因各磁性材料生产企业建立的时间、启动资金、生产规模和当时的氮源情况及其认识等不同,故使用的氮源或者供氮方式也就不同,归结起来有四类:深冷空分制氮设备和PSA制氮机、瓶装氮气、液氮。
1.深冷空分制氮、PSA制氮和膜分离制氮 深冷空分制氮已有九十余年的历史,且制取的高纯氮完全能满足磁性材料的需要; 自购制氮设备现场制取高纯氮,一次性投资较多,但运行综合成本较低,通常在0.7元/m3以内。深冷空分、PSA制氮与膜分离制氮设备各有特点,且在不同产气量及纯度范围内务有优势,用户可根据各自的情况综合比较进行选择。
2.瓶装氮气 主要在以真空气氛烧结炉为烧结设备的企业,是间歇式烧结,一般以24小时为一生产周期,炉子容量在15~50Kg,每天用气量/炉在2m3左右,集中用气时间在3~4小时,这类企业生产规模都不大,少者只有几台炉子,多者也不过二三十台。 瓶装高纯氮气所用的气瓶容积为40升,注入氮气压力为150Kg,氮量为6Nm3/h/瓶,目前市价为30元/瓶。按使用规定,瓶中压力降到15Kg时巳不允许继续使用,否则以后必须经过置换清洗才能保证氮气的高纯度,故使用瓶装氮气时,氮气单价为5.5元/m3。虽然用气成本较高,但因企业规模较小、总用量不大,使用瓶装氮气还能承受,故一般不会更换供气 方式,只有规模扩大、考虑使用氮窑时才会改变。
3. 液氮 目前市场价格在1000元/m3左右,液氮汽化成氮气时,1m3液氮可转换为标准状态下的氮气为643m3,考虑到损耗等因素,能使用的氮气约为600m3左右,故使用液氮时的氮气单价为1.67元/m3,这里不包括购买或租赁液氮罐所摊的费用。以MnZn铁氧体企业为例,使用液氮的磁性材料企业建立初期,大都规模不大,均在300吨/年左右,通常只有一条氮气保护隧道窑,用气量在20~30Nm3/h,每天(24小时)供气量在480~720Nm3。若再用瓶装氮气则每天需100瓶左右,成本也太高,故不宜采用;若购买制氮设备现场制氮,虽然用气成本可降三分之二左右,但考虑到资金和今后的发展等因素,用户一般还是先选用液氮,以后视情况再定。
制氮机在磁性材料上的应用前景分析
1.我国磁性材料产量巳位居世界前列,而且还以每年15~20%的速度增长,国内磁性材料行业是高纯氮气的一个重要市场。
2. 磁性材料生产的特点决定了制氮设备必须满足的基本要求是设备的商可靠和成品气的高纯度,有害杂质受到严格控制和质量的长期稳定性。
3.我国目前绝大多数磁性材料生产企业(如:钕铁硼永磁企业生产规模均在50~300吨/年、MnZn铁氧体企业均在500~3000吨/年)采用PSA高纯制氮机组是最佳选择。
4.磁性材料企业最需要的是价格合适而无需后级净化的高纯PSA制氮机,与需加后级净化的制氮机相比,它制取的氮气质量更好(有害杂质更少),设备可靠性更高,这样的制氮机更有竞争优势。