2010年在京沪高铁实行大规模应用
根据国家对新技术引进、消化、吸收、再创新政策的要求,实现我国高速电气化铁路关键技术的国产化,提高铁路行业原始创新能力和研发实力,铁道部与科技部在2008年共同发起了国家科技支撑计划项目“中国高速列车关键技术研究及装备研制”,目的在于最大限度整合国内的研发力量,实现中国高速电气化铁路关键技术的自主创新,打造具有自主知识产权的高速电气化铁路制造平台。
这一国家科技支撑计划涵盖了高速电气化铁路各项关键技术,其子课题“高速列车牵引供电技术”是其中的重点之一,确定了本课题研究任务,开发高速电气化铁路用高强高导接触网导线及其零部件(国家科技支撑计划课题,课题编号:2009BAG12A09),其核心是开发高强高导铜铬锆合金接触线。
铜铬锆合金是上个世纪末已经发现的一种合金材料,具有高强度和高导电特点,也被誉为下一代引线框架材料。但多年来一直受限于无法生产大尺寸、大卷重的铜铬锆合金坯料,仅可用真空熔铸方法用于生产一些小型器件,例如结晶体铜套、电极端环等。接触线的特点是单件坯料重量要求2吨以上,不允许焊接,不允许存在内部质量缺陷。这是铜铬锆合金熔铸的难点之一;另一个难点就是实现非真空熔铸,以提高生产效率,降低生产成本,以便拓展应用市场。简而言之就是小的容易做,大的难做;个别容易做,批量难做。
在中铁电气化局和各科研单位的支持下,北赛电工完成了高强高导接触网导线的研制工作,确定了适用于高强高导接触线的合金成分配比及生产工艺路线,成功解决了铜铬锆合金在熔炼、热轧、热处理等各道工序的技术难点,采用非真空熔铸方式实现了高强高导接触线的工业化生产。
铜铬锆合金线材的应用情况如下:
Ø 试挂:
北赛电工采用该技术生产铜铬锆合金高强高导接触线经过甬台温(2009年,2个锚段)、武广线(2010年,13个锚段,33.2吨)试挂之后,
Ø 正式挂线:
2010年在京沪高铁实行大规模应用。京沪高铁枣庄至蚌埠220公里先导试验段采用北赛电工生产的CTZH150型铜铬锆合金高强高导接触线(171个锚段,294吨),在此区段,我国创造了486.1公里/小时的世界铁路运营试验最高速度。2018年,运营8年之后,在京沪高铁接触网上截取铜铬锆合金高强高导接触线进行复测,型式试验全部项目完全合格,较8年前毫无衰减。
2014年,大西高铁太原北至原平西385km/h区段,也全部采用北赛电工生产的铜铬锆合金接触线。至今为止,我国所有设计时速在350km/h以上的高速铁路均采用我司生产的铜铬锆合金接触线。
Ø 产品扩展
2010年利用铜铬锆合金接触线剩余坯料开发的铜铬锆合金承力索产品,应用于隧道锚段,与铜铬锆合金接触线共同输电,取消了附加输电线设置,节约了空间。朔黄铁路(2015年)和蒙华铁路(2019)也大量采用了铜铬锆合金承力索,实现节能降耗。
Ø 系列化
目前,北赛电工在铜铬锆合金线材方面已经形成了三个系列。超高强系列(600MPa、75%IACS)目标市场400km/h及以上;高强高导系列(560MPa、75%IACS)目标市场为300~350km/h以及380km/h以上;中强超高导系列(440MPa,90%IACS)目标市场城轨交通及普速铁路。
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