电磁与永磁的比较

作者：唐山迈尼特电气有限公司

欢迎访问e展厅 展厅 2 熔化炉展厅 熔化炉, 冲天炉, 浇注炉, ... 用永磁体实现对金属液体的搅拌在技术上实现是非常容易的，但它在应用的形式及应用的效果方面是有局限性的、不理想的，而且永磁材料本身有不可克服的缺点（工作环境温度不能高，否则就会消磁，而且本身还随时间退磁），永磁体本身在搅拌时还要转动，自身重量挺重，还需要换向，这给传动系统带来很大麻烦，造成链条、齿轮箱经常损坏，维护量大，工作不稳定等缺点，而且某些应用方式对金属液的搅拌不均匀、增加能耗、增加烧损，而且为了达到搅拌效果，还要对炉体内部进行改造，增加了前期的设备投资费用，造成清炉困难、维护工作量大、炉子寿命缩短，基于以上原因，我公司虽也能提供永磁搅拌器，但考虑到以上原因我们还是优先推广电磁搅拌器。 用电磁实现对金属液体的搅拌虽然技术上相对复杂一些，但电磁搅拌技术是成熟的技术，在世界范围内，这一技术在冶金领域得到广泛的应用，经过国为外五六十年、国内十几年的发展、改进，现在，在铝熔铸行业的产品已经是第3代产品，全国有那么多用户在使用，产品质量是可靠的，性能是稳定的，而且系统操作简单、功能强大、无易损件、几乎不需要维护。以下是电磁搅拌与永磁搅拌的对比分析： 一、搅拌机理与效果 不管电磁搅拌还是永磁搅拌，他们应用的理论基础是一样的均为电磁理论，只不过应用的方式不一样，电磁搅拌为直线电机原理而永磁搅拌为旋转电机原理，因此他们搅拌时产生的效果是不一样的： 1. 电磁搅拌：类似直线电动机原理，感应器相当于电机的定子，在感应器线圈中通以适当频率的低频电流，感应器产生一个行波磁场，这一磁场在铝液中感应电流，感应的电流产生反磁场与原磁场合成，合成磁场与感应电流相互作用，产生平移的电磁推力，使液态金属产生定向移动，起到搅拌作用，它是非接触搅拌，不污染金属液体。改变低频电流的大小、频率、方向，就可改变平推力的大小和方向。它是小流速、大面积、大流量的柔性搅拌，不破坏熔体表面氧化层，熔体交换均匀迅速、没有搅拌死角、能快速有效的使熔体合金成分均匀、温度均匀。而且有效的消除了炉底炉渣的堆积，减少清炉次数，延长炉子寿命。 2. 永磁搅拌：类似永磁体电机原理，感应器相当于电机的定子，金属溶液相当于电机的转子，当感应器转动后，产生一个旋转磁场，从而带动金属溶液旋转。正是由于这种旋转磁场带动金属液体的整体旋转导致两个问题：①金属液体是整体的水平旋转，而金属液体上下部分之间垂直方向相对运动很小，搅拌效果达不到要求，导致在整个熔炼过程中搅拌器一直都在工作，这种情况对传动系统又造成很大的压力，链条、齿轮箱经常损坏。②金属液体的旋转过程相当于离心机原理，把重金属合金甩到四周，比重较轻的合金留在中部，而且金属液旋转带，会把金属熔体中部与四周隔离开，造成搅拌的不均匀。 侧置式永磁搅拌由于存在引出的流道，而且流道内金属液体流速很高，对流道内壁冲刷严重，对内壁材料提出很高要求，增加了炉子制造成本，而且这种冲刷也降低了炉子的使用寿命。 通过以上分析，从搅拌原理上讲底置式永磁搅拌是不会把金属液体搅拌均匀的，在这一点上没法与电磁搅拌相比。 二、系统组成比较 电磁搅拌器 永磁搅拌器 感应器 电磁感应线圈 永磁体 传动轴、链条 变速箱、电机 冷却系统 水冷却系统或风冷系统 风冷系统 控制系统 变频、PLC控制 变频控制 维护性 系统成熟、运行可靠，搅拌时无运动部件，无易损件，几乎不需要维护 搅拌时有运动部件，而且由于永磁体自身重量的原因以及要求换向，导致传动系统故障率很高 除了系统维护性差以外，永磁材料本身还存在不可克服的缺点，虽然永磁搅拌机有风冷系统，但永磁材料本身会随时间而消磁，工作环境温度过高时还会加速这个过程，而且一但风冷系统出现故障，环境温度超过居里点温度，永磁材料就会永久消磁，整套系统就会报废。电磁搅拌器就不会出现以上问题，磁场强度不会随温度、时间发生变化，而且搅拌时没有运动的部件，换向只是行波磁场的换向，可以迅速换向，有利于金属液体间的充分交换，从而达到搅拌的充分均匀。 以上可以看出永磁搅拌在材料、换向、维护等方面存在明显的缺点，系统应用存在隐患。 三、能耗比较 能耗的比较主要从两个方面来比较： 1.电耗的多少以及电耗在整个能耗中所占的比重大小 2.搅拌系统的应用是否会带来除电耗以外的能量损失 功率比较 适用吨位 电磁搅拌器 永磁搅拌器 20T以下 80KW 20KW 30T 126KW 20KW 40-60T 160-220KW 27KW 从上表可以看出电磁搅拌器功率确实要比永磁搅拌器高一些，但电磁搅拌器在搅拌时工作时间比永磁搅拌短，下面是吨铝电耗比较： 吨铝电耗比较 适用吨位 电磁搅拌器吨铝电耗 永磁搅拌机吨铝电耗 20T以下 1.34Kwh/t或3kwh/t 2 到3Kwh/t 30T 1.4Kwh/t或3.15kwh/t 1.3到2kwh/t 40-60T 1.5kwh/t或3.36kwh/t 1.08到1.8kwh/t 从上述图表可以看出,电磁搅拌的电耗只有永磁搅拌的1到2倍,而且吨铝电耗只有不到3点几度电,这点电耗损失在能耗中所占比重很小、几乎可以忽略不记。 计算方法是：以20T熔炼炉为例，若熔炼铝锭，电磁搅拌器只工作45分钟，直接搅拌电解铝水，只工作20分钟，变压器容量为200kva,额定功率为： 80kw,搅拌一炉铝水用电80*45/60=60kwh, 吨铝电耗为：60/20=3kwh/t,工作20分钟的话单耗为：1.34kwh/t。而永磁搅拌需工作2到3个小时，吨铝电耗为： 20*2/20=2kwh/t或20*3/20=3kwh/t。从以上计算可知电磁搅拌与永磁搅拌电耗相差很小，几乎没有可比性。 侧置式永磁搅拌方式由于在侧壁引出直径3米多的流道，增加了近20平米的散热面积，热损大大增加，有数据表明吨铝油耗增加了20几公斤。而侧装电磁搅拌器由于没有引出的流道，也就没有这项能耗损失。永磁材料由于怕高温，风冷系统在熔炼过程中24小时一直工作，而电磁搅拌的冷却系统，只要搅拌器不工作冷却系统就不工作，也有效的节约了能源。 通过以上分析可以看出①电磁搅拌与永磁搅拌在电耗上均很小，对用户来说可以忽略不记。②侧装式永磁搅拌由于存在引出流道，热损增加，导致能耗加大很多，给用户增加了运行成本。 四、回收期、价格比较 电磁搅拌器 永磁搅拌器 产品价格（60t以下） 40-120万/套 60-150万/套 回收期 6个月-1年 1-2年 通过上表及分析可看出，①永磁搅拌器比同规格的电磁搅拌器贵30%，价格高。②永磁搅拌由于能耗上高于电磁搅拌，再加上价格上的原因，回收期要远比电磁搅拌长。 五、安全性比较（磁场辐射） 电磁搅拌具有高安全性，电磁搅拌器在设计时充分考虑了电磁辐射对人的辐射问题，在满足搅拌功能的前提下，在感应器上表面水平方向周围2米处，磁感应强度不高于31.2MT，像信用卡、手机、磁卡等物品均不会损坏，此标准为人在该环境24小时连续工作不会出现问题的标准，符合我国及欧洲标准。 而永磁搅拌由于永磁材料磁场强度强，又不能采取屏蔽措施，搅拌机周围有很强的磁场，大大超过国家标准，会损坏人的身体健康。在日益重视职工劳动保护的今天，这无疑是永磁搅拌现在最应该解决的问题。 唐山迈尼特电气公司 地址：河北省唐山市高新技术开发区 电话：0315-3759037 13931501373 邮编：063020 E-mail: tsmainite@163.com (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (9/8/2006)