廣東氮氣制氮機設備在磁性材料行業的應用

   目前國內磁性材料生產中應用的氮源因各磁性材料生產企業建立的時間、啟動資金、生產規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爐為燒結設備的企業，是間歇式燒結，一般以24小時為一生產周期，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，這類企業生產規模都不大，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。按使用規定，瓶中壓力降到15Kg時巳不允許繼續使用，否則以后必須經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，但因企業規模較小、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液氮可轉換為標準狀態下的氮氣為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鐵氧體企業為例，使用液氮的磁性材料企業建立初期，大都規模不大，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PSA制氮和膜分離制氮還是九十年代以后才出現的，故國內在七八十年代就有相當規模的MnZn鐵氧體企業大多數采用的是深冷空分現場制氮，而稀土永磁因八十年代以前規模均不大，生產中制粉不采用"氮氣流磨"，燒結采用Ar氣保護。
   直到九十年代Nd-Fe-B的興起，規模逐漸擴大、工藝改進，除生產規模較小(年產50噸以下)的企業仍采用瓶裝氮氣或液氮外，大多數均已采用PS洫制氮機現場制氮。自購制氮設備現場制取高純氮，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。深冷空分、PSA制氮與膜分離制氮設備各有特點，且在不同產氣量及純度范圍內務有優勢，用戶可根據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規模大都在50~300噸／年以內，可配備40~200Nm3／h的高純制氮機組；MnZn鐵氧體企業配置制氮機的通常年產量在500噸以上(兩條氮窯以上)，目前國內生產有一定規模者約在500~5000噸／年，可配置40~400Nm3／h以內的制氮機，在這個范圍內正是PSA高純制氮機組最具競爭優勢的區段。