电热和电磁处理装置基本技术条件 第37部分：超导直流感应透热装置

ICS25.180.10

CCSK61

中华人民共和国国家标准

GB/T10067.37—XXXX

电热和电磁处理装置基本技术条件第37

部分：超导直流感应透热装置

Basicspecificationsforelectroheatingandelectromagneticprocessinginstallations—

Part37：SuperconductingDCinductionthrough-heatinginstallations

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/T10067.37—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本文件是GB/T10067《电热和电磁处理装置基本技术条件》的第37部分。GB/T10067已经发布了以

下部分：

——第1部分：通用部分；

——第2部分：电弧加热装置；

——第21部分：大型交流电弧炉；

——第3部分：感应电热装置；

——第31部分：中频无心感应炉；

——第32部分：电压型变频多台中频无心感应炉成套装置；

——第33部分：工频无心感应熔铜炉；

——第34部分：晶体管式高频感应加热装置；

——第35部分：中频真空感应熔炼炉；

——第36部分：感应透热装置；

——第37部分：超导直流感应透热装置；

——第4部分：间接电阻炉；

——第41部分：网带式电阻加热机组；

——第42部分：推送式电阻加热机组；

——第43部分：强迫对流井式电阻炉；

——第44部分：箱式电阻炉；

——第45部分：真空淬火炉；

——第46部分：罩式电阻炉；

——第47部分：真空热处理和钎焊炉；

——第48部分：台车式电阻炉；

——第49部分：自然对流井式电阻炉；

——第410部分：单晶炉；

——第411部分：电热浴炉；

——第412部分：箱式淬火炉；

——第413部分：实验用电阻炉；

——第414部分：工业宝石炉；

——第415部分：铝材退火炉；

——第416部分：多晶硅铸锭炉；

——第5部分：高频介质加热设备；

——第8部分：电渣重熔炉。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电器工业协会提出。

本文件由全国工业电热设备标准化技术委员会（SAC/TC121）归口。

Ⅱ

GB/T10067.37—XXXX

本文件起草单位：江西联创光电超导应用有限公司、西安电炉研究所有限公司、北京交通大学、上

海超导科技股份有限公司、东北轻合金有限责任公司、福建省南平铝业股份有限公司、西部超导材料科

技股份有限公司。

本文件主要起草人：戴少涛、毛润辉、李琨、陈思侃、刘显东、蔡宗仁、李超、李芳昕。

Ⅲ

GB/T10067.37—XXXX

引言

电热和电磁处理装置是国民经济各工业部门的重要热工艺装备。该装置主要按不同电加热方式和电

磁处理分类，也可按不同应用、不同工作频率和不同工作气氛等分类。为了保证该装置的开发、生产、

使用和销售有序进行，促进其技术进步和产品质量的提高，更好满足热工艺的要求，有必要制定电热和

电磁处理装置基本技术条件，这也为制定其安全和试验方法标准提供了必要条件。在这方面，我国已建

立了GB/T10067《电热和电磁处理装置基本技术条件》系列标准，由通用部分及其补充和按上述分类的

各专用部分组成。GB/T10067旨在规定电热和电磁处理装置的产品分类以及在设计、制造、安全、节能

和环保、性能和成套等方面需要满足的要求并且描述用于判定该要求是否得到满足的证实方法，拟由以

下39个部分构成：

——第1部分：通用部分。目的在于规定各类电热和电磁处理装置的通用技术要求。

——第1.101部分：真空电热和电磁处理装置的通用要求。目的在于规定真空电热和电磁处理装置

的通用技术要求。

——第2部分：电弧加热装置。目的在于规定电弧加热装置的特殊技术要求。

——第21部分：大型交流电弧炉。目的在于规定大型交流电弧炉的特殊技术要求。

——第22部分：真空重熔电弧炉。目的在于规定真空重熔电弧炉的特殊技术要求。

——第3部分：感应电热装置。目的在于规定感应电热装置的特殊技术要求。

——第31部分：中频无心感应炉。目的在于规定中频无心感应炉的特殊技术要求。

——第32部分：电压型变频多台中频无心感应炉成套装置。目的在于规定电压型变频多台中频无心

感应炉成套装置的特殊技术要求。

——第33部分：工频无心感应熔铜炉。目的在于规定工频无心感应熔铜炉的特殊技术要求。

——第34部分：晶体管式高频感应加热装置。目的在于规定晶体管式高频感应加热装置的特殊技术

要求。

——第35部分：中频真空感应熔炼炉。目的在于规定中频真空感应熔炼炉的特殊技术要求。

——第36部分：感应透热装置。目的在于规定感应透热装置的特殊技术要求。

——第37部分：超导直流感应透热装置。目的在于规定超导直流感应透热装置的特殊技术要求。

——第4部分：间接电阻炉。目的在于规定间接电阻炉的特殊技术要求。

——第41部分：网带式电阻加热机组。目的在于规定网带式电阻加热机组的特殊技术要求。

——第42部分：推送式电阻加热机组。目的在于规定推送式电阻加热机组的特殊技术要求。

——第43部分：强迫对流井式电阻炉。目的在于规定强迫对流井式电阻炉的特殊技术要求。

——第44部分：箱式电阻炉。目的在于规定箱式电阻炉的特殊技术要求。

——第45部分：真空淬火炉。目的在于规定真空淬火炉的特殊技术要求。

——第46部分：罩式电阻炉。目的在于规定罩式电阻炉的特殊技术要求。

——第47部分：真空热处理和钎焊炉。目的在于规定真空热处理和钎焊炉的特殊技术要求。

——第48部分：台车式电阻炉。目的在于规定台车式电阻炉的特殊技术要求。

——第49部分：自然对流井式电阻炉。目的在于规定自然对流井式电阻炉的特殊技术要求。

——第410部分：单晶炉。目的在于规定单晶炉的特殊技术要求。

——第411部分：电热浴炉。目的在于规定电热浴炉的特殊技术要求。

——第412部分：箱式淬火炉。目的在于规定箱式淬火炉的特殊技术要求。

Ⅳ

GB/T10067.37—XXXX

——第413部分：实验用电阻炉。目的在于规定实验用电阻炉的特殊技术要求。

——第414部分：工业宝石炉。目的在于规定工业宝石炉的特殊技术要求。

——第415部分：铝材退火炉。目的在于规定铝材退火炉的特殊技术要求。

——第416部分：多晶硅铸锭炉。目的在于规定多晶硅铸锭炉的特殊技术要求。

——第417部分：碳化硅单晶生长装置。目的在于规定碳化硅单晶生长装置的特殊技术要求。

——第5部分：电热和电化学用等离子体设备。目的在于规定电热和电化学用等离子体设备的特殊

技术要求。

——第6部分：工业微波加热装置。目的在于规定工业微波加热装置的特殊技术要求。

——第7部分：具有电子枪的电热装置。目的在于规定具有电子枪的电热装置的特殊技术要求。

——第8部分：电渣重熔炉。目的在于规定电渣重熔炉的特殊技术要求。

——第9部分：高频介质加热设备。目的在于规定高频介质加热设备的特殊技术要求。

——第10部分：伴热系统。目的在于规定伴热系统的特殊技术要求。

——第11部分：电磁处理装置。目的在于规定电磁处理装置的特殊技术要求。

——第12部分：红外电热装置。目的在于规定红外电热装置的特殊技术要求。

本文件和各专用部分根据通用部分制定，针对各类装置的特点分别对通用部分的有关规定进行完善

和补充。

Ⅴ

GB/T10067.37—XXXX

电热和电磁处理装置基本技术条件第37部分：超导直流感应透热

装置

1范围

本文件规定了超导直流感应透热装置（以下简称超导透热装置）的产品分类、技术要求、试验方法、

检验规则、标志、包装、运输、贮存以及订购和供货。

本文件适用于工作频率为3Hz～25Hz、以非铁磁性金属为主的坯料或工件进行整体或局部加热的超

导透热装置的设计、制造和验收。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2900.23电工术语工业电热装置

GB/T2900.100电工术语超导电性

GB/T5959.1—2019电热和电磁处理装置的安全第1部分：通用要求

GB5959.3电热装置的安全第3部分：对感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的特殊要求

GB/T10066.1—2019电热和电磁处理装置的试验方法第1部分：通用部分

GB/T10066.32—2021电热和电磁处理装置的试验方法第32部分：感应透热装置

GB/T10067.1—2019电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分：通用部分

GB/T10067.3—2015电热装置基本技术条件第3部分：感应电热装置

GB/T12604.6无损检测术语涡流检测

GB/T16895.2低压电气装置第4-42部分：安全防护热效应保护

JB/T9691电热设备产品型号编制方法

3术语和定义

GB/T2900.23、GB/T2900.100、GB/T12604.6和GB/T10066.32—2021界定的以及下列术语和定义

适用于本文件。

3.1

铁磁性ferromagnetic

磁导率远大于1，可被磁化、导磁的材料特性。

3.2

非铁磁性non-ferromagnetic

不具备铁磁性的材料特性。

1

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3.3

超导磁体superconductingmagnet

采用超导材料制成的，用于产生外磁场的装置。

3.4

超导线圈superconductingcoil

按特定的结构和工艺将超导带材绕制而成的线匝。

3.5

临界电流criticalcurrent

在超导线圈中，可视为几乎无阻流动的最大直流电流。

3.6

铁心ferromagneticcore

由铁磁性材料制成，形成低磁阻磁通回路的部件。

3.7

主磁路mainfluxcircuit

由铁心及其加热气隙构成的闭合磁路。

3.8

超导直流感应透热装置superconductingDCinductionthrough-heatinginstallation

通过超导磁体产生直流磁场，并通过机械动力装置使超导磁体和坯料（或工件）之间产生相对转动

的一种特殊感应加热装置。

注：该装置不需要半导体变频器提供交流电源，也不具有感应器和补偿电容器组成的负载谐振回路。

3.9

感应加热主电路powercircuitforinductionheating

为坯料提供感应加热功率的所有坯料旋转电机的供电电路。

3.10

额定加热功率ratedheatingpower

超导透热装置设计时规定并在铭牌上标出的用于坯料感应透热的最大功率。

3.11

工作频率workingfrequency

超导透热装置设计时规定并在铭牌上标出的，感应透热时坯料实际承受的磁感应强度周期变化的频

率。

注：工作频率主要根据坯料直径大小设定，但可根据工艺需要进行调整，通常以频率范围来表示。

3.12

旋转驱动部件rotationdriver

2

GB/T10067.37—XXXX

驱动坯料在加热气隙中进行旋转所需的附属电气和机械机构组成的部件。

3.13

加热气隙heatinggap

在形成磁通路的铁心中所预留的用于坯料加热作业的空气间隙。

3.14

气隙中心磁感应强度magneticinductionstrengthatgapcenter

额定运行条件下，铁心加热气隙几何中心处的磁感应强度。

3.15

工作区域磁泄漏限值maximumallowableleakageofmagneticinductionstrength

装置正常运行时，磁场工作区域最大泄漏允许值。

3.16

超导线圈工作温度operatingtemperatureofsuperconductingcoil

超导线圈能够长期稳定运行在超导态时的温度。

3.17

超导线圈额定电流ratedcurrentofsuperconductingcoil

超导线圈能够长期稳定运行的最大直流电流。

3.18

坯料温度均匀度temperaturehomogeneityofbillet

坯料经加热后出料时的温度均匀程度。

注：坯料温度均匀度以在坯料各测温点上测得的温度与坯料控温点温度的温差正负范围来表示，对圆柱形棒料也可

用径向温差和纵向温差来表示。

3.19

低温容器cryostat

为超导磁体运行提供低温环境的容器。

3.20

工作节拍（加热节拍）takttime

加热一件坯料所需的时间。

3.21

工位workingstation

坯料在加热工作时所占据的位置。

4产品分类

4.1品种和规格

3

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超导透热装置按可同时加热的铁芯加热气隙数分为单工位、双工位和多工位；也可按坯料的材质：

铝、铜、钛等分类。

超导透热装置的产品系列规格应按坯料的直径与长度尺寸进行划分。

坯料的直径系列范围：150mm～688mm（6英寸～27英寸）。

坯料的长度系列范围：300mm～1700mm（12英寸～67英寸）。

4.2型号

超导透热装置的产品型号应符合JB/T9691的规定，由下列部分组成：

GTC□-□-□-□-□

企业代号（2～3个字母）

主要参数：坯料尺寸(直径×长度)，cm

主要参数：坯料材质代号[用元素符号表示：Al-铝（可省略）、Cu-铜、

Ti-钛]

主要参数：额定加热功率，kW

主要参数：每个超导磁体的工位数

类型代号：超导直流（汉语拼音字母）

系列代号：感应透热装置（汉语拼音字母）

示例：GTC1-1200-42×150-XX表示某企业直径45cm、长度150cm，额定功率1200kW，每个超导磁体匹配1个工位

的超导透热装置。

4.3主要参数

超导透热装置的主要参数如下：

a)总功率，单位为千瓦（kW）；

b)电源相数；

c)电源频率，单位为赫兹（Hz）；

d)电源电压，单位为伏（V）；

e)额定加热功率，单位为千瓦（kW）；

f)坯料尺寸（直径×长度），单位为厘米（cm）；

g)工作频率，单位为赫兹（Hz）；

h)额定温度，单位为摄氏度（℃）；

i)坯料温度均匀度，单位为摄氏度（℃）；

j)生产率，单位为吨每小时（t/h）；

k)单位电耗，单位为千瓦时每吨（kW·h/t）；

l)超导透热装置加热效率，单位为百分比（%）；

m)冷却水压力，单位为兆帕（MPa）；

n)冷却水流量，单位为立方米每小时（m3/h）；

o)超导线圈工作温度，单位为开尔文（K）；

p)超导线圈额定电压，单位为毫伏（mV）；

q)超导线圈额定电流，单位为安（A）；

r)气隙中心磁感应强度，单位为特斯拉（T）；

s)工作区域磁泄漏限值，单位为特斯拉（T）；

t)工作节拍，单位为秒（s）；

u)外型尺寸，单位为毫米（mm）；

4

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v)总重量，单位为吨（t）。

在产品标准中可根据产品特点对上述主要参数项作必要的增删。

5技术要求

5.1设计要求

5.1.1一般要求

超导透热装置应符合GB/T10067.1—2019和GB/T10067.3—2015第5章的有关规定和以下补充规定，

当这些文件的规定与本文件有差异时，应以本文件为准。

5.1.2总体设计

超导透热装置主要由超导磁体系统、机械传动系统、水冷系统、坯料传送机构、电气控制与监测系

统及辅助设备等组成。

超导透热装置的设计应在满足生产率的前提下确保坯料温度均匀度，应合理选择装置的额定加热功

率和工作频率、合理设计超导磁体和机械传动系统。

超导透热装置的设计应重点考虑控制系统与旋转电机、间隙调整及温度控制的协调性，以及对工件

温度进行快速准确的测量和控制，防止工件欠温、过热和过烧。

5.1.3超导磁体系统

5.1.3.1一般要求

超导磁体系统由超导线圈及其制冷设备、铁心、接电装置等组成，其应可靠、稳定地在铁心的加热

气隙内提供满足5.3.5要求的磁感应强度和满足5.3.7坯料温度均匀性要求的磁场分布。该磁感应强度应

能通过控制超导线圈直流电流来调节并维持恒定。

5.1.3.2超导线圈及其制冷设备

超导线圈由高温超导材料绕制而成，通过超导线圈的电流应不超过临界电流的80%。

应根据超导线圈的工作温度高低、尺寸大小和形状选择合适的冷却方式，推荐釆用真空传导冷却方

式。制冷机的压缩机应配置循环冷却水设施，其冷却介质、制冷能力和超导线圈的真空低温隔热效果应

满足超导材料对工作温度的要求。

应对超导线圈的电流及其工作温度进行实时监控，确保其在规定的条件下稳定工作。

5.1.3.3铁心

铁心的设计应与超导线圈和制冷设备相匹配。对于多工位铁心，其磁路由主磁路和分磁路组成，分

磁路数同工位数。铁心宜釆用模块化设计，以便搬运和在用户现场组装，组装面应平整并接触紧密。

铁心的截面可为圆形、矩（方）形、椭圆形、跑道形等，形状应与超导线圈和加热气隙的形状相匹

配。铁心模块宜釆用电工纯铁厚板拼焊制成；中间圆铁心可采用硅钢片卷绕制成，外部使用低碳钢板绕

包箍紧。

加热气隙的三维尺寸应与最大坯料尺寸相适应，并留有适当余量。加热气隙的形状和尺寸应可局部

调整以满足坯料温度均匀度的要求。邻近加热气隙铁心的内外表面宜加防热辐射和碰撞的保护层,以提

高相关模块的使用寿命。

5.1.4机械传动系统

5

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5.1.4.1一般要求

机械传动系统主要由主电机、传动系统、床身和制动装置等组成，用于坯料的夹持、旋转和移动，

其驱动和传动机构应能整体滑动以适应不同长度的坯料。

5.1.4.2主电机

主电机用于驱动坯料在铁心加热气隙的直流磁场中旋转并为坯料提供感应加热所需的热能，其额定

功率应大于坯料所需的加热功率。

主电机应能为坯料提供与坯料转速相关的力矩，其输出转矩特性应与坯料的负载转矩特性相匹配，

即驱动电机的配置应考虑：在坯料起动阶段，尖峰转矩较大，转速较低，所需功率较小；而在加热阶段，

则转矩较小、转速较高，所需功率较大且用于转化为坯料的感应加热功率。因此，对大坯料，可在坯料

两端同时配置规格不同的主、副电机，起动阶段两电机同时工作；而在加热阶段，仅功率较大的主电机

工作。对小坯料，可采用单端驱动。

驱动电机采用三相感应电机或永磁同步电机，由半导体变频器供电，可实施变频调速。当甚低频的

变频器有难度时，可在机床内增设减速箱。

5.1.4.3传动系统

传动系统由主轴箱、液压顶紧装置和坯料夹具组成，其作用是可靠方便地夹持坯料并将电机的旋

转扭力平稳地传递到被加热坯料上。

主轴箱为主轴提供运转所需的轴承组和水冷轴承套。主轴箱应适当远离铁心加热间隙，以避免磁场

和坯料加热的影响。

坯料夹持采用液压顶紧装置，该装置经由主轴箱的轴承传递给主轴顶紧坯料。

夹具用于径向定位坯料，其结构应避免坯料跳动位移。夹具应采用非铁磁性耐热钢制作并在结构设

计上尽量降低自身被感应加热的影响。

因此，传动系统运行时同时承受大扭矩、高推力和长臂传动的恶劣工况，为确保其长期可靠运行，

与常规传动设计相比，宜：

——加大主轴和相关零件的规格并选用较好材质，轴颈处的结构宜减轻应力集中；

——合理确定液压推力并选用能承受大推力的轴承作为主轴轴承，相应增加主轴箱体的刚性和强

度；

——采用其他更好的坯料夹持方式，控制偏心跳动量。

5.1.5水冷系统

水冷系统涉及制冷机的压缩机、铁心、机械传动系统等部分，它们应符合GB/T10067.1—2019中

5.1.4及以下补充规定。

a)传动机械轴承的冷却应采用油循环直冷或水套导冷方式；

b)机械部件采用润滑油循环直冷的，现场安装完成后应进行油压试验。整个油冷系统不得有漏油、

渗油现象。进油口装有油压继电器的，进油压力不低于0.2MPa，进油温度不超过40℃；

c)机械部件采用水套导冷的，现场安装完成后应进行水压试验。整个水冷系统不得有漏水、渗水

现象。进水口装有水压继电器的，进水压力不低于0.2MPa；进水温度为5℃～35℃。

5.1.6坯料传送机构

坯料传送机构应能自动、有序地将坯料传送进铁心加热气隙部位并将已透热的合格坯料传送至热成

型机，将不合格品传送至规定存放处。

6

GB/T10067.37—XXXX

5.1.7电气控制与监测系统

5.1.7.1一般要求

电气控制和监测系统应符合GB/T10067.1—2019中5.1.9及以下补充要求。

超导透热装置的控制和监测应对包括超导磁体系统、机械传动系统、坯料传送机构和夹具、水冷系

统、设备主电路和超导线圈直流供电等整套装置进行运行操作、工作状态和参数的显示和控制，并提供

必要的安全联锁和监测报警，以确保装置正常、可靠、安全地运行并使工件达到规定的加热温度、温度

均匀度和生产率。

5.1.7.2电气部件的技术要求

a)装置的电气部件应符合GB/T5959.1—2019、GB/T10067.1—2019以及本文件的规定；

b)装置和装置所在场所的电气部件应按照GB/T16895.2的要求提供对热影响的防护措施；

c)装置应安装过流保护装置；

d)应根据输出功率和目标转速为每个工位单独配置一台电机；

e)装置应安装变频器，并提供调节负载、节能、调速和保护功能；

f)低温制冷机的压缩机应配备循环冷却水设施；

g)应按照自动化要求，配置自动化控制系统，应能准确地驱动并控制机械传动部件完成加热节拍

和节拍间隔中各项规定的操作；

h)应配置实时监测系统对装置运行状态和结果进行监测，应能及时准确地进行故障诊断和报警处

理；

i)在超导磁体、机械部件和电气部件的温度异常时，应立即由控制系统发出报警信号和控制指令，

使装置停止加热操作；

j)电气部件的各部分接地处应有明显的接地符号（系统接地符号：SE，工作接地符号：GND，屏

蔽接地符号：PE）。

5.1.7.3坯料温度的监控

应对每个坯料表面上某一处或多处部位的温度进行监测，用于坯料加热温度的控制及对表面温度超

过和未达到规定值的坯料进行报警和剔除。坯料温度的测量应考虑坯料表面状态、环境条件、测温点位

置和测温角度对测量结果的影响。

5.1.7.4装置各部分温度的监控

应对超导磁体、主轴箱、电机、电气控制柜各部分的实时温度进行监测，当出现温度异常时，应立

即发出报警信号和控制指令。

5.1.8辅助设备

辅助设备应保证超导透热装置稳定正常的长时间运行。

辅助设备包括液压站、制冷机组、真空机组和水冷机组。

——液压站：用于坯料的夹持顶紧，包括油泵、油压控制器和多个阀门组合；

——制冷机组：用于超导磁体制冷；

——真空机组：用于低温容器抽真空，维持低温容器内部真空度；

——水冷机组：包括磁体制冷机循环冷却水和传动系统循环冷却水。

5.2制造要求

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5.2.1一般要求

超导透热装置的制造应符合GB/T10067.1—2019中5.2、GB/T10067.3—2015中5.2及以下补充规定。

5.2.1.1超导透热装置应严格按照技术设计进行制造施工，不得擅自修改设计。制造、安装过程中发

现设计文件和图纸有差异时，应及时提出意见和建议，并按照原设计部门修改变更后的设计施工。

5.2.1.2制造安装所需的零部件和主要材料须符合技术设计和其产品标准的规定，并应有合格证明。

5.2.1.3制造安装过程中采用的各种计量和检测器具、仪器、仪表和设备，须符合国家现行有关标准

的规定；其精度等级应满足被检测项目的精度要求。

5.2.1.4制造安装过程中应对工程质量进行检验和记录。对于隐蔽工程，应在工程隐蔽前进行检验并

记录，合格后方可继续安装。项目验收时，应以有关记录为依据进行验收和必要的抽检工作。

5.2.1.5制造安装工程的施工及验收，除了应符合本文件及用户技术协议外，还应符合国家现行相关

法律法规的规定。

5.2.2关键件制造

超导透热装置的超导磁体、机械传动系统、超导直流供电及电气控制系统等关键件制造施工过程中，

应根据设计要求制定关键件作业指导书及相应的制造过程检验规程，确保装置各零部件的制造质量。

5.2.3焊接

真空系统和涉及气密性要求的各零部件的焊接应符合相关真空器件的焊接要求。

5.3性能要求

5.3.1一般要求

超导透热装置的性能应符合GB/T10067.3—2015中5.3及以下补充规定。

5.3.2工作频率

超导透热装置的工作频率应可调节，以适应不同坯料材质和横截面尺寸以及不同的加热阶段，并提

高装置的加热效率。

超导透热装置的工作频率范围为3Hz～25Hz。

5.3.3额定加热功率

超导透热装置的额定加热功率应在订购合同中另行规定。

5.3.4额定温度

额定温度应满足热成型工艺的要求。温度过高会使坯料晶粒变粗，其最高温度应与熔化温度保持一

定温差；温度过低不利于热成型且易降低模具寿命。

不同金属材质和不同热成型工艺的一些典型温度见附录A，各类工艺温度应考虑工件或坯料的形状、

尺寸和不同温度均匀度要求后进行选定。

5.3.5超导磁体性能

超导磁体磁感应强度应满足气隙中心加热坯料最大磁感应强度的要求。

超导透热装置工作区域磁泄漏限值应在GB/T5959.1—2019规定的限值内。

超导磁体的真空容器及管道应密封不泄漏，组装后室温下真空度应低于5×10-3Pa，漏气率应低于1

×10-10Pa·m3/s。

8

GB/T10067.37—XXXX

5.3.6坯料温度均匀度

坯料温度均匀度与装置的工作频率（额定转速）、加热功率、加热和保温时间以及铁心加热气隙的

形状和尺寸等有关。

坯料温度均匀度应不超过表1规定。

表1坯料温度均匀度指标

坯料温度均匀度

适用坯料表示方法℃

A级B级C级

径向温差Δθbr±15±10±5

圆柱形坯料

轴向温差Δθbl±20±15±10

5.3.7单位电耗和生产率

超导透热装置的单位电耗和生产率应在订购合同中另行规定。

5.3.8加热效率

超导透热装置的加热效率应在订购合同中另行规定，但依据坯料大小应不低于80%。

5.3.9受热构件温度限值

超导透热装置各部分的温度限值应符合表2的规定。

表2超导透热装置各部分温度限值

部件位置温度上限

电机外表面80℃

主轴箱外表面70℃

超导磁体外表面60℃

加热气隙口外表面100℃

低压电器连接母线70℃

电气控制柜/电气线路半导体器件连接母线55℃

变压器80℃

5.4安全要求

5.4.1超导透热装置的安全要求应符合GB/T5959.1—2019和GB5959.3中与感应加热装置有关的规

定和以下补充规定。

5.4.2应采取有效的监控和失超保护措施。当超导磁体出现失超故障时，应能及时发现并引导磁体的

电磁能安全释放进行泄能，防止超导磁体被烧毁。

5.4.3超导透热装置的控制系统应对装置运行时的异常现象（如工件坯料的过温或欠温、超导磁体线

圈冷却水出口温度超标等）和故障（如变频装置故障、坯料传动装置失常、坯料堵塞等）发出声光报警

信号以便及时排除，严重时应自动停止装置运行。在操作人员所在处应设置应急按钮，当发生意外故障

时可紧急停止装置运行。

9

GB/T10067.37—XXXX

5.4.4磁体以及磁体周围会产生磁场，会对磁敏感的物品如电脑、磁性记录装置（光盘、磁带、信用

卡等）产生影响，尤其是心脏起搏器，可能会造成严重后果。因此，磁场工作区域最大磁泄漏应不超过

GB/T5959.1规定的限值，对公共场所的最大允许磁场以0.5mT（5Gauss）为标准设置；并应确认磁体

放置区域的大小，对相关区域进行合理管理。此外，非相关人员进入有危险的场合，应设置相应的警示

标志。

5.4.5超导透热装置的空运转噪声应不超过70dB。

5.4.6对超导透热装置所有馈电部分的易触及处，应设置必要的保护网罩。超导磁体、机械传动部件、

变频装置、操作控制柜等外壳均应可靠接地。电气部件地线的接地电阻应不大于4Ω。

5.4.7超导透热装置低电压部分各带电回路与地之间的绝缘电阻应不小于1MΩ。

5.5成套要求

5.5.1在订购合同中应列出供方规定的超导透热装置成套供货范围，一般包括下列各项：

a)超导磁体；

b)铁心；

c)机械传动系统；

d)物料传送机构；

e)超导线圈直流电源；

f)设备主电路；

g)低温制冷机；

h)真空泵；

i)水冷系统；

j)液压站；

k)电气控制与监测系统；

l)备件；

m)出厂文件（包括产品说明书和必要的设计图样）。

在订购合同中应列出上述各项的具体内容，包括型号、规格和数量，如对供方规定的项目有不同要

求，可按9.2提出。

6试验方法

6.1一般要求

超导透热装置的试验方法应符合GB/T10066.1—2019中第9章及以下补充规定。

6.2外观检查

按照GB/T5959.1—2019的18.5。

6.3绝缘电阻的测量

按照GB/T10066.1—2019的9.3。

6.4超导磁体真空密封性测量

应采用准确度等级不低于1.0级的氦质谱检漏仪进行。

6.5气隙磁场均匀度测量

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GB/T10067.37—XXXX

采用霍尔阵列气隙磁场测试装置进行测量，霍尔阵列气隙磁场测试装置一次性可测试一个截面的磁

场分布，测试时按照左中右三个截面进行，每个截面按上中下三行、长度方向按5排均匀布置测试点，

通过测试装置每隔3min测量记录一次，取各排3次测量平均值、最大值与最小值之差（测试装置面板可

延着宽度方向运动，扫过整个宽度方向即可测得整个气隙的磁场分布）。

6.6工作区域磁泄漏限值测量

装置正常运行时，在涉磁设备工作区域，采用准确度等级不低于1.0级的高斯计进行测量。

6.7加热效率的测量

超导透热装置加热效率按式（1）进行测算：

ηi=emin/ei×100%

emin=0.278cp(T)•△T

式中：

ηi——超导透热装置加热效率，单位为百分比（%）；

emin——坯料理论最小单位电耗，单位为千瓦时每吨（kW•h/t）；

ei——超导透热装置的单位电耗，单位为千瓦时每吨（kW•h/t）；

cp(T)——坯料的比热，单位为千焦耳每千克摄氏度每吨（kJ/kg•℃），应考虑其可能随温度的非线

性特性和在某温度点上的阶跃式变化；

△T——坯料从初始温度至最终温度的温度变化，单位为摄氏度（℃）。

6.8额定温度的测量

应采用准确度等级不低于1.0级的温度计检测。测量时选择被测坯料表面前中后任意三点，取其平

均值。

6.9坯料轴向温度均匀度的测量

测量按照GB/T10066.32—2021中附录CC及以下方法进行。

a)表面测量法

这是一种用高精度红外摄像仪或光学高温计测量坯料表面温度均匀度的方法。测量时应考虑和

消除所测温度受下列因素的影响：

——坯料表面状况，如表面粗糙度和表面上有无氧化皮和杂物等，宜在测温前清除测温处上可

能的氧化皮；采用红外摄像仪和光学高温计时，辐射通道上介质吸收和外来光干扰等。

在采用红外测温仪和光学高温计时，其测温探头应尽量处于被测表面的法线方向上。

在条件适用时，推荐采用红外摄像仪对坯料表面进行2D温度测量，如用于测定坯料端面的横向

/径向温差；或者釆用红外线测温仪定点测量通过运动坯料表面中心的纵轴线上的温度，以测

定坯料侧表面的纵向温差，测量时红外线测温仪的响应时间应按坯料移动速度设定。

b)数值模拟法

建立在电磁场Maxwell方程和热力场Fourier方程基础上的数值模拟能求解和分析被感应透热

坯料的三维温度分布，同时采用有限元法数值技术来处理由于坯料温度变化所引起的非线性特

性以及电磁场和热力场相互耦合过程，从而求得坯料的温度均匀度。

6.10坯料径向温度均匀度的测量

应采用热电偶插入测量法。测量前，在测试坯料中段四分之一处，径向打孔至坯料中心，根据坯料

直径大小分若干深度位置留置测试台阶（深度位置可由供需双方商定）。坯料加热完成后，将热电偶插

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GB/T10067.37—XXXX

入坯料各测温点进行测量，测量热电偶应采用准确度为0.1级或0.2级、分辨率不低于0.001mV的直流数

字电压表或自动控制程序（PLC）的热电偶A/D模块同时连续进行温度测量和记录。取各点连续3次测量

平均值中最大值及最小值与控温点温度之差。

6.11装置外表面温度的测量

装置正常运行时，应采用精确度等级不低于1.0级的接触式热电偶、温度计或等效的传感器测量。

表面温度的测量点规定如下：

a)超导磁体、铁心及支架外表面任意点；

b)线圈连接端和大电流母线及其连接端的外表面任意点；

c)距离气隙开口及夹持机械手夹持部分500mm内的表面不在测量范围内。

7检验规则

7.1超导透热装置的检验应按照GB/T10067.1—2019中第7章的规定进行。

7.2超导透热装置的出厂检验项目通常包括：

a)触电防护措施的试验（按照5.4.6）；

b)磁体线圈制造质量的检查（按照5.1.3、5.2.2）；

c)加热气隙空间装配尺寸检测（按照5.1.3.3）；

d)机械传动装置的冷态试验（按照5.1.4和GB/T10066.1—2019中9.9）；

e)冷却水回路的密封性试验（按照5.1.5和GB/T10066.32—2021中9.109）；

f)控制电路试验（按照5.1.7和GB/T10066.1—2019中9.5）；

g)绝缘电阻的测量（按照GB/T10066.1—2019中9.3和GB/T10067.3—2015中5.3.1）；

h)绝缘耐压试验（按照GB/T10066.1—2019中9.4和GB/T10066.32—2021中9.108）；

i)安全联锁和报警系统的试验（按照5.4.2、5.4.3和GB/T10066.1—2019中9.10）；

j)配套件检查，包括型号、规格、出厂合格证的检查；

k)供货范围的检查；

l)包装检查。

7.3超导透热装置的型式检验项目通常包括：

a)全部出厂检验项目（在型式检验条件下）；

b)超导透热装置总功率和加热功率的测定（按照GB/T10066.32—2021中9.102）；

c)坯料温度均匀度的测定（按照5.3.6和GB/T10066.32—2021中附录CC）；

d)单位电耗和生产率的测定（按照5.3.7和GB/T10066.32—2021中9.105）；

e)设备/装置加热效率的测定（按照5.3.8和GB/T10066.32—2021中9.106）；

f)超导透热装置外表面温升的测量（按照5.3.9和GB/T10066.32—2021中9.107）；

g)机械传动装置的热态试验（按照GB/T10066.1—2019中9.15和GB/T10066.32—2021中8.3）；

h)冷却水流量和温升的测量（按照GB/T10066.32—2021中9.110和9.101）；

i)热态试验后的外观检查（按照GB/T10066.1—2019中9.25）。

8标志、包装、运输和贮存

8.1超导透热装置的标志、包装、运输和贮存应符合GB/T10067.1—2019中第8章的规定。

8.2超导透热装置的铭牌上应标出下列各项：

a)产品的型号和名称；

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GB/T10067.37—XXXX

b)电源参数：总安装容量，单位为千伏安（kVA）；相数；频率，单位为赫兹（Hz）；电压，单

位为伏（V）；

c)额定电参数：额定加热功率，单位为千瓦（kW）；频率，单位为赫兹（Hz）；电压，单位为伏

（V）；

d)坯料材质和尺寸，单位为毫米（mm）；

e)额定温度，单位为摄氏度（℃）；

f)超导透热装置总质量，单位为吨（t）；

g)产品编号；

h)出厂日期；

i)制造厂名（对出口产品应有国名）。

9订购和供货

9.1超导透热装置的订购和供货应符合GB/T10067.1—2019中第9章的规定。

9.2需方有下列特殊要求时，可向供方提出，具体要求由供需双方商定。

a)对单位制、电源电压、电源频率等的不同要求（按照GB/T10067.1—2019中5.1.2.1）；

b)对环境条件和供电电网的不同要求（按照GB/T10067.1—2019中5.1.3）；

c)对水冷却系统的不同要求（按照GB/T10067.1—2019中5.1.4.2）；

d)对输入功率调节的不同要求（按照GB/T10067.3—2015中5.2.2）；

e)对供方规定供应项目的不同要求（按照5.5.1）；

f)对超导磁体及铁心的不同要求[按照5.5.1的a）和b）]；

g)要求提供计算机过程监控系统[按照5.5.1的k）]；

h)要求提供纯水循环冷却装置[按照5.5.1的i）]；

i)对上下料装置的不同要求[按照5.5.1的d）]。

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GB/T10067.37—XXXX

AA

附录A

（资料性）

热成形工艺的一些典型温度

热成形工艺的一些典型温度见表A.1。

表A.1热成形工艺的一些典型温度

单位为摄氏度

热成形类型铝铜钛

挤压480870950

锻造450870930

轧制450～540760～870930

_________________________________

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GB/T10067.37—XXXX

目次

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

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

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4产品分类..........................................................................3

4.1品种和规格....................................................................3

4.2型号..........................................................................4

4.3主要参数......................................................................4

5技术要求..........................................................................5

5.1设计要求......................................................................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试验方法.........................................................................10

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

6.2外观检查.....................................................................10

6.3绝缘电阻的测量...............................................................10

6.4超导磁体真空密封性测量.......................................................10

6.5气隙磁场均匀度测量...........................................................10

6.6工作区域磁泄漏限值测量.......................................................11

6.7加热效率的测量...............................................................11

6.8额定温度的测量...............................................................11

6.9坯料轴向温度均匀度的测量.....................................................11

6.10坯料径向温度均匀度的测量....................................................11

6.11装置外表面温度的测量........................................................12

7检验规则.........................................................................12

8标志、包装、运输和贮存...........................................................12

9订购和供货.......................................................................13

附录A（资料性）热成形工艺的一些典型温度...........................................14

Ⅰ

GB/T10067.37—XXXX

电热和电磁处理装置基本技术条件第37部分：超导直流感应透热

装置

1范围

本文件规定了超导直流感应透热装置（以下简称超导透热装置）的产品分类、技术要求、试验方法、

检验规则、标志、包装、运输、贮存以及订购和供货。

本文件适用于工作频率为3Hz～25Hz、以非铁磁性金属为主的坯料或工件进行整体或局部加热的超

导透热装置的设计、制造和验收。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2900.23电工术语工业电热装置

GB/T2900.100电工术语超导电性

GB/T5959.1—2019电热和电磁处理装置的安全第1部分：通用要求

GB5959.3电热装置的安全第3部分：对感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的特殊要求

GB/T10066.1—2019电热和电磁处理装置的试验方法第1部分：通用部分

GB/T10066.32—2021电热和电磁处理装置的试验方法第32部分：感应透热装置

GB/T10067.1—2019电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分：通用部分

GB/T10067.3—2015电热装置基本技术条件第3部分：感应电热装置

GB/T12604.6无损检测术语涡流检测

GB/T16895.2低压电气装置第4-42部分：安全防护热效应保护

JB/T9691电热设备产品型号编制方法

3术语和定义

GB/T2900.23、GB/T2900.100、GB/T12604.6和GB/T10066.32—2021界定的以及下列术语和定义

适用于本文件。

3.1

铁磁性ferromagnetic

磁导率远大于1，可被磁化、导磁的材料特性。

3.2

非铁磁性non-ferromagnetic

不具备铁磁性的材料特性。

1

GB/T10067.37—XXXX

3.3

超导磁体superconductingmagnet

采用超导材料制成的，用于产生外磁场的装置。

3.4

超导线圈superconductingcoil

按特定的结构和工艺将超导带材绕制而成的线匝。

3.5

临界电流criticalcurrent

在超导线圈中，可视为几乎无阻流动的最大直流电流。

3.6

铁心ferromagneticcore

由铁磁性材料制成，形成低磁阻磁通回路的部件。

3.7

主磁路mainfluxcircuit

由铁心及其加热气隙构成的闭合磁路。

3.8

超导直流感应透热装置superconductingDCinductionthrough-heatinginstallation

通过超导磁体产生直流磁场，并通过机械动力装置使超导磁体和坯料（或工件）之间产生相对转动

的一种特殊感应加热装置。

注：该装置不需要半导体变频器提供交流电源，也不具有感应器和补偿电容器组成的负载谐振回路。

3.9

感应加热主电路powercircuitforinductionheating

为坯料提供感应加热功率的所有坯料旋转电机的供电电路。

3.10

额定加热功率ratedheatingpower

超导透热装置设计时规定并在铭牌上标出的用于坯料感应透热的最大功率。

3.11

工作频率workingfrequency

超导透热装置设计时规定并在铭牌上标出的，感应透热时坯料实际承受的磁感应强度周期变化的频

率。

注：工作频率主要根据坯料直径大小设定，但可根据工艺需要进行调整，通常以频率范围来表示。

3.12

旋转驱动部件rotationdriver

2

GB/T10067.37—XXXX

驱动坯料在加热气隙中进行旋转所需的附属电气和机械机构组成的部件。

3.13

加热气隙heatingga