我国首台井式真空充气热处理炉系统研制成功

2011-4-02 10:02 来源: 中国科学院
收藏到BLOG

  我国首台井式真空充气保护大型铌锡线圈热处理炉系统研制成功

  我国首台井式真空充气保护大型铌锡线圈热处理炉系统(以下简称铌锡热处理系统)日前在合肥安装调试成功。该系统专门设计用于对由管内电缆导体(简称CICC)绕制的铌锡线圈进行热处理以生成铌锡超导线圈,也可用于其它大尺寸工件高温热处理。目前,国际上只有美、日、韩等少数几个国家拥有这种设备。本系统的成功研制填补了我国超导磁体技术领域的一项空白,为我国自主研发制造大型铌锡超导磁体奠定了一项技术基础。

  由中科院强磁场科学中心与北京七星华创公司联合研制的这套铌锡热处理系统主要由炉体系统、工艺气路系统、控制系统及气体杂质含量监测系统等组成。其中工艺气路系统包括导体微充微排系统、导体真空系统、炉体真空系统等。导体微充微排系统既可用于导体内部的清洗工艺,也可用于气氛保护工艺时实现导体充排气的自动控制,设备提供了7路导体的微充微排管路,最多可以实现7组导体的同时工艺热处理;导体真空系统用于对铌锡导体内部抽真空清洗,可以获得一定洁净的本底真空,缩短导体内部的清洗时间。炉体真空系统采用两套由扩散泵-罗茨泵-机械泵组成的真空机组,可以获得优于1×10-3Pa的真空。

  现场安装调试针对炉体设计的主要技术指标和相关技术难点展开,从调试的各项结果来看,各项指标都已达到预期要求,其中冷态极限真空度优于8×10-4Pa,热态极限真空优于1×10-3Pa,压升率≤0.05Pa/h。炉内工作区(直径2.5米、高2.5米的圆柱形区域)温度均匀性在炉体充氩气氛状态下可以达到<±5℃,而在真空状态下则可达到<±3℃。大型铌锡线圈的热处理对于炉内温度均匀度的要求严格,它是本次调试的重点内容,调试结果显示在炉体充氩气氛状态下和在真空状态下的炉内温度均匀度指标均达到了高水平。

  该热处理系统设计中包含了诸多创新技术,如炉体内可进行真空和充气两种工作模式的热处理,并可实现热处理过程中模式的直接转换;为了保证温度均匀性关键指标,在炉体结构中设置了均热和导风措施,使得该热处理炉系统在此项技术指标上达到了国际先进水平。本装置的研制成功不仅为在建的十一五国家大科学工程“稳态强磁场实验装置”超导磁体建设的顺利进行提供了保证,而且为我国铌锡超导磁体的研制和应用提供了一项重要的技术条件。