张于彬:调功率工频电炉技术发明人
北京共星时科技有限公司法人兼董事长
张于彬简历
张于彬:1946年出生,江苏无锡人,1968年毕业于原第八机械工业部天津会计学校,大专学历,参加我国最早的工频电炉研制,1980年批判斯坦因曼兹系统,1985年获得专利ZL85107606号调功率电路,发明世界上第一个能够调节工频电炉功率的技术,1993年获得第七届全国发明展金奖,1999年入选《科学中国人·中国专家人才库》,2008年提出和建立感应电炉应该采用的设计方法,设计技术。2009年提出调功率式工频电炉的概念设计,获第十三届北京科博会重点推介,2011年项目入选《国家重点高新项目汇编》,2016年基本完成产品框架设计,以后反复修改,突破设计方法研究,填补国内理论方法空白,曾经创办重庆沙坪坝华源电热技术研究所,重庆普辰科技有限公司,重庆蓝弗瑞科技有限公司,因各方意见无法统一,创业宣告失败。未曾取得贷款支持,最后设立北京共星时科技有限公司,继续完成以调功率工频电炉产业化为目的创业活动。
“调功率工频电炉”项目简介
一、项目背景概述
整个感应电炉的历史,是一部不断技术更迭和不断创新的历史。当下的一个历史轮次是以“感应电炉熔炼取代冲天炉熔炼”为标志的,现代生产方式取代传统生产方式的变革 。
对比冲天炉感应炉熔炼的主要优势是:没有工质与材料的直接接触,避免了工艺环境对最终金属品质的侵害;电炉对于焦炭具有较低的碳当量和工频炉特有的低能耗;电能运送方便和不产生三废排放;电控电操作的可操控性对冲天炉可控性的突出优势。
我国于1965年组织上海机电设计研究院和其他单位多方协同,到1971年初步建立了我国工频坩埚电炉产业。满足了我国当时国内铸造生产的需求,缩小了与国际水平的差距。
到了1991年,国外依靠变频器技术的进步和具有的调节功能开发了中频炉“改进批料工艺”,淘汰了工频炉“留铁水工艺”,感应熔炼技术又进入了一个新的历史发展阶段。中频炉技术传播到了国内,造成国内坩埚感应电炉产业全面停产。此后我国既不生产工频炉也不能生产中频炉,国内市场被国外产品长期垄断。
自从90年代到现在,“改进批料工艺”,长期成为制约我国感应炉发展的卡点堵点、不可逾越的门槛,长期成为困扰我国感应炉产业的卡脖子关键技术。因此,本项目“调功率工频电炉改进批料工艺”,就成为破解我国感应炉发展难题的关键,承载着业界的极大期盼。同时本项目也标志了全球新一轮次技术周期的到来。
本项目的目标是:终结我国30年不掌握改进批料工艺的历史和我国感应炉行业长期停产的局面;完成“调功率工频电炉”产业化,补齐我国工业的短板弱项,实现国内技术该领域的全球领先,成为引领未来的绿色技术标志型范例。
二、项目的形成和培育
中国专利ZL85107606号调功率电路
发明了工频炉调功率电路,将工频坩埚炉的操作率由3次每小时提高到千次每小时,荣获金奖,实现技术突破,颠覆了对工频坩埚炉不能调节运行功率的传统认知,使工频电炉的性能发生根本性改变,是全球首创的技术发明。
中国专利ZL201210239370.1号:
攻克了改进批料工艺的理论原理、设计方法,填补国内空白,破解了卡脖子障碍,这一长期困扰国内感应炉产业的技术瓶颈。国内首次获取了感应熔炼原理方法等基础知识。是感应炉领域核心技术。
三、项目完成情况和各方面评价:
主要技术指标:炉容:16吨3000伏特,能耗470千瓦时每吨及以下,熔炼时长1.25小时,电压波动:不大于10%。
本项目将以470对550千瓦时每吨的绝对优势经济性,强势淘汰外国公司中频炉,并以方便性,简易性,可靠性,适用性等优势,再造我国坩埚感应炉新产业,全面淘汰中频炉。
五、市场及市场开发
我国铸造产能5000万吨每年,其中50%可以采用感应熔炼,达2500万吨,若以每1.5万吨一台套,市场容量1.67千台套。市场的其他部分来源于铝镁铜,以及海外市场。
将借助新工艺的换代升级以工频感应熔炼新技术为基本模式,建立数字云平台在我国大面积推广应用,推动感应熔炼领域节能、减排、先进工艺,以及先进金属技术等科研应用技术,推动全行业数字化转型升级。
六、商务计划
1、商务计划:通过长期研发,目前已经提供了包括设计说明,图表,曲线,草图等描绘出新产品新工艺的全部内容,无论科学问题还是技术问题都做了详尽的说明。组织大规模融资进行开发已经成熟,拟先从进入北京科技大学国家重点实验室开始。
2、组建联合开发体:
电炉制造集成承担单位:制造了我国上世纪70年代至本世纪2015年期间的3000伏特等级的全部工频感应电炉的顶级企业,具有长期制造经验,国内具有完整产业链。
改进批料工艺的运营单位首用户:是我国自1971年以来采用工频感应电炉企业,具有3000伏特这样的电炉,和中频炉改进批料工艺的用户,是我国工频炉用得最多的顶级企业。
北京科技大学,是我国本行业最高学府,将会给本项目提供支持;
北京共星时科技有限公司是本项目牵头单位和主要科研开发单位,项目持有人;
一平台:以北京科技大学重点实验室为开发平台;
将以上述单位为主,通过股权合作,组织联合开发体。
3、开展项目融资:
提供100万元左右,年利息15~20%,以解决企业燃眉之急;
年息15%以内,3~5千万,这样的合同可以立即签署;
股权融资,有提出股权合同的,可立即签署,
4、计划执行共24个月。
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