一根500多公斤的鋁棒，從20℃加熱到403℃，要求芯表同步升溫，需要多長(cháng)時(shí)間？
至少9個(gè)小時(shí)——這是過(guò)去用電阻爐加熱的時(shí)間；
10分17秒——這是聯(lián)創(chuàng )光電超導技術(shù)團隊的最新測試數據。
顛覆性的變化，源于自主創(chuàng )新。近日，世界首臺兆瓦級高溫超導感應加熱裝置在黑龍江正式投用。這標志著(zhù)，我國超導熱加工技術(shù)率先在全球實(shí)現重大突破。
一定要攻下這個(gè)“山頭”
高溫超導技術(shù)，是實(shí)現大飛機、懸浮交通、船舶等高端制造行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，由于其獨特的運行溫度（-196℃）和液氮相對廉價(jià)的優(yōu)勢，成為各方研究熱點(diǎn)。
早在2012年，中國科學(xué)院院士、我國高溫超導研究奠基人之一趙忠賢，就提出了研制兆瓦級高溫超導磁體感應加熱裝置的設想。
“當時(shí)，全球僅德、韓各有一臺工業(yè)級超導感應加熱裝置，分別為720千瓦和300千瓦，‘兆瓦級’則是空白。其關(guān)鍵技術(shù)一直被發(fā)達國家視為核心秘密，這也導致我國高性能鋁材嚴重依賴(lài)進(jìn)口?！苯?，上海市超導材料及系統工程中心主任洪智勇在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
2013年1月，江西聯(lián)創(chuàng )光電科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)聯(lián)創(chuàng )光電）協(xié)同上海超導科技股份有限公司、北京交通大學(xué)等成立聯(lián)創(chuàng )超導技術(shù)團隊，由北京交通大學(xué)教授戴少濤擔任總負責人。
為了更好地搞研發(fā)，江西聯(lián)創(chuàng )光電超導應用有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)聯(lián)創(chuàng )超導）應運而生，其股東一個(gè)是江西省電子集團，一個(gè)是聯(lián)創(chuàng )光電。
自主研發(fā)“兆瓦級”有兩大“高墻”需要翻越?！耙皇钱a(chǎn)品自主創(chuàng )新程度高，無(wú)同類(lèi)參照標準；二是設備復雜，標準覆蓋范圍廣，相當于從零開(kāi)始?！贝魃贊嬖V記者。
“最大的困難是決策?！甭?lián)創(chuàng )超導董事長(cháng)伍銳說(shuō)，“趙院士提出研究方向的時(shí)候，董事會(huì )認為這類(lèi)高科技設備的投資失敗的可能性大，對于到底做不做有過(guò)猶豫?！?/span>
作為江西老牌上市公司，聯(lián)創(chuàng )光電嘗到過(guò)科學(xué)和技術(shù)聯(lián)手帶來(lái)的紅利，其產(chǎn)品在神舟飛船和登月車(chē)上均有應用?！暗讱鈦?lái)源于經(jīng)驗，志氣來(lái)源于情懷?！蔽殇J說(shuō)，“最后大家一致決定，一定要攻下這個(gè)‘山頭’！”
攀越技術(shù)壁壘“巨人峰”
在聯(lián)創(chuàng )超導的試驗車(chē)間里，隨著(zhù)紅色按鈕的按下，電機帶動(dòng)直徑446毫米、長(cháng)度1335毫米、重量562公斤的鋁棒高速旋轉。
20℃、200℃、400℃……溫度檢測表里的數據持續上升。18分鐘后，鋁棒溫度達到設定的450℃。汗流浹背的伍銳雙拳緊握，激動(dòng)地喊道：“樣機成了！”那一刻，時(shí)間定格在2019年3月8日。
生產(chǎn)車(chē)間。
一路走來(lái)，六載春秋，團隊“屢敗屢戰”，歷經(jīng)了20多次的自我否定、自我顛覆、自我修正。
時(shí)任聯(lián)創(chuàng )超導總工程師的蔣國忠告訴記者：“蹚一條自主創(chuàng )新的路并不容易。不僅可參考的文獻、試驗數據很少，而且面對的還是‘巨人’般的技術(shù)壁壘——大型高溫超導磁體電—磁—熱—力多物理場(chǎng)耦合仿真技術(shù)、大型高溫超導磁體結構設計……”
設備應用現場(chǎng)。
2015年6月，樣機的主軸因沒(méi)有克服尖峰扭矩導致斷裂，項目被迫停擺?！爱敃r(shí)主軸是進(jìn)口最好的，誰(shuí)也沒(méi)想到這么好的配件都頂不住?！笔Y國忠說(shuō)。
為了突破難點(diǎn)，團隊決定推倒重來(lái)?！澳嵌螘r(shí)間挺熬人，吃住都在車(chē)間，回房就癱倒在床上，睡又睡不著(zhù)，腦子里不停地回想主軸的問(wèn)題。我們花了4個(gè)月重做仿真樣機、匹配雙電機，研發(fā)才得以為繼?！笔Y國忠的辦公室就設在車(chē)間的二樓，推開(kāi)門(mén)就能看見(jiàn)樣機。
仿真樣機。
千錘百煉，蒼天不負。2019年7月1日，在中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )舉行的技術(shù)鑒定會(huì )上，專(zhuān)家一致認定：該項目是“國際上首次研制成功的最大的兆瓦級超導感應加熱裝置”。
戴少濤告訴記者：“設備的加熱技術(shù)是全球唯一能對400毫米以上大口徑金屬工件進(jìn)行芯表同步超均勻快速加熱的方法。相對于國際上幾百千瓦級的水平，‘兆瓦級’好比汽車(chē)發(fā)動(dòng)機排量從零點(diǎn)幾到了2.0，應用空間一下打開(kāi)了?！?/span>
整體實(shí)物圖。
披荊斬棘劍指“全球一流”
設備研制不易，產(chǎn)業(yè)化之路亦滿(mǎn)是荊棘。
“競爭對手復制和追趕的周期至少需要5年?！笔Y國忠說(shuō)，“這5年我們要做的事有很多?！?/span>
該項目?jì)H技術(shù)難點(diǎn)突破取得的專(zhuān)利就有44項，如果產(chǎn)業(yè)化失敗，不僅意味著(zhù)巨額投資打了水漂，企業(yè)轉型升級也將受到重挫。在伍銳看來(lái)，“科研攻關(guān)如同賽跑，但只有第一沒(méi)有第二，比的就是誰(shuí)先‘撞線(xiàn)’”。
“這幾年先是牽頭制定高溫超導直流透熱裝置的國家推薦性標準；然后申請上海能效中心的節能設備認證，認證通過(guò)后，下游企業(yè)可以拿到節能補貼；另外還需積極尋求央企合作，打開(kāi)市場(chǎng)示范效應?！笔Y國忠說(shuō)。
2021年，位于黑龍江省的中鋁集團東北輕合金有限責任公司欲向高端化、智能化、綠色化鋁加工企業(yè)邁進(jìn)，這套遠在江西的設備為其解了燃眉之急。
經(jīng)過(guò)一年多的緊張試生產(chǎn)作業(yè)，項目最終得到充分驗證：電單耗同比降低53%，僅需原加熱時(shí)間的1/54就可將鋁材加熱至所需溫度，將溫差精準控制在3℃—5℃范圍之內，單臺設備每年可節省數百萬(wàn)元電費。
設備整體圖。
在今年4月20日的投產(chǎn)現場(chǎng)上，趙忠賢院士充滿(mǎn)期待。他說(shuō)：“我覺(jué)得這是一個(gè)非常好的起點(diǎn)，一個(gè)高新技術(shù)和傳統產(chǎn)業(yè)的結合，我認為這是未來(lái)傳統產(chǎn)業(yè)發(fā)展一個(gè)非常重要的方式?！?/span>
中鋁高端制造副總裁、東輕黨委書(shū)記、董事長(cháng)王學(xué)書(shū)說(shuō)，高溫超導感應加熱裝置的正式投產(chǎn)，在金屬熱加工行業(yè)實(shí)現了顛覆性替代應用，將助力我國更快實(shí)現“雙碳”目標。
一步先，步步先?！半m然設備是全球首臺，且價(jià)格不菲，走向市場(chǎng)時(shí)，下游企業(yè)一開(kāi)始有疑慮，但國標的制定、節能的認證以及中鋁的成功試用，給大家吃了顆‘定心丸’?！笔Y國忠說(shuō)。
如今，聯(lián)創(chuàng )超導在手訂單已突破60臺。超導熱加工技術(shù)這把利劍，牢牢地攥在了國人手中！
