廣東氮氣制氮機設備在磁性材料行業(yè)的應用

   目前國內(nèi)磁性材料生產(chǎn)中應用的氮源因各磁性材料生產(chǎn)企業(yè)建立的時間、啟動資金、生產(chǎn)規(guī)模和當時的氮源情況及其認識等不同，故使用的氮源或者供氮方式也就不同，歸結(jié)起來有瓶裝商純氮氣、液氮、深冷空分制氮和PSA制氮。
   瓶裝高純氮氣主要在以真空氣氛燒結(jié)爐為燒結(jié)設備的企業(yè)，是間歇式燒結(jié)，一般以24小時為一生產(chǎn)周期，爐子容量在15~50Kg，每天用氣量／爐在2m3左右，集中用氣時間在3~4小時，這類企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模都不大，少者只有幾臺爐子，多者也不過二三十臺。瓶裝高純氮氣所用的氣瓶容積為40升，注入氮氣壓力為150Kg，氮量為6Nm3／h/瓶，目前市價為30元／瓶。按使用規(guī)定，瓶中壓力降到15Kg時巳不允許繼續(xù)使用，否則以后必須經(jīng)過置換清洗才能保證氮氣的高純度，故使用瓶裝氮氣時，氮氣單價為5．5元／m3。雖然用氣成本較高，但因企業(yè)規(guī)模較小、總用量不大，使用瓶裝氮氣還能承受，故一般不會更換供氣方式，只有規(guī)模擴大、考慮使用氮窯時才會改變。液氮目前市場價格在1000元／m3左右，液氮汽化成氮氣時，1m3液氮可轉(zhuǎn)換為標準狀態(tài)下的氮氣為643m3，考慮到損耗等因素，能使用的氮氣約為600m3左右，故使用液氮時的氮氣單價為1．67元／m3，這里不包括購買或租賃液氮罐所攤的費用。
   以MnZn鐵氧體企業(yè)為例，使用液氮的磁性材料企業(yè)建立初期，大都規(guī)模不大，均在300噸／年左右，通常只有一條氮氣保護隧道窯，用氣量在20~30Nm3／h，每天(24小時)供氣量在480~720Nm3。若再用瓶裝氮氣則每天需100瓶左右，成本也太高，故不宜采用；若購買制氮設備現(xiàn)場制氮，雖然用氣成本可降三分之二左右，但考慮到資金和今后的發(fā)展等因素，用戶一般還是先選用液氮，以后視情況再定。深冷空分制氮、PSA制氮和膜分離制氮深冷空分制氮已有九十余年的歷史，且制取的高純氮完全能滿足磁性材料的需要；國產(chǎn)PSA制氮和膜分離制氮還是九十年代以后才出現(xiàn)的，故國內(nèi)在七八十年代就有相當規(guī)模的MnZn鐵氧體企業(yè)大多數(shù)采用的是深冷空分現(xiàn)場制氮，而稀土永磁因八十年代以前規(guī)模均不大，生產(chǎn)中制粉不采用"氮氣流磨"，燒結(jié)采用Ar氣保護。
   直到九十年代Nd-Fe-B的興起，規(guī)模逐漸擴大、工藝改進，除生產(chǎn)規(guī)模較小(年產(chǎn)50噸以下)的企業(yè)仍采用瓶裝氮氣或液氮外，大多數(shù)均已采用PS洫制氮機現(xiàn)場制氮。自購制氮設備現(xiàn)場制取高純氮，一次性投資較多，但運行綜合成本較低，通常在0．7元／m3以內(nèi)。深冷空分、PSA制氮與膜分離制氮設備各有特點，且在不同產(chǎn)氣量及純度范圍內(nèi)務有優(yōu)勢，用戶可根據(jù)各自的情況綜合比較進行選擇。
   已有文章[3]對三者進行了投資價值分析，氮氣純度在99．99％以上，產(chǎn)氮量在500Nm3／h以下，PSA制氮(加后級凈化)可以與深冷空分競爭。田A制氮設備在磁性材料中的應用釹鐵硼永磁合金生產(chǎn)規(guī)模大都在50~300噸／年以內(nèi)，可配備40~200Nm3／h的高純制氮機組；MnZn鐵氧體企業(yè)配置制氮機的通常年產(chǎn)量在500噸以上(兩條氮窯以上)，目前國內(nèi)生產(chǎn)有一定規(guī)模者約在500~5000噸／年，可配置40~400Nm3／h以內(nèi)的制氮機，在這個范圍內(nèi)正是PSA高純制氮機組最具競爭優(yōu)勢的區(qū)段。