電熱和電磁處理裝置基本技術條件 第37部分：超導直流感應透熱裝置

ICS25.180.10

CCSK61

中華人民共和國國家標準

GB/T10067.37—XXXX

電熱和電磁處理裝置基本技術條件第37

部分：超導直流感應透熱裝置

Basicspecificationsforelectroheatingandelectromagneticprocessinginstallations—

Part37：SuperconductingDCinductionthrough-heatinginstallations

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

GB/T10067.37—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起

草。

本文件是GB/T10067《電熱和電磁處理裝置基本技術條件》的第37部分。GB/T10067已經發(fā)布了以

下部分：

——第1部分：通用部分；

——第2部分：電弧加熱裝置；

——第21部分：大型交流電弧爐；

——第3部分：感應電熱裝置；

——第31部分：中頻無心感應爐；

——第32部分：電壓型變頻多臺中頻無心感應爐成套裝置；

——第33部分：工頻無心感應熔銅爐；

——第34部分：晶體管式高頻感應加熱裝置；

——第35部分：中頻真空感應熔煉爐；

——第36部分：感應透熱裝置；

——第37部分：超導直流感應透熱裝置；

——第4部分：間接電阻爐；

——第41部分：網帶式電阻加熱機組；

——第42部分：推送式電阻加熱機組；

——第43部分：強迫對流井式電阻爐；

——第44部分：箱式電阻爐；

——第45部分：真空淬火爐；

——第46部分：罩式電阻爐；

——第47部分：真空熱處理和釬焊爐；

——第48部分：臺車式電阻爐；

——第49部分：自然對流井式電阻爐；

——第410部分：單晶爐；

——第411部分：電熱浴爐；

——第412部分：箱式淬火爐；

——第413部分：實驗用電阻爐；

——第414部分：工業(yè)寶石爐；

——第415部分：鋁材退火爐；

——第416部分：多晶硅鑄錠爐；

——第5部分：高頻介質加熱設備；

——第8部分：電渣重熔爐。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。

本文件由全國工業(yè)電熱設備標準化技術委員會（SAC/TC121）歸口。

Ⅱ

GB/T10067.37—XXXX

本文件起草單位：江西聯(lián)創(chuàng)光電超導應用有限公司、西安電爐研究所有限公司、北京交通大學、上

海超導科技股份有限公司、東北輕合金有限責任公司、福建省南平鋁業(yè)股份有限公司、西部超導材料科

技股份有限公司。

本文件主要起草人：戴少濤、毛潤輝、李琨、陳思侃、劉顯東、蔡宗仁、李超、李芳昕。

Ⅲ

GB/T10067.37—XXXX

引言

電熱和電磁處理裝置是國民經濟各工業(yè)部門的重要熱工藝裝備。該裝置主要按不同電加熱方式和電

磁處理分類，也可按不同應用、不同工作頻率和不同工作氣氛等分類。為了保證該裝置的開發(fā)、生產、

使用和銷售有序進行，促進其技術進步和產品質量的提高，更好滿足熱工藝的要求，有必要制定電熱和

電磁處理裝置基本技術條件，這也為制定其安全和試驗方法標準提供了必要條件。在這方面，我國已建

立了GB/T10067《電熱和電磁處理裝置基本技術條件》系列標準，由通用部分及其補充和按上述分類的

各專用部分組成。GB/T10067旨在規(guī)定電熱和電磁處理裝置的產品分類以及在設計、制造、安全、節(jié)能

和環(huán)保、性能和成套等方面需要滿足的要求并且描述用于判定該要求是否得到滿足的證實方法，擬由以

下39個部分構成：

——第1部分：通用部分。目的在于規(guī)定各類電熱和電磁處理裝置的通用技術要求。

——第1.101部分：真空電熱和電磁處理裝置的通用要求。目的在于規(guī)定真空電熱和電磁處理裝置

的通用技術要求。

——第2部分：電弧加熱裝置。目的在于規(guī)定電弧加熱裝置的特殊技術要求。

——第21部分：大型交流電弧爐。目的在于規(guī)定大型交流電弧爐的特殊技術要求。

——第22部分：真空重熔電弧爐。目的在于規(guī)定真空重熔電弧爐的特殊技術要求。

——第3部分：感應電熱裝置。目的在于規(guī)定感應電熱裝置的特殊技術要求。

——第31部分：中頻無心感應爐。目的在于規(guī)定中頻無心感應爐的特殊技術要求。

——第32部分：電壓型變頻多臺中頻無心感應爐成套裝置。目的在于規(guī)定電壓型變頻多臺中頻無心

感應爐成套裝置的特殊技術要求。

——第33部分：工頻無心感應熔銅爐。目的在于規(guī)定工頻無心感應熔銅爐的特殊技術要求。

——第34部分：晶體管式高頻感應加熱裝置。目的在于規(guī)定晶體管式高頻感應加熱裝置的特殊技術

要求。

——第35部分：中頻真空感應熔煉爐。目的在于規(guī)定中頻真空感應熔煉爐的特殊技術要求。

——第36部分：感應透熱裝置。目的在于規(guī)定感應透熱裝置的特殊技術要求。

——第37部分：超導直流感應透熱裝置。目的在于規(guī)定超導直流感應透熱裝置的特殊技術要求。

——第4部分：間接電阻爐。目的在于規(guī)定間接電阻爐的特殊技術要求。

——第41部分：網帶式電阻加熱機組。目的在于規(guī)定網帶式電阻加熱機組的特殊技術要求。

——第42部分：推送式電阻加熱機組。目的在于規(guī)定推送式電阻加熱機組的特殊技術要求。

——第43部分：強迫對流井式電阻爐。目的在于規(guī)定強迫對流井式電阻爐的特殊技術要求。

——第44部分：箱式電阻爐。目的在于規(guī)定箱式電阻爐的特殊技術要求。

——第45部分：真空淬火爐。目的在于規(guī)定真空淬火爐的特殊技術要求。

——第46部分：罩式電阻爐。目的在于規(guī)定罩式電阻爐的特殊技術要求。

——第47部分：真空熱處理和釬焊爐。目的在于規(guī)定真空熱處理和釬焊爐的特殊技術要求。

——第48部分：臺車式電阻爐。目的在于規(guī)定臺車式電阻爐的特殊技術要求。

——第49部分：自然對流井式電阻爐。目的在于規(guī)定自然對流井式電阻爐的特殊技術要求。

——第410部分：單晶爐。目的在于規(guī)定單晶爐的特殊技術要求。

——第411部分：電熱浴爐。目的在于規(guī)定電熱浴爐的特殊技術要求。

——第412部分：箱式淬火爐。目的在于規(guī)定箱式淬火爐的特殊技術要求。

Ⅳ

GB/T10067.37—XXXX

——第413部分：實驗用電阻爐。目的在于規(guī)定實驗用電阻爐的特殊技術要求。

——第414部分：工業(yè)寶石爐。目的在于規(guī)定工業(yè)寶石爐的特殊技術要求。

——第415部分：鋁材退火爐。目的在于規(guī)定鋁材退火爐的特殊技術要求。

——第416部分：多晶硅鑄錠爐。目的在于規(guī)定多晶硅鑄錠爐的特殊技術要求。

——第417部分：碳化硅單晶生長裝置。目的在于規(guī)定碳化硅單晶生長裝置的特殊技術要求。

——第5部分：電熱和電化學用等離子體設備。目的在于規(guī)定電熱和電化學用等離子體設備的特殊

技術要求。

——第6部分：工業(yè)微波加熱裝置。目的在于規(guī)定工業(yè)微波加熱裝置的特殊技術要求。

——第7部分：具有電子槍的電熱裝置。目的在于規(guī)定具有電子槍的電熱裝置的特殊技術要求。

——第8部分：電渣重熔爐。目的在于規(guī)定電渣重熔爐的特殊技術要求。

——第9部分：高頻介質加熱設備。目的在于規(guī)定高頻介質加熱設備的特殊技術要求。

——第10部分：伴熱系統(tǒng)。目的在于規(guī)定伴熱系統(tǒng)的特殊技術要求。

——第11部分：電磁處理裝置。目的在于規(guī)定電磁處理裝置的特殊技術要求。

——第12部分：紅外電熱裝置。目的在于規(guī)定紅外電熱裝置的特殊技術要求。

本文件和各專用部分根據通用部分制定，針對各類裝置的特點分別對通用部分的有關規(guī)定進行完善

和補充。

Ⅴ

GB/T10067.37—XXXX

電熱和電磁處理裝置基本技術條件第37部分：超導直流感應透熱

裝置

1范圍

本文件規(guī)定了超導直流感應透熱裝置（以下簡稱超導透熱裝置）的產品分類、技術要求、試驗方法、

檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、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行整體或局部加熱的超

導透熱裝置的設計、制造和驗收。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2900.23電工術語工業(yè)電熱裝置

GB/T2900.100電工術語超導電性

GB/T5959.1—2019電熱和電磁處理裝置的安全第1部分：通用要求

GB5959.3電熱裝置的安全第3部分：對感應和導電加熱裝置以及感應熔煉裝置的特殊要求

GB/T10066.1—2019電熱和電磁處理裝置的試驗方法第1部分：通用部分

GB/T10066.32—2021電熱和電磁處理裝置的試驗方法第32部分：感應透熱裝置

GB/T10067.1—2019電熱和電磁處理裝置基本技術條件第1部分：通用部分

GB/T10067.3—2015電熱裝置基本技術條件第3部分：感應電熱裝置

GB/T12604.6無損檢測術語渦流檢測

GB/T16895.2低壓電氣裝置第4-42部分：安全防護熱效應保護

JB/T9691電熱設備產品型號編制方法

3術語和定義

GB/T2900.23、GB/T2900.100、GB/T12604.6和GB/T10066.32—2021界定的以及下列術語和定義

適用于本文件。

3.1

鐵磁性ferromagnetic

磁導率遠大于1，可被磁化、導磁的材料特性。

3.2

非鐵磁性non-ferromagnetic

不具備鐵磁性的材料特性。

1

GB/T10067.37—XXXX

3.3

超導磁體superconductingmagnet

采用超導材料制成的，用于產生外磁場的裝置。

3.4

超導線圈superconductingcoil

按特定的結構和工藝將超導帶材繞制而成的線匝。

3.5

臨界電流criticalcurrent

在超導線圈中，可視為幾乎無阻流動的最大直流電流。

3.6

鐵心ferromagneticcore

由鐵磁性材料制成，形成低磁阻磁通回路的部件。

3.7

主磁路mainfluxcircuit

由鐵心及其加熱氣隙構成的閉合磁路。

3.8

超導直流感應透熱裝置superconductingDCinductionthrough-heatinginstallation

通過超導磁體產生直流磁場，并通過機械動力裝置使超導磁體和坯料（或工件）之間產生相對轉動

的一種特殊感應加熱裝置。

注：該裝置不需要半導體變頻器提供交流電源，也不具有感應器和補償電容器組成的負載諧振回路。

3.9

感應加熱主電路powercircuitforinductionheating

為坯料提供感應加熱功率的所有坯料旋轉電機的供電電路。

3.10

額定加熱功率ratedheatingpower

超導透熱裝置設計時規(guī)定并在銘牌上標出的用于坯料感應透熱的最大功率。

3.11

工作頻率workingfrequency

超導透熱裝置設計時規(guī)定并在銘牌上標出的，感應透熱時坯料實際承受的磁感應強度周期變化的頻

率。

注：工作頻率主要根據坯料直徑大小設定，但可根據工藝需要進行調整，通常以頻率范圍來表示。

3.12

旋轉驅動部件rotationdriver

2

GB/T10067.37—XXXX

驅動坯料在加熱氣隙中進行旋轉所需的附屬電氣和機械機構組成的部件。

3.13

加熱氣隙heatinggap

在形成磁通路的鐵心中所預留的用于坯料加熱作業(yè)的空氣間隙。

3.14

氣隙中心磁感應強度magneticinductionstrengthatgapcenter

額定運行條件下，鐵心加熱氣隙幾何中心處的磁感應強度。

3.15

工作區(qū)域磁泄漏限值maximumallowableleakageofmagneticinductionstrength

裝置正常運行時，磁場工作區(qū)域最大泄漏允許值。

3.16

超導線圈工作溫度operatingtemperatureofsuperconductingcoil

超導線圈能夠長期穩(wěn)定運行在超導態(tài)時的溫度。

3.17

超導線圈額定電流ratedcurrentofsuperconductingcoil

超導線圈能夠長期穩(wěn)定運行的最大直流電流。

3.18

坯料溫度均勻度temperaturehomogeneityofbillet

坯料經加熱后出料時的溫度均勻程度。

注：坯料溫度均勻度以在坯料各測溫點上測得的溫度與坯料控溫點溫度的溫差正負范圍來表示，對圓柱形棒料也可

用徑向溫差和縱向溫差來表示。

3.19

低溫容器cryostat

為超導磁體運行提供低溫環(huán)境的容器。

3.20

工作節(jié)拍（加熱節(jié)拍）takttime

加熱一件坯料所需的時間。

3.21

工位workingstation

坯料在加熱工作時所占據的位置。

4產品分類

4.1品種和規(guī)格

3

GB/T10067.37—XXXX

超導透熱裝置按可同時加熱的鐵芯加熱氣隙數分為單工位、雙工位和多工位；也可按坯料的材質：

鋁、銅、鈦等分類。

超導透熱裝置的產品系列規(guī)格應按坯料的直徑與長度尺寸進行劃分。

坯料的直徑系列范圍：150mm～688mm（6英寸～27英寸）。

坯料的長度系列范圍：300mm～1700mm（12英寸～67英寸）。

4.2型號

超導透熱裝置的產品型號應符合JB/T9691的規(guī)定，由下列部分組成：

GTC□-□-□-□-□

企業(yè)代號（2～3個字母）

主要參數：坯料尺寸(直徑×長度)，cm

主要參數：坯料材質代號[用元素符號表示：Al-鋁（可省略）、Cu-銅、

Ti-鈦]

主要參數：額定加熱功率，kW

主要參數：每個超導磁體的工位數

類型代號：超導直流（漢語拼音字母）

系列代號：感應透熱裝置（漢語拼音字母）

示例：GTC1-1200-42×150-XX表示某企業(yè)直徑45cm、長度150cm，額定功率1200kW，每個超導磁體匹配1個工位

的超導透熱裝置。

4.3主要參數

超導透熱裝置的主要參數如下：

a)總功率，單位為千瓦（kW）；

b)電源相數；

c)電源頻率，單位為赫茲（Hz）；

d)電源電壓，單位為伏（V）；

e)額定加熱功率，單位為千瓦（kW）；

f)坯料尺寸（直徑×長度），單位為厘米（cm）；

g)工作頻率，單位為赫茲（Hz）；

h)額定溫度，單位為攝氏度（℃）；

i)坯料溫度均勻度，單位為攝氏度（℃）；

j)生產率，單位為噸每小時（t/h）；

k)單位電耗，單位為千瓦時每噸（kW·h/t）；

l)超導透熱裝置加熱效率，單位為百分比（%）；

m)冷卻水壓力，單位為兆帕（MPa）；

n)冷卻水流量，單位為立方米每小時（m3/h）；

o)超導線圈工作溫度，單位為開爾文（K）；

p)超導線圈額定電壓，單位為毫伏（mV）；

q)超導線圈額定電流，單位為安（A）；

r)氣隙中心磁感應強度，單位為特斯拉（T）；

s)工作區(qū)域磁泄漏限值，單位為特斯拉（T）；

t)工作節(jié)拍，單位為秒（s）；

u)外型尺寸，單位為毫米（mm）；

4

GB/T10067.37—XXXX

v)總重量，單位為噸（t）。

在產品標準中可根據產品特點對上述主要參數項作必要的增刪。

5技術要求

5.1設計要求

5.1.1一般要求

超導透熱裝置應符合GB/T10067.1—2019和GB/T10067.3—2015第5章的有關規(guī)定和以下補充規(guī)定，

當這些文件的規(guī)定與本文件有差異時，應以本文件為準。

5.1.2總體設計

超導透熱裝置主要由超導磁體系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、坯料傳送機構、電氣控制與監(jiān)測系

統(tǒng)及輔助設備等組成。

超導透熱裝置的設計應在滿足生產率的前提下確保坯料溫度均勻度，應合理選擇裝置的額定加熱功

率和工作頻率、合理設計超導磁體和機械傳動系統(tǒng)。

超導透熱裝置的設計應重點考慮控制系統(tǒng)與旋轉電機、間隙調整及溫度控制的協(xié)調性，以及對工件

溫度進行快速準確的測量和控制，防止工件欠溫、過熱和過燒。

5.1.3超導磁體系統(tǒng)

5.1.3.1一般要求

超導磁體系統(tǒng)由超導線圈及其制冷設備、鐵心、接電裝置等組成，其應可靠、穩(wěn)定地在鐵心的加熱

氣隙內提供滿足5.3.5要求的磁感應強度和滿足5.3.7坯料溫度均勻性要求的磁場分布。該磁感應強度應

能通過控制超導線圈直流電流來調節(jié)并維持恒定。

5.1.3.2超導線圈及其制冷設備

超導線圈由高溫超導材料繞制而成，通過超導線圈的電流應不超過臨界電流的80%。

應根據超導線圈的工作溫度高低、尺寸大小和形狀選擇合適的冷卻方式，推薦釆用真空傳導冷卻方

式。制冷機的壓縮機應配置循環(huán)冷卻水設施，其冷卻介質、制冷能力和超導線圈的真空低溫隔熱效果應

滿足超導材料對工作溫度的要求。

應對超導線圈的電流及其工作溫度進行實時監(jiān)控，確保其在規(guī)定的條件下穩(wěn)定工作。

5.1.3.3鐵心

鐵心的設計應與超導線圈和制冷設備相匹配。對于多工位鐵心，其磁路由主磁路和分磁路組成，分

磁路數同工位數。鐵心宜釆用模塊化設計，以便搬運和在用戶現(xiàn)場組裝，組裝面應平整并接觸緊密。

鐵心的截面可為圓形、矩（方）形、橢圓形、跑道形等，形狀應與超導線圈和加熱氣隙的形狀相匹

配。鐵心模塊宜釆用電工純鐵厚板拼焊制成；中間圓鐵心可采用硅鋼片卷繞制成，外部使用低碳鋼板繞

包箍緊。

加熱氣隙的三維尺寸應與最大坯料尺寸相適應，并留有適當余量。加熱氣隙的形狀和尺寸應可局部

調整以滿足坯料溫度均勻度的要求。鄰近加熱氣隙鐵心的內外表面宜加防熱輻射和碰撞的保護層,以提

高相關模塊的使用壽命。

5.1.4機械傳動系統(tǒng)

5

GB/T10067.37—XXXX

5.1.4.1一般要求

機械傳動系統(tǒng)主要由主電機、傳動系統(tǒng)、床身和制動裝置等組成，用于坯料的夾持、旋轉和移動，

其驅動和傳動機構應能整體滑動以適應不同長度的坯料。

5.1.4.2主電機

主電機用于驅動坯料在鐵心加熱氣隙的直流磁場中旋轉并為坯料提供感應加熱所需的熱能，其額定

功率應大于坯料所需的加熱功率。

主電機應能為坯料提供與坯料轉速相關的力矩，其輸出轉矩特性應與坯料的負載轉矩特性相匹配，

即驅動電機的配置應考慮：在坯料起動階段，尖峰轉矩較大，轉速較低，所需功率較?。欢诩訜犭A段，

則轉矩較小、轉速較高，所需功率較大且用于轉化為坯料的感應加熱功率。因此，對大坯料，可在坯料

兩端同時配置規(guī)格不同的主、副電機，起動階段兩電機同時工作；而在加熱階段，僅功率較大的主電機

工作。對小坯料，可采用單端驅動。

驅動電機采用三相感應電機或永磁同步電機，由半導體變頻器供電，可實施變頻調速。當甚低頻的

變頻器有難度時，可在機床內增設減速箱。

5.1.4.3傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)由主軸箱、液壓頂緊裝置和坯料夾具組成，其作用是可靠方便地夾持坯料并將電機的旋

轉扭力平穩(wěn)地傳遞到被加熱坯料上。

主軸箱為主軸提供運轉所需的軸承組和水冷軸承套。主軸箱應適當遠離鐵心加熱間隙，以避免磁場

和坯料加熱的影響。

坯料夾持采用液壓頂緊裝置，該裝置經由主軸箱的軸承傳遞給主軸頂緊坯料。

夾具用于徑向定位坯料，其結構應避免坯料跳動位移。夾具應采用非鐵磁性耐熱鋼制作并在結構設

計上盡量降低自身被感應加熱的影響。

因此，傳動系統(tǒng)運行時同時承受大扭矩、高推力和長臂傳動的惡劣工況，為確保其長期可靠運行，

與常規(guī)傳動設計相比，宜：

——加大主軸和相關零件的規(guī)格并選用較好材質，軸頸處的結構宜減輕應力集中；

——合理確定液壓推力并選用能承受大推力的軸承作為主軸軸承，相應增加主軸箱體的剛性和強

度；

——采用其他更好的坯料夾持方式，控制偏心跳動量。

5.1.5水冷系統(tǒng)

水冷系統(tǒng)涉及制冷機的壓縮機、鐵心、機械傳動系統(tǒng)等部分，它們應符合GB/T10067.1—2019中

5.1.4及以下補充規(guī)定。

a)傳動機械軸承的冷卻應采用油循環(huán)直冷或水套導冷方式；

b)機械部件采用潤滑油循環(huán)直冷的，現(xiàn)場安裝完成后應進行油壓試驗。整個油冷系統(tǒng)不得有漏油、

滲油現(xiàn)象。進油口裝有油壓繼電器的，進油壓力不低于0.2MPa，進油溫度不超過40℃；

c)機械部件采用水套導冷的，現(xiàn)場安裝完成后應進行水壓試驗。整個水冷系統(tǒng)不得有漏水、滲水

現(xiàn)象。進水口裝有水壓繼電器的，進水壓力不低于0.2MPa；進水溫度為5℃～35℃。

5.1.6坯料傳送機構

坯料傳送機構應能自動、有序地將坯料傳送進鐵心加熱氣隙部位并將已透熱的合格坯料傳送至熱成

型機，將不合格品傳送至規(guī)定存放處。

6

GB/T10067.37—XXXX

5.1.7電氣控制與監(jiān)測系統(tǒng)

5.1.7.1一般要求

電氣控制和監(jiān)測系統(tǒng)應符合GB/T10067.1—2019中5.1.9及以下補充要求。

超導透熱裝置的控制和監(jiān)測應對包括超導磁體系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、坯料傳送機構和夾具、水冷系

統(tǒng)、設備主電路和超導線圈直流供電等整套裝置進行運行操作、工作狀態(tài)和參數的顯示和控制，并提供

必要的安全聯(lián)鎖和監(jiān)測報警，以確保裝置正常、可靠、安全地運行并使工件達到規(guī)定的加熱溫度、溫度

均勻度和生產率。

5.1.7.2電氣部件的技術要求

a)裝置的電氣部件應符合GB/T5959.1—2019、GB/T10067.1—2019以及本文件的規(guī)定；

b)裝置和裝置所在場所的電氣部件應按照GB/T16895.2的要求提供對熱影響的防護措施；

c)裝置應安裝過流保護裝置；

d)應根據輸出功率和目標轉速為每個工位單獨配置一臺電機；

e)裝置應安裝變頻器，并提供調節(jié)負載、節(jié)能、調速和保護功能；

f)低溫制冷機的壓縮機應配備循環(huán)冷卻水設施；

g)應按照自動化要求，配置自動化控制系統(tǒng)，應能準確地驅動并控制機械傳動部件完成加熱節(jié)拍

和節(jié)拍間隔中各項規(guī)定的操作；

h)應配置實時監(jiān)測系統(tǒng)對裝置運行狀態(tài)和結果進行監(jiān)測，應能及時準確地進行故障診斷和報警處

理；

i)在超導磁體、機械部件和電氣部件的溫度異常時，應立即由控制系統(tǒng)發(fā)出報警信號和控制指令，

使裝置停止加熱操作；

j)電氣部件的各部分接地處應有明顯的接地符號（系統(tǒng)接地符號：SE，工作接地符號：GND，屏

蔽接地符號：PE）。

5.1.7.3坯料溫度的監(jiān)控

應對每個坯料表面上某一處或多處部位的溫度進行監(jiān)測，用于坯料加熱溫度的控制及對表面溫度超

過和未達到規(guī)定值的坯料進行報警和剔除。坯料溫度的測量應考慮坯料表面狀態(tài)、環(huán)境條件、測溫點位

置和測溫角度對測量結果的影響。

5.1.7.4裝置各部分溫度的監(jiān)控

應對超導磁體、主軸箱、電機、電氣控制柜各部分的實時溫度進行監(jiān)測，當出現(xiàn)溫度異常時，應立

即發(fā)出報警信號和控制指令。

5.1.8輔助設備

輔助設備應保證超導透熱裝置穩(wěn)定正常的長時間運行。

輔助設備包括液壓站、制冷機組、真空機組和水冷機組。

——液壓站：用于坯料的夾持頂緊，包括油泵、油壓控制器和多個閥門組合；

——制冷機組：用于超導磁體制冷；

——真空機組：用于低溫容器抽真空，維持低溫容器內部真空度；

——水冷機組：包括磁體制冷機循環(huán)冷卻水和傳動系統(tǒng)循環(huán)冷卻水。

5.2制造要求

7

GB/T10067.37—XXXX

5.2.1一般要求

超導透熱裝置的制造應符合GB/T10067.1—2019中5.2、GB/T10067.3—2015中5.2及以下補充規(guī)定。

5.2.1.1超導透熱裝置應嚴格按照技術設計進行制造施工，不得擅自修改設計。制造、安裝過程中發(fā)

現(xiàn)設計文件和圖紙有差異時，應及時提出意見和建議，并按照原設計部門修改變更后的設計施工。

5.2.1.2制造安裝所需的零部件和主要材料須符合技術設計和其產品標準的規(guī)定，并應有合格證明。

5.2.1.3制造安裝過程中采用的各種計量和檢測器具、儀器、儀表和設備，須符合國家現(xiàn)行有關標準

的規(guī)定；其精度等級應滿足被檢測項目的精度要求。

5.2.1.4制造安裝過程中應對工程質量進行檢驗和記錄。對于隱蔽工程，應在工程隱蔽前進行檢驗并

記錄，合格后方可繼續(xù)安裝。項目驗收時，應以有關記錄為依據進行驗收和必要的抽檢工作。

5.2.1.5制造安裝工程的施工及驗收，除了應符合本文件及用戶技術協(xié)議外，還應符合國家現(xiàn)行相關

法律法規(guī)的規(guī)定。

5.2.2關鍵件制造

超導透熱裝置的超導磁體、機械傳動系統(tǒng)、超導直流供電及電氣控制系統(tǒng)等關鍵件制造施工過程中，

應根據設計要求制定關鍵件作業(yè)指導書及相應的制造過程檢驗規(guī)程，確保裝置各零部件的制造質量。

5.2.3焊接

真空系統(tǒng)和涉及氣密性要求的各零部件的焊接應符合相關真空器件的焊接要求。

5.3性能要求

5.3.1一般要求

超導透熱裝置的性能應符合GB/T10067.3—2015中5.3及以下補充規(guī)定。

5.3.2工作頻率

超導透熱裝置的工作頻率應可調節(jié)，以適應不同坯料材質和橫截面尺寸以及不同的加熱階段，并提

高裝置的加熱效率。

超導透熱裝置的工作頻率范圍為3Hz～25Hz。

5.3.3額定加熱功率

超導透熱裝置的額定加熱功率應在訂購合同中另行規(guī)定。

5.3.4額定溫度

額定溫度應滿足熱成型工藝的要求。溫度過高會使坯料晶粒變粗，其最高溫度應與熔化溫度保持一

定溫差；溫度過低不利于熱成型且易降低模具壽命。

不同金屬材質和不同熱成型工藝的一些典型溫度見附錄A，各類工藝溫度應考慮工件或坯料的形狀、

尺寸和不同溫度均勻度要求后進行選定。

5.3.5超導磁體性能

超導磁體磁感應強度應滿足氣隙中心加熱坯料最大磁感應強度的要求。

超導透熱裝置工作區(qū)域磁泄漏限值應在GB/T5959.1—2019規(guī)定的限值內。

超導磁體的真空容器及管道應密封不泄漏，組裝后室溫下真空度應低于5×10-3Pa，漏氣率應低于1

×10-10Pa·m3/s。

8

GB/T10067.37—XXXX

5.3.6坯料溫度均勻度

坯料溫度均勻度與裝置的工作頻率（額定轉速）、加熱功率、加熱和保溫時間以及鐵心加熱氣隙的

形狀和尺寸等有關。

坯料溫度均勻度應不超過表1規(guī)定。

表1坯料溫度均勻度指標

坯料溫度均勻度

適用坯料表示方法℃

A級B級C級

徑向溫差Δθbr±15±10±5

圓柱形坯料

軸向溫差Δθbl±20±15±10

5.3.7單位電耗和生產率

超導透熱裝置的單位電耗和生產率應在訂購合同中另行規(guī)定。

5.3.8加熱效率

超導透熱裝置的加熱效率應在訂購合同中另行規(guī)定，但依據坯料大小應不低于80%。

5.3.9受熱構件溫度限值

超導透熱裝置各部分的溫度限值應符合表2的規(guī)定。

表2超導透熱裝置各部分溫度限值

部件位置溫度上限

電機外表面80℃

主軸箱外表面70℃

超導磁體外表面60℃

加熱氣隙口外表面100℃

低壓電器連接母線70℃

電氣控制柜/電氣線路半導體器件連接母線55℃

變壓器80℃

5.4安全要求

5.4.1超導透熱裝置的安全要求應符合GB/T5959.1—2019和GB5959.3中與感應加熱裝置有關的規(guī)

定和以下補充規(guī)定。

5.4.2應采取有效的監(jiān)控和失超保護措施。當超導磁體出現(xiàn)失超故障時，應能及時發(fā)現(xiàn)并引導磁體的

電磁能安全釋放進行泄能，防止超導磁體被燒毀。

5.4.3超導透熱裝置的控制系統(tǒng)應對裝置運行時的異?，F(xiàn)象（如工件坯料的過溫或欠溫、超導磁體線

圈冷卻水出口溫度超標等）和故障（如變頻裝置故障、坯料傳動裝置失常、坯料堵塞等）發(fā)出聲光報警

信號以便及時排除，嚴重時應自動停止裝置運行。在操作人員所在處應設置應急按鈕，當發(fā)生意外故障

時可緊急停止裝置運行。

9

GB/T10067.37—XXXX

5.4.4磁體以及磁體周圍會產生磁場，會對磁敏感的物品如電腦、磁性記錄裝置（光盤、磁帶、信用

卡等）產生影響，尤其是心臟起搏器，可能會造成嚴重后果。因此，磁場工作區(qū)域最大磁泄漏應不超過

GB/T5959.1規(guī)定的限值，對公共場所的最大允許磁場以0.5mT（5Gauss）為標準設置；并應確認磁體

放置區(qū)域的大小，對相關區(qū)域進行合理管理。此外，非相關人員進入有危險的場合，應設置相應的警示

標志。

5.4.5超導透熱裝置的空運轉噪聲應不超過70dB。

5.4.6對超導透熱裝置所有饋電部分的易觸及處，應設置必要的保護網罩。超導磁體、機械傳動部件、

變頻裝置、操作控制柜等外殼均應可靠接地。電氣部件地線的接地電阻應不大于4Ω。

5.4.7超導透熱裝置低電壓部分各帶電回路與地之間的絕緣電阻應不小于1MΩ。

5.5成套要求

5.5.1在訂購合同中應列出供方規(guī)定的超導透熱裝置成套供貨范圍，一般包括下列各項：

a)超導磁體；

b)鐵心；

c)機械傳動系統(tǒng)；

d)物料傳送機構；

e)超導線圈直流電源；

f)設備主電路；

g)低溫制冷機；

h)真空泵；

i)水冷系統(tǒng)；

j)液壓站；

k)電氣控制與監(jiān)測系統(tǒng)；

l)備件；

m)出廠文件（包括產品說明書和必要的設計圖樣）。

在訂購合同中應列出上述各項的具體內容，包括型號、規(guī)格和數量，如對供方規(guī)定的項目有不同要

求，可按9.2提出。

6試驗方法

6.1一般要求

超導透熱裝置的試驗方法應符合GB/T10066.1—2019中第9章及以下補充規(guī)定。

6.2外觀檢查

按照GB/T5959.1—2019的18.5。

6.3絕緣電阻的測量

按照GB/T10066.1—2019的9.3。

6.4超導磁體真空密封性測量

應采用準確度等級不低于1.0級的氦質譜檢漏儀進行。

6.5氣隙磁場均勻度測量

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GB/T10067.37—XXXX

采用霍爾陣列氣隙磁場測試裝置進行測量，霍爾陣列氣隙磁場測試裝置一次性可測試一個截面的磁

場分布，測試時按照左中右三個截面進行，每個截面按上中下三行、長度方向按5排均勻布置測試點，

通過測試裝置每隔3min測量記錄一次，取各排3次測量平均值、最大值與最小值之差（測試裝置面板可

延著寬度方向運動，掃過整個寬度方向即可測得整個氣隙的磁場分布）。

6.6工作區(qū)域磁泄漏限值測量

裝置正常運行時，在涉磁設備工作區(qū)域，采用準確度等級不低于1.0級的高斯計進行測量。

6.7加熱效率的測量

超導透熱裝置加熱效率按式（1）進行測算：

ηi=emin/ei×100%

emin=0.278cp(T)?△T

式中：

ηi——超導透熱裝置加熱效率，單位為百分比（%）；

emin——坯料理論最小單位電耗，單位為千瓦時每噸（kW?h/t）；

ei——超導透熱裝置的單位電耗，單位為千瓦時每噸（kW?h/t）；

cp(T)——坯料的比熱，單位為千焦耳每千克攝氏度每噸（kJ/kg?℃），應考慮其可能隨溫度的非線

性特性和在某溫度點上的階躍式變化；

△T——坯料從初始溫度至最終溫度的溫度變化，單位為攝氏度（℃）。

6.8額定溫度的測量

應采用準確度等級不低于1.0級的溫度計檢測。測量時選擇被測坯料表面前中后任意三點，取其平

均值。

6.9坯料軸向溫度均勻度的測量

測量按照GB/T10066.32—2021中附錄CC及以下方法進行。

a)表面測量法

這是一種用高精度紅外攝像儀或光學高溫計測量坯料表面溫度均勻度的方法。測量時應考慮和

消除所測溫度受下列因素的影響：

——坯料表面狀況，如表面粗糙度和表面上有無氧化皮和雜物等，宜在測溫前清除測溫處上可

能的氧化皮；采用紅外攝像儀和光學高溫計時，輻射通道上介質吸收和外來光干擾等。

在采用紅外測溫儀和光學高溫計時，其測溫探頭應盡量處于被測表面的法線方向上。

在條件適用時，推薦采用紅外攝像儀對坯料表面進行2D溫度測量，如用于測定坯料端面的橫向

/徑向溫差；或者釆用紅外線測溫儀定點測量通過運動坯料表面中心的縱軸線上的溫度，以測

定坯料側表面的縱向溫差，測量時紅外線測溫儀的響應時間應按坯料移動速度設定。

b)數值模擬法

建立在電磁場Maxwell方程和熱力場Fourier方程基礎上的數值模擬能求解和分析被感應透熱

坯料的三維溫度分布，同時采用有限元法數值技術來處理由于坯料溫度變化所引起的非線性特

性以及電磁場和熱力場相互耦合過程，從而求得坯料的溫度均勻度。

6.10坯料徑向溫度均勻度的測量

應采用熱電偶插入測量法。測量前，在測試坯料中段四分之一處，徑向打孔至坯料中心，根據坯料

直徑大小分若干深度位置留置測試臺階（深度位置可由供需雙方商定）。坯料加熱完成后，將熱電偶插

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GB/T10067.37—XXXX

入坯料各測溫點進行測量，測量熱電偶應采用準確度為0.1級或0.2級、分辨率不低于0.001mV的直流數

字電壓表或自動控制程序（PLC）的熱電偶A/D模塊同時連續(xù)進行溫度測量和記錄。取各點連續(xù)3次測量

平均值中最大值及最小值與控溫點溫度之差。

6.11裝置外表面溫度的測量

裝置正常運行時，應采用精確度等級不低于1.0級的接觸式熱電偶、溫度計或等效的傳感器測量。

表面溫度的測量點規(guī)定如下：

a)超導磁體、鐵心及支架外表面任意點；

b)線圈連接端和大電流母線及其連接端的外表面任意點；

c)距離氣隙開口及夾持機械手夾持部分500mm內的表面不在測量范圍內。

7檢驗規(guī)則

7.1超導透熱裝置的檢驗應按照GB/T10067.1—2019中第7章的規(guī)定進行。

7.2超導透熱裝置的出廠檢驗項目通常包括：

a)觸電防護措施的試驗（按照5.4.6）；

b)磁體線圈制造質量的檢查（按照5.1.3、5.2.2）；

c)加熱氣隙空間裝配尺寸檢測（按照5.1.3.3）；

d)機械傳動裝置的冷態(tài)試驗（按照5.1.4和GB/T10066.1—2019中9.9）；

e)冷卻水回路的密封性試驗（按照5.1.5和GB/T10066.32—2021中9.109）；

f)控制電路試驗（按照5.1.7和GB/T10066.1—2019中9.5）；

g)絕緣電阻的測量（按照GB/T10066.1—2019中9.3和GB/T10067.3—2015中5.3.1）；

h)絕緣耐壓試驗（按照GB/T10066.1—2019中9.4和GB/T10066.32—2021中9.108）；

i)安全聯(lián)鎖和報警系統(tǒng)的試驗（按照5.4.2、5.4.3和GB/T10066.1—2019中9.10）；

j)配套件檢查，包括型號、規(guī)格、出廠合格證的檢查；

k)供貨范圍的檢查；

l)包裝檢查。

7.3超導透熱裝置的型式檢驗項目通常包括：

a)全部出廠檢驗項目（在型式檢驗條件下）；

b)超導透熱裝置總功率和加熱功率的測定（按照GB/T10066.32—2021中9.102）；

c)坯料溫度均勻度的測定（按照5.3.6和GB/T10066.32—2021中附錄CC）；

d)單位電耗和生產率的測定（按照5.3.7和GB/T10066.32—2021中9.105）；

e)設備/裝置加熱效率的測定（按照5.3.8和GB/T10066.32—2021中9.106）；

f)超導透熱裝置外表面溫升的測量（按照5.3.9和GB/T10066.32—2021中9.107）；

g)機械傳動裝置的熱態(tài)試驗（按照GB/T10066.1—2019中9.15和GB/T10066.32—2021中8.3）；

h)冷卻水流量和溫升的測量（按照GB/T10066.32—2021中9.110和9.101）；

i)熱態(tài)試驗后的外觀檢查（按照GB/T10066.1—2019中9.25）。

8標志、包裝、運輸和貯存

8.1超導透熱裝置的標志、包裝、運輸和貯存應符合GB/T10067.1—2019中第8章的規(guī)定。

8.2超導透熱裝置的銘牌上應標出下列各項：

a)產品的型號和名稱；

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GB/T10067.37—XXXX

b)電源參數：總安裝容量，單位為千伏安（kVA）；相數；頻率，單位為赫茲（Hz）；電壓，單

位為伏（V）；

c)額定電參數：額定加熱功率，單位為千瓦（kW）；頻率，單位為赫茲（Hz）；電壓，單位為伏

（V）；

d)坯料材質和尺寸，單位為毫米（mm）；

e)額定溫度，單位為攝氏度（℃）；

f)超導透熱裝置總質量，單位為噸（t）；

g)產品編號；

h)出廠日期；

i)制造廠名（對出口產品應有國名）。

9訂購和供貨

9.1超導透熱裝置的訂購和供貨應符合GB/T10067.1—2019中第9章的規(guī)定。

9.2需方有下列特殊要求時，可向供方提出，具體要求由供需雙方商定。

a)對單位制、電源電壓、電源頻率等的不同要求（按照GB/T10067.1—2019中5.1.2.1）；

b)對環(huán)境條件和供電電網的不同要求（按照GB/T10067.1—2019中5.1.3）；

c)對水冷卻系統(tǒng)的不同要求（按照GB/T10067.1—2019中5.1.4.2）；

d)對輸入功率調節(jié)的不同要求（按照GB/T10067.3—2015中5.2.2）；

e)對供方規(guī)定供應項目的不同要求（按照5.5.1）；

f)對超導磁體及鐵心的不同要求[按照5.5.1的a）和b）]；

g)要求提供計算機過程監(jiān)控系統(tǒng)[按照5.5.1的k）]；

h)要求提供純水循環(huán)冷卻裝置[按照5.5.1的i）]；

i)對上下料裝置的不同要求[按照5.5.1的d）]。

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GB/T10067.37—XXXX

AA

附錄A

（資料性）

熱成形工藝的一些典型溫度

熱成形工藝的一些典型溫度見表A.1。

表A.1熱成形工藝的一些典型溫度

單位為攝氏度

熱成形類型鋁銅鈦

擠壓480870950

鍛造450870930

軋制450～540760～870930

_________________________________

14

GB/T10067.37—XXXX

目次

前言................................................................................Ⅱ

引言................................................................................Ⅳ

1范圍..............................................................................1

2規(guī)范性引用文件....................................................................1

3術語和定義........................................................................1

4產品分類..........................................................................3

4.1品種和規(guī)格....................................................................3

4.2型號..........................................................................4

4.3主要參數......................................................................4

5技術要求..........................................................................5

5.1設計要求......................................................................5

5.2制造要求......................................................................7

5.3性能要求......................................................................8

5.4安全要求......................................................................9

5.5成套要求.....................................................................10

6試驗方法.........................................................................10

6.1一般要求.....................................................................10

6.2外觀檢查.....................................................................10

6.3絕緣電阻的測量...............................................................10

6.4超導磁體真空密封性測量.......................................................10

6.5氣隙磁場均勻度測量...........................................................10

6.6工作區(qū)域磁泄漏限值測量.......................................................11

6.7加熱效率的測量...............................................................11

6.8額定溫度的測量...............................................................11

6.9坯料軸向溫度均勻度的測量.....................................................11

6.10坯料徑向溫度均勻度的測量....................................................11

6.11裝置外表面溫度的測量........................................................12

7檢驗規(guī)則.........................................................................12

8標志、包裝、運輸和貯存...........................................................12

9訂購和供貨.......................................................................13

附錄A（資料性）熱成形工藝的一些典型溫度...........................................14

Ⅰ

GB/T10067.37—XXXX

電熱和電磁處理裝置基本技術條件第37部分：超導直流感應透熱

裝置

1范圍

本文件規(guī)定了超導直流感應透熱裝置（以下簡稱超導透熱裝置）的產品分類、技術要求、試驗方法、

檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、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行整體或局部加熱的超

導透熱裝置的設計、制造和驗收。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2900.23電工術語工業(yè)電熱裝置

GB/T2900.100電工術語超導電性

GB/T5959.1—2019電熱和電磁處理裝置的安全第1部分：通用要求

GB5959.3電熱裝置的安全第3部分：對感應和導電加熱裝置以及感應熔煉裝置的特殊要求

GB/T10066.1—2019電熱和電磁處理裝置的試驗方法第1部分：通用部分

GB/T10066.32—2021電熱和電磁處理裝置的試驗方法第32部分：感應透熱裝置

GB/T10067.1—2019電熱和電磁處理裝置基本技術條件第1部分：通用部分

GB/T10067.3—2015電熱裝置基本技術條件第3部分：感應電熱裝置

GB/T12604.6無損檢測術語渦流檢測

GB/T16895.2低壓電氣裝置第4-42部分：安全防護熱效應保護

JB/T9691電熱設備產品型號編制方法

3術語和定義

GB/T2900.23、GB/T2900.100、GB/T12604.6和GB/T10066.32—2021界定的以及下列術語和定義

適用于本文件。

3.1

鐵磁性ferromagnetic

磁導率遠大于1，可被磁化、導磁的材料特性。

3.2

非鐵磁性non-ferromagnetic

不具備鐵磁性的材料特性。

1

GB/T10067.37—XXXX

3.3

超導磁體superconductingmagnet

采用超導材料制成的，用于產生外磁場的裝置。

3.4

超導線圈superconductingcoil

按特定的結構和工藝將超導帶材繞制而成的線匝。

3.5

臨界電流criticalcurrent

在超導線圈中，可視為幾乎無阻流動的最大直流電流。

3.6

鐵心ferromagneticcore

由鐵磁性材料制成，形成低磁阻磁通回路的部件。

3.7

主磁路mainfluxcircuit

由鐵心及其加熱氣隙構成的閉合磁路。

3.8

超導直流感應透熱裝置superconductingDCinductionthrough-heatinginstallation

通過超導磁體產生直流磁場，并通過機械動力裝置使超導磁體和坯料（或工件）之間產生相對轉動

的一種特殊感應加熱裝置。

注：該裝置不需要半導體變頻器提供交流電源，也不具有感應器和補償電容器組成的負載諧振回路。

3.9

感應加熱主電路powercircuitforinductionheating

為坯料提供感應加熱功率的所有坯料旋轉電機的供電電路。

3.10

額定加熱功率ratedheatingpower

超導透熱裝置設計時規(guī)定并在銘牌上標出的用于坯料感應透熱的最大功率。

3.11

工作頻率workingfrequency

超導透熱裝置設計時規(guī)定并在銘牌上標出的，感應透熱時坯料實際承受的磁感應強度周期變化的頻

率。

注：工作頻率主要根據坯料直徑大小設定，但可根據工藝需要進行調整，通常以頻率范圍來表示。

3.12

旋轉驅動部件rotationdriver

2

GB/T10067.37—XXXX

驅動坯料在加熱氣隙中進行旋轉所需的附屬電氣和機械機構組成的部件。

3.13

加熱氣隙heatingga