作者:孙丹宁 来源:中国科学报 发布时间:2024/6/17 15:48:00
选择字号:
科学家研制出全球最大尺寸一体成型高性能铜管

 

近日,东北大学黄须强、吕朝阳科研团队在有色金属高端管材制备及应用领域取得重大突破,成功研制出全球最大尺寸的一体近净成型高性能铜管。

一直以来,如何使铜同时具备高强、高导性能是世界性难题,尤其是制作大尺寸高强高导铜管难度更大。该科研团队经过十多年对高性能铜管的研制和应用,通过铜的强化机理及成型工艺,成功研制出长度达7.5m、直径2.4m、厚50mm,是当今世界上尺寸最大、性能最优的一体成型高性能铜管,并成功应用于国内外(中国一重、二重、意大利GIVA集团)百吨级电渣炉高性能结晶器制作。

长7.5m、直径2.4m的一体成型铜管。东北大学供图

据了解,直径超过200mm的铜管目前主要应用于钢厂连铸结晶器、电渣炉结晶器、自耗炉结晶器、凝壳炉结晶器、EB炉结晶器、单晶硅熔炼结晶器。由于铜管强度低,结晶器使用寿命短,致使材料熔炼成本和市场价格提高。

该团队研究的高性能铜管陆续在沈阳和泰冶金设备有限公司(东北大学试验基地)生产的熔炼结晶器上使用,使结晶器使用寿命提高3~5倍,降低材料熔炼成本、提高了熔炼效率和熔炼质量,每年可为国内熔炼行业节约结晶器制作费用数亿元。以熔炼15T钛锭真空自耗炉结晶器(铜管直径1040mm,长度4500mm,厚30mm)为例,目前国内使用传统铜管制作的结晶器使用在100炉次左右就会发生明显变形,需要进行维修,而使用该团队研制的高性能铜管,一次使用寿命高于500炉次。

此外,这种铜管凭借其优异性能和大尺寸特征,在多个领域有着广泛应用前景。在船舶制造中,其高强度和高导电性使其成为制造核心部件的理想材料;在低温物理研究中,其出色的低温性能和高导电性为科学研究提供了可靠支持;在暗物质探索等前沿科学领域,大尺寸铜管同样具有重要应用价值。

同时,该团队还深入研究变形铜管再制造技术,成功研制出世界上最先进的铜管修复技术。使用该技术修复变形的结晶器,使用寿命不低于原使用寿命,还大大提高了结晶器全寿命周期,为结晶器绿色制造作出了重大贡献。目前,通过此技术生产的高性能结晶器已出口德国、法国、意大利、俄罗斯、印度、韩国、日本等国家;生产的电渣炉结晶器(135T)已被全球最大的锻造企业GIVA采购,这标志着我国高端管材(铜管)的制备技术获得业界同仁的高度认可。

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
研究阐述钙钛矿量子点最新进展 7月福利!科学网APP论文&基金最新活动
让屋顶变白是保持城市凉爽的最好方法 他们心里有一盘棋:“精准设计”水稻种子
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文