)300

萬度以上，生產(chǎn)利用率越高，其效益越顯著。

本項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，按年產(chǎn)200臺套規(guī)模、每臺每年節(jié)電300萬度計(jì)算，每年

將可節(jié)約電能6億度，直接減少電費(fèi)開支3億元。相當(dāng)于節(jié)約24萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，

減少二氧化碳排放60萬噸，減少氮氧化物排放9000噸。大力開發(fā)和推廣節(jié)能

技術(shù)和產(chǎn)品，運(yùn)用先進(jìn)適用技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)施綠色化改造，逐步將綠色技

術(shù)、綠色工藝滲透到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)，有利于推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，從

源頭上為生態(tài)環(huán)境減負(fù)。

與傳統(tǒng)交流感應(yīng)加熱相比，兆瓦級高溫超導(dǎo)透熱裝置在鋁、銅、鈦錠的加

熱中能成倍提高效率，產(chǎn)品質(zhì)量高、設(shè)備維修方便，是極具發(fā)展前景的一項(xiàng)新

技術(shù)。

本項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，在高效節(jié)能鋁型材加熱新技術(shù)方面邁出了關(guān)鍵的一

步，為提高我國高端裝備制造業(yè)的材料加工技術(shù)起到積極作用。本項(xiàng)目中各生

產(chǎn)設(shè)備如直接應(yīng)用于鋁型材企業(yè)，將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)

研究的大功率超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)電動機(jī)、超導(dǎo)儲能裝

置、超導(dǎo)磁體等領(lǐng)域的應(yīng)用項(xiàng)目，將逐步形成產(chǎn)業(yè)鏈，推動我國超導(dǎo)技術(shù)進(jìn)一

步發(fā)展。本項(xiàng)目生產(chǎn)過程中無廢水、污染性廢氣產(chǎn)生，無電力諧波污染。因設(shè)

備效率高、省電，可節(jié)約用煤，減少二氧化碳及氮氧化物排放，有利于環(huán)境保

護(hù)，促進(jìn)我國碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，帶來顯著的社會效益。

六、與國際、國外對比情況

21世紀(jì)初，超導(dǎo)感應(yīng)透熱技術(shù)的研究已在挪威、意大利、德國、俄羅斯等

國的高等院校廣泛開展，十分活躍。2002年，挪威的研究工作首次探索了通過

采用超導(dǎo)線圈的磁力來提高鋁棒加熱效率的可行性。2008年，美國和德國

ZenergyPower公司開發(fā)了世界上第一臺超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置，并在德國

Weseralu工廠投入使用，使用后極為滿意，Weseralu公司逐漸將其明頓工廠的

5

所有擠壓機(jī)都配備直流超導(dǎo)透熱設(shè)備，認(rèn)為其技術(shù)至少領(lǐng)先傳統(tǒng)感應(yīng)加熱10～

15年。隨后，意大利Sapa集團(tuán)也安裝了ZenergyPower公司制造的超導(dǎo)直流感

應(yīng)透熱裝置，用于高性能金屬材料的生產(chǎn)。2014年，韓國國立昌原大學(xué)的

JonghoChoi等設(shè)計(jì)并制造了一臺10kW級的超導(dǎo)透熱裝置，隨后成功開發(fā)出

300kW級超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置。超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱技術(shù)及裝備已在國際上廣

泛推廣應(yīng)用。

國內(nèi)超導(dǎo)感應(yīng)技術(shù)的研究也有十幾年歷史，早在2005年，中國科學(xué)院電工

研究所完成了內(nèi)徑120mm、外徑211.2mm、高202.8mm的單螺管高溫超導(dǎo)磁體

的研制。2010年，北京英納超導(dǎo)技術(shù)有限公司完成了超導(dǎo)加熱技術(shù)的原理性小

型樣機(jī)的研制和初步試驗(yàn)，并獲得了預(yù)期效果。2013年，江西聯(lián)創(chuàng)光電科技股

份有限公司聯(lián)合北京交通大學(xué)和上海超導(dǎo)科技股份有限公司，布局超導(dǎo)科技前

沿陣地，共同開發(fā)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱成套裝置及關(guān)鍵技術(shù)。

該項(xiàng)目獲得2015年江西省對外科技合作重點(diǎn)計(jì)劃項(xiàng)目支持。經(jīng)過6年的不懈努

力，研制單位在大口徑超導(dǎo)磁體制造、傳動轉(zhuǎn)矩自匹配、空間磁場分布調(diào)節(jié)等

關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破，MW級超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置樣機(jī)研制取得成功，

2019年完成了滿載運(yùn)行測試和第三方檢測，項(xiàng)目完全達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。2019年

7月，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織對該項(xiàng)技術(shù)及裝置進(jìn)行專業(yè)評價鑒定，由國

家科技最高獎獲得者趙忠賢院士牽頭、聚集國內(nèi)在凝聚態(tài)物理、超導(dǎo)電工、工

業(yè)控制和材料科學(xué)與工程等領(lǐng)域?qū)＜医M成評價專家組，對MW級超導(dǎo)感應(yīng)透熱

技術(shù)及裝置進(jìn)行全面獨(dú)立評價，專家組高度評價了項(xiàng)目的研制成果，認(rèn)為該項(xiàng)

目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，建議加大產(chǎn)品推廣力度，拓展高溫超導(dǎo)直流感

應(yīng)透熱裝置在多種金屬加工領(lǐng)域的應(yīng)用。

目前，首批超導(dǎo)感應(yīng)透熱裝置已在國內(nèi)大型鋁型材加工企業(yè)安裝完成并投

入生產(chǎn)應(yīng)用。本文件的制定將有助于該系列產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試和檢驗(yàn)

驗(yàn)收的規(guī)范化管理，有利于推動我國金屬加工行業(yè)先進(jìn)技術(shù)裝備的更新?lián)Q代，

改變我國高性能金屬材料長期以來依賴進(jìn)口、受制于人的局面，努力推動我國

從金屬材料制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)。

表1本項(xiàng)目國內(nèi)外同類技術(shù)比較

德國720kW韓國300kW本項(xiàng)目1MW

超導(dǎo)感應(yīng)透熱超導(dǎo)感應(yīng)透熱超導(dǎo)感應(yīng)透熱

超導(dǎo)材料Bi2223SuNAMYBCO上海超導(dǎo)YBCO

6

線圈尺寸Φ1000×400mm622×1247×57mmΦ2200×620mm

線圈匝數(shù)未報道6002808

帶材用量未報道3.4km18.0km

額定運(yùn)行安匝數(shù)未報道132000365040

工位數(shù)雙工位單工位雙工位

最大工件尺寸Φ177×690mmΦ240×700mmΦ450×1500mm

產(chǎn)能2.2t/h1.47t/h5.7t/h

能效≥80%80%～90%80%～90%

從國內(nèi)外超導(dǎo)透熱技術(shù)的發(fā)展和比較可以看到，該技術(shù)的應(yīng)用范圍廣、應(yīng)

用效果好。我國在超導(dǎo)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用程度方面已進(jìn)入國際先進(jìn)行列，主要性

能指標(biāo)達(dá)到或超過國外同類產(chǎn)品，表明我國超導(dǎo)感應(yīng)透熱裝備已從起步走向成

熟，標(biāo)志著我國超導(dǎo)透熱技術(shù)已經(jīng)正式應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。該項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，

將為我國金屬壓延行業(yè)的節(jié)能減排和提質(zhì)增效提供有效途徑，為“中國制造

2025”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出積極貢獻(xiàn)。

本文件為國內(nèi)先進(jìn)水平。

七、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

本文件與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明

建議本文件為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

建議本文件在獲批發(fā)布6個月后實(shí)施。

十一、廢止相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

十二、其他應(yīng)予以說明的事項(xiàng)

無。

7

一、工作簡況

1任務(wù)來源

本項(xiàng)目是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下達(dá)的國標(biāo)委發(fā)[2022]22號《關(guān)于下

達(dá)2022年第二批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》制定的，

項(xiàng)目編號為20220632-T-604。

根據(jù)計(jì)劃，本項(xiàng)目主要開展國家標(biāo)準(zhǔn)《電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件

第37部分：超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置》的制定工作，屬產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)。

項(xiàng)目計(jì)劃完成時間：2024年5月。

2主要工作過程

起草（草案、調(diào)研）階段：2021年3月，國標(biāo)委發(fā)布了《2021年國家標(biāo)準(zhǔn)

立項(xiàng)指南》，《指南》強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)化新興領(lǐng)域和科技成果轉(zhuǎn)化國家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目制定，

增加前瞻性、引領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)供給。根據(jù)指南要求，江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公

司組織科技人員著手超導(dǎo)透熱裝置國標(biāo)的立項(xiàng)申報工作，提出了標(biāo)準(zhǔn)草案初

稿；2021年6月，在工業(yè)電熱標(biāo)委會的大力支持下，通過秘書處向國標(biāo)委提交

了國標(biāo)立項(xiàng)申請材料；2021年12月，以線上會議的形式完成了項(xiàng)目立項(xiàng)答

辯；2022年7月，國標(biāo)委印發(fā)了《關(guān)于下達(dá)2022年第二批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃

及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)[2022]22號），《電熱和電磁處理裝置

基本技術(shù)條件第37部分：超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置》成功獲批立項(xiàng)。

計(jì)劃下達(dá)后，江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公司在標(biāo)委會秘書處的指導(dǎo)下，

成立了“超導(dǎo)透熱裝置國標(biāo)工作組”，建立微信群，廣泛征集各標(biāo)準(zhǔn)起草單位對

標(biāo)準(zhǔn)草案的意見。經(jīng)過反復(fù)論證、修改后，于2023年2月27日形成了標(biāo)準(zhǔn)征

求意見稿和編制說明。

征求意見階段：

審查階段：

報批階段：

3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

1

本項(xiàng)目由江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公司負(fù)責(zé)具體的制定工作。

項(xiàng)目參加單位：西安電爐研究所有限公司、北京交通大學(xué)、上海超導(dǎo)科技

股份有限公司、東北輕合金有限責(zé)任公司、福建省南平鋁業(yè)股份有限公司、西

部超導(dǎo)材料科技股份有限公司。

主要成員：戴少濤、毛潤輝、李琨、陳思侃、劉顯東、蔡宗仁、李超、李

芳昕。

主要起草人所做的工作：戴少濤任工作組組長，全面協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)起草工作。

毛潤輝、李琨為副組長，負(fù)責(zé)主持標(biāo)準(zhǔn)起草。同時，毛潤輝也是本文件的主要

執(zhí)筆人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編寫。陳思侃、劉顯東負(fù)責(zé)超導(dǎo)透熱裝置產(chǎn)品試驗(yàn)、測試與

驗(yàn)證。蔡宗仁、李超負(fù)責(zé)技術(shù)理論支持以及對國內(nèi)外超導(dǎo)透熱裝置的現(xiàn)狀與發(fā)

展情況進(jìn)行全面調(diào)研，提供必要的資料和技術(shù)支撐。李芳昕負(fù)責(zé)對各方面的意

見和建議進(jìn)行歸納整理，以及其他材料的編制。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容

1編制原則

本文件依據(jù)GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)

構(gòu)和起草規(guī)則》進(jìn)行編寫。

超導(dǎo)透熱裝置是一種工業(yè)電熱設(shè)備，產(chǎn)品隸屬于感應(yīng)電熱裝置大類，其編

寫基本上遵循GB/T10066《電熱和電磁處理裝置的試驗(yàn)方法》和GB/T10067

《電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件》的規(guī)定。

同時，本文件的編寫也借鑒了GB/T10066.32《電熱和電磁處理裝置的試驗(yàn)

方法第32部分：感應(yīng)透熱裝置》、GB/T10067.3《電熱裝置基本技術(shù)條件第3

部分：感應(yīng)電熱裝置》和GB/T10067.36《電熱和電磁處理裝置基本技術(shù)條件

第36部分：感應(yīng)透熱裝置》的格式和內(nèi)容。

2主要內(nèi)容

本文件規(guī)定了超導(dǎo)直流感應(yīng)透熱裝置的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、

檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存以及訂購和供貨。

本文件適用于工作頻率為3Hz～25Hz、以非鐵磁性金屬為主的坯料或工件

進(jìn)行整體或局部加熱的超導(dǎo)透熱裝置的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）分析情況

2

本項(xiàng)目是一個創(chuàng)新性項(xiàng)目，其核心技術(shù)和許多重要結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)方法在樣機(jī)

研制階段便做了大量的試驗(yàn)、測試及驗(yàn)證工作，而后在產(chǎn)品投產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)研制過

程中又進(jìn)行了多次驗(yàn)證和補(bǔ)充，對試驗(yàn)方法進(jìn)行了進(jìn)一步修訂完善。主要試驗(yàn)

（或驗(yàn)證）分析內(nèi)容包括以下幾個方面：

1超導(dǎo)磁體系統(tǒng)測試

溫度是超導(dǎo)磁體運(yùn)行的關(guān)鍵條件，冷卻方式對磁體至關(guān)重要。因此，冷卻

結(jié)構(gòu)及效果的試驗(yàn)測試是核心部件磁體在性能測試中的一個關(guān)鍵項(xiàng)目，包括冷

卻時間測試和通電溫度波動測試。

1）冷卻時間測試

超導(dǎo)透熱裝置磁體系統(tǒng)的冷卻采用了由氦氣制冷機(jī)向磁體制冷的導(dǎo)冷方

式，通過磁體內(nèi)部的冷卻傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)將冷量傳導(dǎo)至超導(dǎo)線圈，冷卻方式緩和，對

超導(dǎo)線圈的保護(hù)性好，冷卻過程中不會產(chǎn)生較大應(yīng)力，冷卻速度緩慢，對于φ

2200mm大型磁體的穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。

一整個周期的測試時間跨度較長，為獲得全面可靠的測試數(shù)據(jù)，冷卻時間

測試采取電腦自動記錄和人工手動記錄相結(jié)合的方式，現(xiàn)場測試人員每隔1h手

動記錄一次，夜間也不間斷。經(jīng)測試，一次完整的導(dǎo)冷過程需半月左右。根據(jù)

測試結(jié)果，與超導(dǎo)線圈連接的制冷機(jī)冷頭溫度可達(dá)到15K以下，超導(dǎo)線圈的總

體溫差小、均勻性好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

2）通電溫度波動測試

鐵心工作磁場的穩(wěn)定性對超導(dǎo)感應(yīng)透熱質(zhì)量有直接影響。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，超

導(dǎo)線圈勵磁過程中，其溫度的變化會導(dǎo)致鐵心工作磁場的線圈溫度有一定程度

的上升，其主要原因在于：一方面，勵磁過程中磁通變化，超導(dǎo)帶材本身會產(chǎn)

生一定的交流損耗；另一方面，磁通變化將在線圈骨架中感應(yīng)出渦流，渦流產(chǎn)

生的焦耳熱導(dǎo)致線圈溫度上升。根據(jù)測試結(jié)果，技術(shù)人員對磁體及線圈的結(jié)構(gòu)

進(jìn)行了改進(jìn)和完善，減小超導(dǎo)線圈在勵磁過程中的溫度變化，使磁場的工作穩(wěn)

定性得到進(jìn)一步改善。