專(zhuān)利名稱(chēng)：一種熱磁敏感功能合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱磁敏感功能合金。
現(xiàn)實(shí)生活中，因氣象原因輸電線(xiàn)路在冬季常出現(xiàn)覆冰。線(xiàn)路的覆冰會(huì)引起導(dǎo)線(xiàn)跳躍、舞動(dòng)，造成相間導(dǎo)線(xiàn)短路等事故，嚴(yán)重覆冰還會(huì)導(dǎo)致斷線(xiàn)、倒塔桿等惡性事故。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年由于冰、雪害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)幾千萬(wàn)元，有時(shí)甚至高達(dá)上億元，其間接經(jīng)濟(jì)損失更是不可估量。特別是近年來(lái)，分別在青海西寧、湖北荊門(mén)等地發(fā)生了三次330KV、500KV輸電線(xiàn)路倒塔、短線(xiàn)等重大事故，三次事故的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上千萬(wàn)元。世界各國(guó)針對(duì)輸電線(xiàn)路嚴(yán)重覆冰開(kāi)展的研究工作已有近四十年的歷史。依地理、氣象條件、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不同，各國(guó)采用的除冰方法也一樣。前蘇聯(lián)主要采用電氣融冰方法。但是這種方法的主要缺點(diǎn)是對(duì)于長(zhǎng)線(xiàn)路的局部地區(qū)覆冰情況下，雖然采用增大線(xiàn)路電流的方法把覆冰區(qū)的冰熔掉了，但相當(dāng)長(zhǎng)的不覆冰區(qū)線(xiàn)路將白白消耗大量的電能，甚至某些線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)可能過(guò)熱，影響導(dǎo)線(xiàn)的壽命。加拿大和美洲其它一些國(guó)家則采用加強(qiáng)塔桿、塔架的方法來(lái)進(jìn)行抗冰，但一方面這將增加基建投資，同時(shí)對(duì)于已有線(xiàn)路的改造其資金需要也大；另一方面，該方法無(wú)法避免線(xiàn)路覆冰后的不同時(shí)期脫冰和脫冰跳躍可能引起的導(dǎo)線(xiàn)相碰而造成的短路、斷線(xiàn)等事故。日本在防雪措施的研究方面，處于領(lǐng)先地位，他們主要采用低居里溫度磁性發(fā)熱線(xiàn)防冰、雪和涂料方法防雪，但是居里溫度在100℃以上，則常溫下耗電能大。還有的國(guó)家開(kāi)展了500KV線(xiàn)路停電和不停電短路及帶負(fù)荷融冰技術(shù)，這些方法施工復(fù)雜，成本也高，特別是勞負(fù)荷融冰，還需配備同電壓等級(jí)變電站。還有的國(guó)家采用PTC器件(PTC是正電阻溫度系數(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng))，但它需配備專(zhuān)門(mén)的融冰變壓器，而且除冰效果也并不明顯?？傊?，到目前為至，世界各國(guó)先后采用的防、除冰措施有LC磁熱線(xiàn)、化學(xué)涂料、PTC器件、停電融冰、線(xiàn)路改造、帶電融冰、采用特強(qiáng)塔桿、架等，它們都各有特點(diǎn)，但均未達(dá)到很好的除冰效果。
本發(fā)明的目的就是尋求一種熱磁敏感功能合金，利用該合金在低溫下具有的高發(fā)熱特性，以達(dá)到防止、除掉輸電線(xiàn)路上結(jié)冰的目的。這種合金線(xiàn)材復(fù)鋁后在20℃時(shí)發(fā)熱值≤5w/kg，-5～0℃時(shí)發(fā)熱值≥14w/kg。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，采用了如下的技術(shù)方案合金的化學(xué)成分C≤0.05％，Si0.3～2.8％，Mn0.60～4.0％，P≤0.02％，S≤0.02％，Ni31.0～35.0％，Cr0.60～4.0％，Cu0.20～2.5％，F(xiàn)e余量，其中Cr+Mn+Si+Cu總含量不大于10％，采用真空感應(yīng)爐或非真空感應(yīng)爐冶煉，澆成園柱錠，經(jīng)1150～1250℃鍛造和熱軋成Φ8mm盤(pán)條，最后冷拔成Φ2.1～2.3mm線(xiàn)材。此線(xiàn)材表面覆鋁，覆鋁比例為18-35％。
覆鋁后材料的居里溫度≤80℃，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度≥0.4T，其單重發(fā)熱值≥14W/Kg，該材料以螺旋形式纏繞在輸電線(xiàn)路上。當(dāng)交變電流通過(guò)輸電線(xiàn)路時(shí)，輸電線(xiàn)路將感生交變磁場(chǎng)。復(fù)合線(xiàn)材是鐵磁性體，在這種情況下，它會(huì)產(chǎn)生感生磁滯損耗和渦流損耗，它們以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)。若單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足夠時(shí)，它一方面通過(guò)熱傳導(dǎo)使輸電線(xiàn)路表面溫度升高，另一方面，它本身的溫度也足夠高，從而可以達(dá)到除去或防止輸電線(xiàn)路結(jié)冰。
本發(fā)明的覆鋁熱磁敏感功能合金材料線(xiàn)材與其它除冰方法相比，具有如下特點(diǎn)①冬、春兩季除冰效果明顯；②本發(fā)明的覆鋁線(xiàn)材常溫下發(fā)熱值低，能量損耗少，且它對(duì)輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有損害，同時(shí)其施工費(fèi)用低，具有良好經(jīng)濟(jì)性；③本發(fā)明的覆鋁線(xiàn)材比重小，僅5.46-6.12g/cm3，這有利于減輕輸電線(xiàn)路負(fù)載；④本發(fā)明的覆鋁線(xiàn)材，可以采用人工或機(jī)械方法纏繞在任何冰、雪災(zāi)嚴(yán)重的輸電線(xiàn)路上，使用方便，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。⑤本發(fā)明的覆鋁線(xiàn)材，適合于高山地區(qū)輸電線(xiàn)路的除冰，特別有利于大跨越及某些無(wú)法避開(kāi)覆冰區(qū)的重要線(xiàn)路的防、除冰。
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例1，合金的化學(xué)成分C0.02％，Si2.86％，Mn1.79％，P＜0.03％，S0.005％，Ni32.88％，Cr0.60％，Cu0.20％，F(xiàn)e余量。它由非真空高頻感應(yīng)爐冶煉，澆成圓柱形鋼錠，在1120±20℃下鍛造成40×40mm方坯，繼而熱軋成Φ8mm盤(pán)條，最后冷拔成Φ2.0mm線(xiàn)材。線(xiàn)材在1050℃下退火，表面覆鋁，覆鋁層占整體的22％。測(cè)得居里溫度為80℃，室溫下飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.55T，單重發(fā)熱值為15.1w/kg。
覆鋁線(xiàn)材以螺旋形式纏繞在LGT-300型輸電線(xiàn)路上，通電流140A，試驗(yàn)條件為平均氣溫為-3.5℃，夜間最低溫度為-10℃，平均風(fēng)速為3m/s，輸電線(xiàn)路的結(jié)冰為霧淞。試驗(yàn)有明顯的除冰效果。
實(shí)施例2，合金的化學(xué)成分C0.01％，Si1.0％，Mn0.60％，P＜0.03％，S0.004％，Ni33.15％，Cr3.45％，Cu1.09％，F(xiàn)e余量。它由真空感應(yīng)爐冶煉，澆成園柱形鋼錠，在1150±20℃下鍛造成40×40mm方坯，繼而熱軋成Φ8mm盤(pán)條，最后冷拔成Φ2.2mm材。線(xiàn)材在1100℃下退火，表面覆鋁，覆鋁層占整體的25％。測(cè)得居里溫度為80℃，室溫下飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.62T，測(cè)得單重發(fā)熱值為14.7w/kg。
覆鋁線(xiàn)材以螺旋形式纏繞在輸電線(xiàn)路上，通過(guò)電流為180A，試驗(yàn)有明顯的除冰效果。
實(shí)施例3，合金化學(xué)成分C0.01，Si0.35％，Mn2.80％，P＜0.02％，S0.006％，Ni34.62％，Cr0.60％，Cu1.85％，F(xiàn)e余量。它由非真空中頻感應(yīng)爐冶煉，澆成園柱形鋼錠，在1200±20℃下鍛造成40×40mm方坯，繼而熱軋成Φ8mm盤(pán)條，最后冷拔成Φ2.2mm線(xiàn)材。線(xiàn)材在1150℃下退火，表面覆鋁，覆鋁層占整體的30％。測(cè)得居里溫度為80℃，室溫下飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.54T，單重發(fā)熱值為15.9W/Kg。
覆鋁線(xiàn)材以螺旋形式纏繞在輸電線(xiàn)路上，通過(guò)電流160A，試驗(yàn)條件為，氣溫為0～-10℃，風(fēng)速3～20m/s，且有濃霧或雨加雪，有明顯的防、除冰效果。
權(quán)利要求
1.一種熱磁敏感功能合金，其特征在于合金的化學(xué)成分C≤0.05％、Si0.3～2.8％、Mn0.60～4.0％、P≤0.02％、S≤0.02％、Ni31.0～35.0％、Cr0.60～4.0％、Cu0.20～2.5％、Fe余量，其中Cr+Mn+Si+Cu總含量不大于10％；采用真空感應(yīng)爐或非真空感應(yīng)爐冶煉，澆成園柱錠，經(jīng)1150～1250℃鍛造和熱軋成Φ8mm盤(pán)條，最后冷拔成要求規(guī)格線(xiàn)材，線(xiàn)材表面覆鋁，覆鋁比例為18-35％，覆鋁后材料的居里溫度≤80℃，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度≥0.4T，其單重發(fā)熱值≥14W/Kg。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱磁敏感功能合金,該材料以螺旋形式纏繞在輸電線(xiàn)路上,當(dāng)交變電流通過(guò)輸電線(xiàn)路時(shí),材料產(chǎn)生感生磁滯損耗和渦流損耗,并以熱的形式表現(xiàn)出來(lái),可以除去或防止輸電線(xiàn)路結(jié)冰,該合金的化學(xué)成分:C≤0.05%,Si0.3～2.8%,Mn0.60～4.0%,P≤0.02%,S≤0.02%,Ni31.0～35.0%,Cr0.60～4.0%,Cu0.20～2.5%,Fe余量,其中Cr+Mn+Si+Cu總含量不大于10%,成品為材Φ2.1～2.3mm的線(xiàn)材,表面覆鋁比例為18—35%。
文檔編號(hào)C22C38/42GK1198477SQ9711171
公開(kāi)日1998年11月11日 申請(qǐng)日期1997年5月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月5日
發(fā)明者陶志剛, 陳其安, 聶皓如, 孫小敏, 高茂林, 劉登, 劉學(xué)英, 張秉禮, 陸建棟, 張 榮, 周誼軍, 秦樺, 劉江 申請(qǐng)人:首鋼總公司