探索銅電纜的新應(yīng)用方向 實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新跨越式發(fā)展
銅電纜的質(zhì)量安全與先進(jìn)制造
2017年08月14日 14:35 8201次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 銅資訊
經(jīng)歷史和實(shí)踐證明,電纜行業(yè)與有色金屬冶煉、加工行業(yè)唇齒相依、可謂“我發(fā)展你增產(chǎn)”。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,2016年我國電纜行業(yè)銅導(dǎo)體用量695萬噸,比2015年增長6%;鋁導(dǎo)體用量250萬噸,比2015年增長5%;電纜行業(yè)2000萬元以上產(chǎn)值的企業(yè)2048家,行業(yè)銷售總產(chǎn)值1.47萬億元,比2015年增長4.7%,利潤增長4.9%。
電纜行業(yè)清理整頓初見成效
3月份,西安地鐵查出使用的不合格電纜,存在嚴(yán)重安全隱患。“西安地鐵問題電纜”事件,再次證明了“沒有質(zhì)量就沒有未來”。電纜被喻為身體的“血管和神經(jīng)”,但得了病往往就觸及嚴(yán)重的“質(zhì)量安全”危機(jī)。問題發(fā)生后,國務(wù)院決定依法依規(guī)對(duì)“西安地鐵問題電纜”事件嚴(yán)厲問責(zé),進(jìn)一步強(qiáng)化全過程、全鏈條、全方位監(jiān)管,確保質(zhì)量安全。此外,中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)電線電纜分會(huì)向電纜行業(yè)全體會(huì)員、業(yè)內(nèi)所有從業(yè)組織和從業(yè)人員發(fā)出提升質(zhì)量水平,加強(qiáng)規(guī)范自律的倡議書。提出嚴(yán)格遵守國家法律法規(guī)、自覺遵循社會(huì)公序良俗,誠信生產(chǎn)經(jīng)營,積極采用新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備,全面提高質(zhì)量可靠性和穩(wěn)定性等要求。
中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)電線電纜分會(huì)已全面啟動(dòng)“行業(yè)質(zhì)量提升工程”。據(jù)電纜生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)反映表明,當(dāng)前,電纜行業(yè)已開始出現(xiàn)了向好的“優(yōu)勝劣汰”勢(shì)頭,質(zhì)量好的銅桿訂單明顯增加,質(zhì)量差的銅桿生產(chǎn)企業(yè)遭淘汰,致使銅桿整體行業(yè)經(jīng)營狀況好轉(zhuǎn)。另一方面,由于國家、地方政府對(duì)環(huán)保要求的進(jìn)一步落實(shí),一批不達(dá)標(biāo),甚至脫標(biāo)、非標(biāo)的劣質(zhì)銅桿產(chǎn)品已被勒令停產(chǎn)。由此可以看出,經(jīng)過這一階段的規(guī)范和“洗牌”,勢(shì)必對(duì)未來銅電纜行業(yè)發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。
廢雜銅桿發(fā)展升級(jí)未來前景可期
我國火法精煉廢雜銅直接再生制桿技術(shù)生產(chǎn)廠家擁有先進(jìn)的工藝和裝備,符合標(biāo)準(zhǔn)、良好的銅桿性能,可與國外先進(jìn)的同類標(biāo)準(zhǔn)(歐標(biāo)、美標(biāo))并駕齊驅(qū),此類銅桿在電纜工業(yè)中的應(yīng)用認(rèn)可度最高。此外,目前我國對(duì)陳舊的廢雜銅制桿方法及其所制造的不合格桿線已明令淘汰,電纜工業(yè)也不再使用。那么再生銅桿企業(yè),到底要不要改造求新生?諸如廢雜銅桿生產(chǎn)有否前途?每噸桿的能源消耗究竟多少和國家是否有新的政策?
從現(xiàn)階段情況來看,在綠色環(huán)保節(jié)能的循環(huán)經(jīng)濟(jì)中,再生行業(yè)的前景是明朗燦爛的。2016年6月16日,國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于營造良好市場(chǎng)環(huán)境促進(jìn)有色金屬工業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型增效益的指導(dǎo)意見》第三條“加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)智能制造”明確指出,要提高再生有色金屬回收利用技術(shù)和裝備水平,鼓勵(lì)企業(yè)提高再生有色金屬的使用比例。上海電纜研究所黃崇祺院士認(rèn)為,可以說再生銅桿的前景是明朗和值得期待的,它不因銅價(jià)波動(dòng)而受到影響。或許可以說,在經(jīng)濟(jì)低谷時(shí),應(yīng)做好再生銅桿技術(shù)的改造,做好充足的準(zhǔn)備,一旦經(jīng)濟(jì)回暖,正好“捷足先登”。綠色環(huán)保、節(jié)約能源、淘汰落后產(chǎn)能,把產(chǎn)品向中、高端水平提升,是目前我國再生銅桿的發(fā)展方向。中國是世界第一用銅大國但自身缺少銅資源,節(jié)約銅礦開采和原生電解銅是我國銅產(chǎn)業(yè)的策略。淘汰舊工藝和舊裝備,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)升級(jí)換代,可使再生銅桿全國性的質(zhì)量問題得到解決,是絕對(duì)有前途的。
從國外和國內(nèi)行業(yè)發(fā)展的勢(shì)態(tài)看,一方面,廢雜銅直接再生銅桿產(chǎn)量在國際上正在逐年增長。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)再生金屬分會(huì)信息顯示,廢雜銅直接再生銅桿和電解銅桿的應(yīng)用態(tài)勢(shì)已達(dá)60%和40%之比,且廢雜銅直接再生銅桿(FRHC牌號(hào)的銅桿)在我國已有標(biāo)準(zhǔn)可循,國外已于2013年列入歐洲標(biāo)準(zhǔn)、2015年列入美國標(biāo)準(zhǔn)。另一方面,近十年來,世界再生銅產(chǎn)量已占原生銅產(chǎn)量的40%~55%,其中美國占約60%,日本約占45%,德國約占80%,而中國僅約占30%左右,與先進(jìn)國家相比,我國再生銅產(chǎn)量尚有一定差距。
此外,我國生產(chǎn)每噸再生銅桿的能源消耗水平與國外同類生產(chǎn)方式的先進(jìn)水平相當(dāng)。在四爐組合布置生產(chǎn)條件下,每噸再生銅桿管道天然氣用量平均水平70m3/噸桿,屬國際先進(jìn)水平。能源消耗與廢銅原料、工人操作和停機(jī)輔助時(shí)間有關(guān),天然氣用量最低值能達(dá)到65m3/噸桿,整條生產(chǎn)線的電耗為105攝氏度/噸桿左右。所謂四爐組合,即豎爐熔化(1ⅹ20t/h)、精煉爐精煉(傾動(dòng)式,2ⅹ50t)、保溫爐保溫(傾動(dòng)式,1ⅹ25t)。這樣布置,可按市場(chǎng)需求,實(shí)現(xiàn)不間斷連續(xù)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)再生銅桿或電解銅桿。
著力研發(fā)銅電纜特別應(yīng)用領(lǐng)域是重點(diǎn)
目前,對(duì)銅材、鋁材的選用,正向著實(shí)事求是的方向發(fā)展,走上以技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果比較、安全使用和電力系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)及用戶的決定為準(zhǔn)則的理性化道路。在國外部分國家或地區(qū),不使用鋁合金電纜,只選用鋁電纜,也有的國家將鋁合金電纜主要用于建筑物中。鋁合金“線束”也在汽車、飛機(jī)等場(chǎng)合使用。而我國鋁(鋁合金)線纜(除架空導(dǎo)線外),已在家電、電子變壓器、小變壓器、移動(dòng)網(wǎng)用射頻線、風(fēng)電電纜、超高壓和特高壓直流輸電用干式平波電抗器、軌道交通用鋼鋁導(dǎo)電軌、屏蔽編織線等上使用,并已取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。為了規(guī)范市場(chǎng)和推進(jìn)“以鋁節(jié)銅”,7個(gè)鋁和鋁合金電纜新標(biāo)準(zhǔn)已陸續(xù)出臺(tái),標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容分別為電纜的導(dǎo)體 GB/T3956-2008/IEC60228:2004、電纜導(dǎo)體用鋁合金線”GB/T30552-2014、架空絞線用耐熱鋁合金線GB/T30551-2014/IEC62004:2007、架空絞線用鋁-鎂-硅系合金圓線GB/T23308-2009/IEC60104:1987、架空絞線用中強(qiáng)度鋁合金線(報(bào)批稿)NB/T xxxxx-xxxx、額定電壓0.6/1 KV鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜NB/T42051-2015、額定電壓1KV(Um=1.2KV)到35KV(Um=40.5KV)鋁合金芯擠包絕緣電力電纜GB/T31840.1-2015。
2016年《中國電力與能源》雜志提出了節(jié)能優(yōu)先方針的論述,其中闡述了從電力傳輸和建設(shè)智能電網(wǎng)的角度出發(fā),對(duì)銅和鋁合金電纜的選擇,電網(wǎng)公司在實(shí)施節(jié)能優(yōu)先方針時(shí)的途徑有八個(gè)方面:
第一,節(jié)能優(yōu)先方針的提出及其含義,應(yīng)在能源開發(fā)中堅(jiān)持開發(fā)與節(jié)能并舉,把節(jié)能放在首位,把節(jié)約貫穿在能源開發(fā)、產(chǎn)生、傳輸、使用的全過程,這是國家能源戰(zhàn)略的核心任務(wù)之一;第二,淘汰落后產(chǎn)能是節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略的重點(diǎn)之一,淘汰落后產(chǎn)能對(duì)降低工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)值能耗有著重要作用,電纜是電網(wǎng)公司大量使用的產(chǎn)品,其對(duì)社會(huì)能耗總量的影響不得不加以認(rèn)真考量;第三,從節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略的能源科技創(chuàng)新角度看銅、鋁合金電纜的應(yīng)用能源輸送,是重點(diǎn)突破的技術(shù)領(lǐng)域,即安全和高效的傳輸技術(shù),包括大規(guī)模交直流混合電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)、全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真技術(shù)、超導(dǎo)電力技術(shù)、大電網(wǎng)安全保障技術(shù)、特高壓輸變電成套設(shè)備、電網(wǎng)安全防護(hù)設(shè)備、可再生能源并網(wǎng)群控設(shè)備等裝備的研究;第四,節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略目標(biāo)是建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。 “堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”是國網(wǎng)公司實(shí)施各種能源戰(zhàn)略的核心,該理念得到國際社會(huì)的高度認(rèn)可,電氣電子工程學(xué)會(huì)(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)主席亞當(dāng)·恰克明確表示:“中國在智能電網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)處于領(lǐng)軍地位。”對(duì)于這樣一個(gè)具有中國能源傳輸核心作用的網(wǎng)絡(luò),任何增加其不確定性、增加能耗水平和增加風(fēng)險(xiǎn)性的材料都必須堅(jiān)決避免;第五,節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略需要電網(wǎng)建設(shè)朝清潔能源方向發(fā)展,電網(wǎng)公司在未來清潔能源大幅度提升的形勢(shì)下,更要了解何種電纜是清潔能源最優(yōu)勢(shì)的選擇材料,風(fēng)能、太陽能等新能源具有隨機(jī)性和間歇性特點(diǎn),其可控性和可預(yù)測(cè)性低于傳統(tǒng)石化能源發(fā)電,對(duì)電網(wǎng)的控制和協(xié)調(diào)能力提出了巨大挑戰(zhàn),在此方面,建議我國應(yīng)花大力氣研發(fā)銅電纜的特別應(yīng)用領(lǐng)域;第六,節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略,提倡能源可持續(xù)發(fā)展,能源可持續(xù)發(fā)展可從四個(gè)指標(biāo)來衡量,即國內(nèi)資源支撐力、環(huán)境承載能力、能源系統(tǒng)安全性、國外資源獲取能力;第七,從系統(tǒng)安全角度看,電力傳輸系統(tǒng)因鋁合金電纜的加入,尤其是在接頭端子技術(shù)欠缺的條件下,還要考慮到標(biāo)準(zhǔn)缺失,現(xiàn)場(chǎng)施工人員素質(zhì)和質(zhì)量控制管理體系薄弱,人員培訓(xùn)等方方面面因素;第八,“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”前行中的每一步,應(yīng)該在節(jié)能優(yōu)先方針下慎重思考并制定有遠(yuǎn)見的戰(zhàn)略。
高性能銅合金電子材料研發(fā)在即
無線輸電是電力傳輸?shù)淖钕冗M(jìn)技術(shù),它讓傳輸?shù)木嚯x不再是問題。無線輸電技術(shù)可分為三類,一是基于電磁感應(yīng)的短距離傳輸技術(shù)。例如,在醫(yī)療器械領(lǐng)域,它可改變傳統(tǒng)的植入式醫(yī)療電子產(chǎn)品的供電方式,避免更換電池帶來病痛與感染。在交通運(yùn)輸、電子通信等領(lǐng)域的應(yīng)用。二是基于磁共振耦合的中距離傳輸技術(shù),例如,在人工心臟中的核電池充電的應(yīng)用。三是基于微波/飛秒激光的長距離傳輸技術(shù)。微波電能傳輸(MPT)是將電能轉(zhuǎn)化為微波,讓微波經(jīng)自由空間傳送到目標(biāo),再經(jīng)整流,轉(zhuǎn)化成直流電能。此技術(shù)主要有空間太陽能電站、低軌道和同步軌道衛(wèi)星供電等的應(yīng)用。
未來,無線輸電技術(shù)可能投入應(yīng)用,這種技術(shù)有望在未來解決電動(dòng)汽車的充電難題。據(jù)美國《科學(xué)美國人》月刊網(wǎng)站2017年5月11日?qǐng)?bào)道,以色列擬鋪無線充電公交道路。以政府與“電子公路公司”合作,利用路面下的無線充電技術(shù)在特拉維夫鋪設(shè)一條公交道路,以免除到充電站充電的麻煩。電子公路公司的技術(shù)解決方案表明,感應(yīng)充電技術(shù)價(jià)格合理,且性價(jià)比高,電動(dòng)公交車可攜帶一種輕型便宜的電池,它體積不龐大,造價(jià)低,且永遠(yuǎn)不用停下來充電,這種技術(shù)一旦在路上使用可以持續(xù)不斷地為具有適當(dāng)裝備的車輛充電,只需一次性地鋪設(shè)這種基礎(chǔ)設(shè)施,就可供各種車輛使用。這是一大突破性技術(shù),且能在全世界范圍內(nèi)的道路上大規(guī)模采用。該公司目前唯一的一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)是一段長24.4米的測(cè)試道路,進(jìn)一步擬在特拉維夫打造一段長800米的公交線路。在未來,這種道路的單位造價(jià)是一項(xiàng)關(guān)鍵因素,目前探索該技術(shù)的國家越來越多,以色列只是其中之一。據(jù)英國《Nature》(Letter)2017年6月15日?qǐng)?bào)道,美國斯坦福大學(xué)的研究成果利用非線性的“宇稱—時(shí)間—對(duì)稱”(PT對(duì)稱)的量子物理學(xué)原理設(shè)計(jì)了一種無線輸電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)主要有:可自動(dòng)調(diào)整無線電波的頻率,以應(yīng)對(duì)充電板與汽車之間的距離變化;該系統(tǒng)在電力傳輸間距達(dá)69cm時(shí),傳輸效率仍可達(dá)100%。該系統(tǒng)不需調(diào)諧電路,設(shè)備相對(duì)于充電板的移動(dòng)速度也不會(huì)受到影響。這可以給一些難以架設(shè)的線路或危險(xiǎn)的地區(qū)供電,并解決新能源電站的電能輸送問題。
銅包鋁線繞制的線圈可能在無線輸電技術(shù)中獲得重要的應(yīng)用。這種技術(shù),是在高頻下通過磁場(chǎng)感應(yīng)耦合的無線輸電系統(tǒng)需要低電阻的線圈,因?yàn)樗男蕵O大地受到它的質(zhì)量系數(shù)的影響。銅包鋁線(CCA),不僅輕,而且具有與銅、鋁不同的特性,如頻率 (MHZ)—電阻、損耗密度分布、頻率—渦流損耗、在繞制成線圈后的交流電阻與頻率的關(guān)系和如何計(jì)算交流電阻等都在從理論到實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究。
黃崇祺院士認(rèn)為,銅包鋁線在生產(chǎn)和應(yīng)用中有四個(gè)關(guān)注點(diǎn):第一,銅鋁過渡層(Al2Cu、Al2Cu3、Al2Cu9)性脆,應(yīng)越薄越好,銅包鋁線的銅層如脫(針孔露鋁),使鋁底暴露在空氣中則加速線的電化腐蝕;第二,銅包鋁線的使用溫度一般不超過200℃為佳,因?yàn)檫@與銅鋁擴(kuò)散、增厚銅鋁過渡層有關(guān);第三,使用斷屑剝皮—等溫復(fù)合法,或許會(huì)有很薄的銅鋁擴(kuò)散層,從而銅鋁結(jié)合強(qiáng)度高,產(chǎn)品質(zhì)量也高;第四,當(dāng)銅包鋁線大量應(yīng)用時(shí),要注意解決低成本的回收方法和不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的二次污染。
另外值得思考的是,目前我國國產(chǎn)銅包鋁線生產(chǎn)從原材料到裝備和產(chǎn)品質(zhì)量尚需升級(jí)改造。陳舊的水平連鑄鋁或鋁合金制桿方式應(yīng)該淘汰,否則會(huì)影響整個(gè)制線過程和產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)有的國產(chǎn)包覆機(jī)組和連續(xù)焊接監(jiān)測(cè)達(dá)不到銅、鋁初始結(jié)合和焊縫連續(xù)穩(wěn)定監(jiān)測(cè)的效果,會(huì)致使后續(xù)工序生產(chǎn)效率低和線的質(zhì)量差。拉線機(jī)和需要時(shí)的退火爐,也需要改善工藝條件,以適應(yīng)拉制雙金屬線和退火的條件,保證線的質(zhì)量。
電纜工業(yè)有色金屬加工
專用重大裝備實(shí)現(xiàn)新突破
現(xiàn)階段,國內(nèi)新一代鋁、鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線已投入運(yùn)行。針對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有的傳統(tǒng)鋁及鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線存在的諸多缺陷,例如,環(huán)保、高能耗、鋁及鋁合金連鑄時(shí)熔體的液位自動(dòng)控制、線錠和軋機(jī)的張力自動(dòng)控制、低于80℃線桿的收桿、生產(chǎn)線的信息化缺失問題等。上海中聯(lián)電纜工程技術(shù)總公司在經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研的基礎(chǔ)上精心研發(fā)設(shè)計(jì)的新一代鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線在貴州塑力調(diào)試成功并投入運(yùn)行,并另兩條同樣生產(chǎn)線已在山東、新疆投入生產(chǎn),生產(chǎn)出的鋁合金桿經(jīng)檢測(cè)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。該鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線的特點(diǎn)是:自動(dòng)化程度高、配置齊全、能耗低、環(huán)保達(dá)標(biāo)、澆鑄液位及鑄坯張力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,成品線桿滿足80℃以下收桿(實(shí)際線桿溫度在38℃~45℃),并配置了信息化管理系統(tǒng)。該鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線的研制成功并投入運(yùn)行,為制造高端鋁合金線桿創(chuàng)造了良好的必備條件,可以滿足業(yè)內(nèi)高質(zhì)量的鋁及鋁合金線桿的生產(chǎn)需求。
另外,廢雜銅直接制桿裝備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)中國制造。2015年10月,由中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦、江西稀有金屬鎢業(yè)控股集團(tuán)有限公司和上海電纜研究所共同承辦的“國家科技項(xiàng)目廢雜銅直接制桿技術(shù)開發(fā)與示范產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)會(huì)”在江西贛州市召開,這是國內(nèi)廢雜銅直接制桿裝備生產(chǎn)線的一次重大突破。這條融合了國內(nèi)外最新的工藝、裝備、輔助設(shè)施、自動(dòng)控制的高端裝備生產(chǎn)線,首次實(shí)現(xiàn)連鑄自動(dòng)液位控制,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
長期以來,中國既是銅資源缺乏國又是銅的消費(fèi)大國,僅2016年全國銅導(dǎo)體消費(fèi)量約695萬噸,原料的對(duì)外依存度高達(dá)70%,其中電纜工業(yè)用銅量占總用銅量的60%以上,約占世界銅導(dǎo)體總用量的1/3,以廢雜銅為原料的再生銅已經(jīng)逐漸成為彌補(bǔ)我國銅產(chǎn)業(yè)原料短缺的重要途徑之一。2011年,江鎢控股集團(tuán)贛州江鎢新型合金材料有限公司與上海電纜研究所等單位合作,牽頭承擔(dān)了由中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟組織的國家科技部科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“廢雜銅直接制桿技術(shù)開發(fā)與示范”,并于2014年10月順利通過國家科技部驗(yàn)收,邁出了廢雜銅直接制桿技術(shù)與裝備國產(chǎn)化實(shí)質(zhì)性的步伐。該項(xiàng)裝備技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),有著流程短、資源綜合利用率高、節(jié)能顯著、綠色環(huán)保、成本低、產(chǎn)品“可軋性、可拉性、可退火性”穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),達(dá)到國際同類裝備和產(chǎn)品先進(jìn)水平,符合我國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的目標(biāo)。項(xiàng)目的開發(fā)成功將有利于提高整個(gè)再生銅加工產(chǎn)業(yè)的裝備水平,提升電工銅桿生產(chǎn)的工藝水平與產(chǎn)品質(zhì)量,推動(dòng)再生銅桿產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。
目前,我國大直徑電纜鋁護(hù)套用立式雙輪四槽連續(xù)包覆機(jī)組已開發(fā)成功。電力電纜鋁護(hù)套的連續(xù)制造方法,至今國內(nèi)外采用三種方法,即鋁錠雙筒臥式連續(xù)擠壓法、鋁帶連續(xù)包覆—焊接法和鋁桿連續(xù)擠壓包覆法。大連交通大學(xué)經(jīng)三年努力,用四根直徑15mm鋁桿為原料,用連續(xù)擠壓包覆法可生產(chǎn)出直徑達(dá)到180mm的鋁護(hù)套,完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋁錠雙筒臥式連續(xù)擠壓法,滿足超高壓電纜等大直徑電纜鋁護(hù)套的要求。該技術(shù)團(tuán)隊(duì)之所以能達(dá)到此要求,說明他們已完全掌握了先進(jìn)的數(shù)值模擬技術(shù),運(yùn)用新型模具設(shè)計(jì)理論,才能生產(chǎn)出達(dá)國際先進(jìn)水平的鋁管圓度和壁厚均勻性。這完全可與國際著名的BWE公司相匹敵。
超導(dǎo)電纜與二代高溫超導(dǎo)帶材產(chǎn)業(yè)化
碳納米管與石墨烯在銅導(dǎo)體中的應(yīng)用待開發(fā)
據(jù)了解,上海電纜研究所超導(dǎo)電纜示范工程已從研究階段轉(zhuǎn)入產(chǎn)業(yè)化階段。上海電纜研究所開發(fā)成功的“低溫絕緣高溫超導(dǎo)電纜”于2013年12月9日在上海寶鋼投入實(shí)際供電線路運(yùn)行,至今已歷時(shí)3年,一直在安全運(yùn)行之中,接著從開發(fā)階段轉(zhuǎn)入生產(chǎn)階段,現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化廠房已經(jīng)建成,生產(chǎn)大長度電纜生產(chǎn)線的裝備已陸續(xù)進(jìn)入調(diào)試階段。上海超導(dǎo)公司已開發(fā)出了我國二代高溫超導(dǎo)帶及其交鑰匙生產(chǎn)線。該技術(shù)的工藝流程,是在采用獨(dú)特技術(shù)拋光后的基帶上,分別利用磁控濺射法、離子束輔助沉積法、脈沖激光沉積法制備緩沖層、種子層、超導(dǎo)層,形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的物理法制備第二代高溫超導(dǎo)帶材的成套工藝技術(shù)。二代超導(dǎo)帶產(chǎn)品現(xiàn)有5個(gè)系列,即ST-04-E、ST-05-L、ST-05-E、ST-06-L、ST-10-E和ST-12-L系列。二代超導(dǎo)帶基于物理氣相沉積法制備的YBCO超導(dǎo)帶,具有低溫高場(chǎng)電性能、一流的自場(chǎng)電流密度、優(yōu)異的磁體繞制性能,以及極低的交流損耗(0.36-0.5w/m),可應(yīng)用于電力(超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)電機(jī))、交通、能源、醫(yī)療(醫(yī)用核磁共振)、高能物理(大型粒子對(duì)撞機(jī))、無線通訊(超導(dǎo)濾波)等各個(gè)領(lǐng)域。
石墨烯是目前自然界最?。ㄒ粋€(gè)碳原子厚)、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能最好的一種新型納米材料。它的電流密度是銅的100萬倍,導(dǎo)熱率是銅的10倍,能夠拉伸20%而不斷裂,其強(qiáng)度超出鋼鐵數(shù)十倍。碳納米管和石墨烯在銅、鋁導(dǎo)體中的應(yīng)用研究,我國尚處起步階段,據(jù)資料研究,采用電鍍法制備的層狀CNTS(碳納米管)/Cu(銅)復(fù)合材料,經(jīng)900℃、3小時(shí)的退火處理后,所有樣品的導(dǎo)電率都有大幅度提高,但只達(dá)到純銅箔的52%。至于如何產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚需更多時(shí)日,目前還未見到具有突破性的進(jìn)展。對(duì)銅、鋁導(dǎo)體而言,所謂突破性的進(jìn)展,是其性能指標(biāo)是導(dǎo)電率和抗拉強(qiáng)度的雙提高,并了解其取得效果的機(jī)理。其工藝標(biāo)志是解決了加入碳納米管或石墨烯的方法和加工方法,據(jù)此解決經(jīng)濟(jì)實(shí)用的整套產(chǎn)業(yè)化的裝備。
(本文根據(jù)黃崇祺院士在2017年中國銅加工行業(yè)發(fā)展論壇上的報(bào)告內(nèi)容整理。)
責(zé)任編輯:邱熙然
如需了解更多信息,請(qǐng)登錄中國有色網(wǎng):www.yemianfei8.com了解更多信息。
中國有色網(wǎng)聲明:本網(wǎng)所有內(nèi)容的版權(quán)均屬于作者或頁面內(nèi)聲明的版權(quán)人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報(bào)”或 “中國有色網(wǎng)”的文章,均為中國有色網(wǎng)原創(chuàng)或者是合作機(jī)構(gòu)授權(quán)同意發(fā)布的文章。
如需轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)載方必須與中國有色網(wǎng)( 郵件:cnmn@cnmn.com.cn 或 電話:010-63971479)聯(lián)系,簽署授權(quán)協(xié)議,取得轉(zhuǎn)載授權(quán);
凡本網(wǎng)注明“來源:“XXX(非中國有色網(wǎng)或非中國有色金屬報(bào))”的文章,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不構(gòu)成投資建議,僅供讀者參考。
若據(jù)本文章操作,所有后果讀者自負(fù),中國有色網(wǎng)概不負(fù)任何責(zé)任。