而由日本著名的磁技術(shù)教授高橋謙三先生（杭州高橋磁電設(shè)備有限公司董事長）提出永磁攪拌后，在全世界鋁行業(yè)上引起了攪拌工藝的技術(shù)革命，由杭州高橋磁電公司生產(chǎn)的世界上第一臺ZMAG永磁攪拌也終于在04年底在上海新格正式投產(chǎn)，隨著實際應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，ZMAG永磁攪拌已經(jīng)成為許多知名鋁合金生產(chǎn)企業(yè)在新建項目投產(chǎn)前必備的生產(chǎn)設(shè)備之一，也為企業(yè)獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。隨著永磁技術(shù)不斷升級，性價比更高的永磁攪拌器將陸續(xù)推出，因此永磁攪拌將成為在我國鋁行業(yè)最值得關(guān)注的攪拌設(shè)備。
1． 發(fā)展史
1． 發(fā)展史
電磁攪拌機(jī)的出現(xiàn)在上世紀(jì)40年代，正如同電動機(jī)的發(fā)展過程，在遵循同一個原理的基礎(chǔ)上為了在使用成本上獲得更好的效益，人們一直致力于永磁電機(jī)的研發(fā)那樣，行業(yè)里一直致力于永磁鋁液攪拌機(jī)的研發(fā)。但由于磁材料的研發(fā)的滯后，永磁攪拌機(jī)的研發(fā)也一直停滯不前，直到近年，磁材料有了突破性的發(fā)展，隨著永磁材料才電機(jī)中的應(yīng)用愈來愈廣泛，永磁攪拌機(jī)在材料上的技術(shù)難關(guān)也獲得了突破，國內(nèi)多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)相繼開發(fā)出了永磁攪拌機(jī)，并把它以極快的速度應(yīng)用到了工業(yè)中，為企業(yè)獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。使國內(nèi)鋁加工企業(yè)在攪拌機(jī)的普及中出現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。
2． 設(shè)備的配置
配置組成比較
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永磁攪拌機(jī)
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電磁攪拌機(jī)
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感應(yīng)器
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永磁感應(yīng)器
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電磁感應(yīng)線圈
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隔離變器
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變頻器
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冷卻系統(tǒng)
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風(fēng)冷機(jī)
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水冷機(jī)組
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水泵
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蓄水池
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散熱器
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控制系統(tǒng)
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1個控制箱1050*670*280
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1個控制柜1800*1000*650
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自重
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2T
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6.5T
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感應(yīng)器體積
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1000*1000*800
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3000*1400*800
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維護(hù)性
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系統(tǒng)幾乎不需要維護(hù)、無易損件
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需要專業(yè)技術(shù)人員維護(hù)設(shè)備易出故障
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占地面積
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2平米
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40平米
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以15t爐所需配置的攪拌機(jī)為例
3． 使用性能
兩種設(shè)備跟工作環(huán)境的關(guān)系
正如同線圈電動機(jī)最害怕的是燒線圈一樣， 耗能極大的電磁攪拌機(jī)的大量能耗是在做無用功，以產(chǎn)生大量的熱量這種形式消耗掉了，如不及時的排掉這些熱量將會造成感應(yīng)先前的燒毀。所以，為控制線圈溫度，電磁攪拌機(jī)采用了龐大的水冷系統(tǒng)來降溫，并對感應(yīng)線圈的纏繞線采用中空銅線通水的方法冷卻。該冷卻方法的兩個缺點是a.中空銅線由于孔徑小，無法通過大流量的冷卻水，冷卻效率低，b.由于冷卻水中的化學(xué)物質(zhì)和水不可避免的會跟銅管發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的衍生物附著在管壁內(nèi)阻礙冷卻水的通過，降低冷卻效果。所以，目前國內(nèi)的攪拌機(jī)的實際允許工作時間都比較短，在半個小時到15min之間。
傳統(tǒng)上永磁體也怕高溫，高溫會導(dǎo)致退磁，這也是永磁攪拌機(jī)遲遲未能研發(fā)出來的瓶頸。但近年磁鋼技術(shù)突飛猛進(jìn)，國內(nèi)生產(chǎn)出來的磁鋼已經(jīng)能在150℃的溫度下正常工作。確底的解決了磁鋼退磁的難題，因為一般攪拌機(jī)的工作環(huán)境最高不超過溫度100℃，這也是永磁攪拌機(jī)只采用風(fēng)機(jī)通風(fēng)冷卻的原因。
攪拌方式的區(qū)別
電磁攪拌機(jī)以水平旋轉(zhuǎn)磁場和垂直旋轉(zhuǎn)磁場的兩種線圈結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)鋁液在爐內(nèi)的正反轉(zhuǎn)和上下攪拌。
對產(chǎn)品品質(zhì)的影響
在傳統(tǒng)的鋁合金溶液攪拌工藝中，配置電磁攪拌機(jī)對鋁合金溶液攪拌個十幾分鐘達(dá)到成分均勻的目的就認(rèn)為達(dá)到了攪拌要求。這種觀點對永磁攪拌機(jī)來說只是其攪拌目的的一部分。
鋁合金產(chǎn)品品質(zhì)的提高表現(xiàn)在材料的力學(xué)性能的提高
要提高材料的力學(xué)性能有兩大前提：
1、化學(xué)成分要均勻
2、金屬晶體結(jié)構(gòu)要細(xì)小
一、 實現(xiàn)化學(xué)成分的均勻性只要采用磁攪拌（永磁或電磁）設(shè)備攪拌十幾分鐘基本上就可以滿足需求。
二、 要達(dá)到金屬晶體結(jié)構(gòu)細(xì)小，在晶體的凝聚過程中，通過攪拌對晶體凝聚力施加阻力，阻止晶體的長大，提高晶核的形成率，形成大小均勻的晶體。這必須要通過高強(qiáng)度的磁場長時間的攪拌才能實現(xiàn)。
目前兩種磁攪拌設(shè)備對品質(zhì)的不同影響
電磁攪拌機(jī)的應(yīng)用出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代，國內(nèi)的應(yīng)用出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，利用從蘇聯(lián)引進(jìn)的電磁攪拌機(jī)，國家相關(guān)科研單位對該技術(shù)進(jìn)行了消化吸收，試制出了國產(chǎn)的設(shè)備。但真正投入到大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用卻是80年代一后的事情了。國產(chǎn)設(shè)備的出現(xiàn)打破了進(jìn)口設(shè)備的壟斷地位，讓國內(nèi)廠家用上了相對便宜的設(shè)備，電磁攪拌開始了在國內(nèi)的推廣普及。但由于目前國內(nèi)做這一設(shè)備的企業(yè)只有一兩家，多年以來一直沒有競爭對手的壓力，在研發(fā)上投入不多，相對于國外的電磁攪拌機(jī)制造同行的技術(shù)已經(jīng)落后了很多。在設(shè)備的使用穩(wěn)定性，連續(xù)工作的時間長度，能耗指標(biāo)等幾個方面已經(jīng)大大的落后于國際同期水平了，如今只剩下一個價格優(yōu)勢了。
由于國產(chǎn)電磁攪拌在設(shè)備的使用穩(wěn)定性，連續(xù)工作的時間長度，能耗指標(biāo)等幾個指標(biāo)落后于國際同行，自然也就無法實現(xiàn)國外電磁攪拌提出的磁攪拌新指標(biāo)——化學(xué)成分的均勻和細(xì)化金屬晶體。特別是后一指標(biāo)，要求設(shè)備必需具備長時間的連續(xù)運行能力，和具備高場強(qiáng)高頻率的磁場，這一點正是國產(chǎn)設(shè)備的軟肋。這也是在這幾年國內(nèi)一些大廠進(jìn)口國外同類設(shè)備的主要原因。
永磁攪拌機(jī)在使用成本上由于實現(xiàn)低能耗和可以適應(yīng)長時間（可以24小時不間斷工作）的特點，為實現(xiàn)通過攪拌達(dá)到鋁合金化學(xué)成分均勻和促進(jìn)晶體細(xì)化的雙重目的，為進(jìn)一步提高鋁合金的力學(xué)性能創(chuàng)造了條件。
5.兩種攪拌機(jī)在實際應(yīng)用中的一些經(jīng)驗
改變了熔解工藝實現(xiàn)了雙室爐的效果
在各種攪拌機(jī)的資料上都有使用攪拌機(jī)能降低百分之十幾以上的能耗宣傳，如僅憑十幾分鐘的攪拌來實現(xiàn)這種效果這是不可能的，只有對熔解爐進(jìn)行長時間的攪拌，在熔解過程中通過鋁液的流動提高熔解速度才可能實現(xiàn)。要實現(xiàn)這種效益也只有低能耗的永磁攪拌機(jī)的長時間攪拌才能實現(xiàn)具有經(jīng)濟(jì)價值的效益。在許多配置了永磁攪拌機(jī)的廠家，改變了傳統(tǒng)的鋁錠熔解工藝，在攪拌機(jī)的配合下，鋁錠在鋁液中的快速熔解，有效的降低了能耗和鋁燒損，實現(xiàn)了國外價值幾百上千萬的雙室爐的熔解效果。
改變了熔Si工藝
高Si合金(A356) 的冶煉過程中，電磁攪拌是在Si擴(kuò)散（溶解）到鋁液中以后才開始啟動攪拌，讓Si的分布更均勻。永磁攪拌就可以在S i開始溶解時就啟動攪拌機(jī)，加速Si的溶解速度，降低能耗提高生產(chǎn)率，這對能耗極低的永磁攪拌機(jī)來講是非常具有經(jīng)濟(jì)價值的。
配合攪拌機(jī)的新的加硅工藝在低溫鋁液的前提下大幅的提高了Si的擴(kuò)散（熔解）速度，降低了Si的燒損和鋁燒損和節(jié)約了能耗。
提高了高粘度合金的攪拌效果
低合金成分合金(6063)由于鋁液的粘稠度比高Si合金(A356)要高的多，鋁液攪動所需的能耗就要相對的高一些。目前國內(nèi)在做A356上用電磁攪拌還是比較成功的，但在6063上就有些困難了（以致有些單位有電磁攪拌在做6063時也不用），其原因就是鋁液攪拌速度跟不上。在磁場強(qiáng)度一定的情況下，磁場交變頻率決定攪拌速度。電磁攪拌機(jī)的磁交變頻率跟磁場強(qiáng)度成反比，要提高速度就需犧牲磁場強(qiáng)度，目前國內(nèi)電磁的磁交變頻率最高可達(dá)3Hz，實際一般在1.5Hz左右。永磁攪拌機(jī)的磁場強(qiáng)度跟磁交變頻率是互不干涉的，磁場強(qiáng)度是由永磁體的配置和組合決定的，磁交變頻率有驅(qū)動電機(jī)的功率決定，在保證磁場強(qiáng)度的前途下，磁交變頻率可以輕易的達(dá)到幾十赫茲，讓爐內(nèi)的鋁液攪拌速度達(dá)到要求，保證攪拌的均勻性。
永磁鋁水?dāng)嚢铏C(jī)是利用特定組合的ZMAG永磁體運動后產(chǎn)生的交變磁場對金屬液體進(jìn)行非接觸攪拌。永磁攪拌器相當(dāng)于一個氣隙很大的使用永磁體磁場的電機(jī)，感應(yīng)器相當(dāng)于電機(jī)的定子，鋁熔液相當(dāng)于電機(jī)的轉(zhuǎn)子。永磁鋁水?dāng)嚢铏C(jī)內(nèi)置的多極磁場在電機(jī)的帶動下產(chǎn)生行波磁場。磁場和熔池中的金屬液體相互作用產(chǎn)生磁力，從而推動金屬液體做定向運動，起到攪拌的作用。由此可知，永磁攪拌是對金屬液進(jìn)行非接觸攪拌，不會污染鋁業(yè)。熔池底部的鋁液所受的攪拌力較大，頂部鋁液所受攪拌力較小。
永磁鋁水?dāng)嚢铏C(jī)是利用特定組合的ZMAG永磁體運動后產(chǎn)生的交變磁場對金屬液體進(jìn)行非接觸攪拌。永磁攪拌器相當(dāng)于一個氣隙很大的使用永磁體磁場的電機(jī)，感應(yīng)器相當(dāng)于電機(jī)的定子，鋁熔液相當(dāng)于電機(jī)的轉(zhuǎn)子。永磁鋁水?dāng)嚢铏C(jī)內(nèi)置的多極磁場在電機(jī)的帶動下產(chǎn)生行波磁場。磁場和熔池中的金屬液體相互作用產(chǎn)生磁力，從而推動金屬液體做定向運動，起到攪拌的作用。由此可知，永磁攪拌是對金屬液進(jìn)行非接觸攪拌，不會污染鋁業(yè)。熔池底部的鋁液所受的攪拌力較大，頂部鋁液所受攪拌力較小。
