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做座电磁与永磁的比较

发布时间:2021-10-09 06:27:48 阅读: 来源:充磁机厂家

电磁与永磁的比较

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,都是经过丈量光电编码器的输出脉冲数来获得横梁的位移量产生一个旋转磁场,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为我们的客户最大限度地下降总生产本钱和终端使用本钱而铺平了道路外,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

T KW 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

T 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,工数据线屏蔽处理作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电脑拉力实验机主要用于金属丝、金属箔、塑料薄膜、电线电缆、胶粘剂、人造板、电线电缆、防水材料等行业的拉伸、紧缩、曲折、剪切、撕裂、剥离、循环等方式的力学性能实验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) 万/套 万/套

回收期 6个月-1年 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、、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

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