永磁加熱是世界上一種新的、先進的加熱方式，是由著名的歐洲核物理學家芬蘭人Pekka Suominen發明并于2011年申請專利。永磁加熱這種加熱方式一出現，立刻受到鋁加工科技人員的關注和青睞。芬蘭Effmag永磁加熱器獲得發明專利，上海銳漫能源科技有限公司于2012年獲得中國市場的獨家技術授權與獨家運營權。現已有多家大型鋁加工企業向該公司表達了合作意向，并有部分已簽訂合同。
作為永磁加熱技術的首款應用產品——EffmagTM永磁加熱器，主要應用于鋁棒擠出前的加熱過程。先后在歐洲、美國、中國、日本、俄羅斯、印度等國家獲得專利。并已經通過歐盟安全體系認證。2013年，EffmagTM永磁加熱器正式進入中國市場，并以其突破性的先進技術以及卓越的產品品質不斷吸引中國有色金屬加工行業越來越多企業的關注。
EffmagTM永磁加熱器與一般加方式相比具有以幾點優勢：
一、可控軸向梯度加熱，提高產品質量
EffmagTM永磁加熱器通過在材料內部產生渦輪電流，在坯料內部形成快速的和徑向均勻的熱量分 布。同時產生準確的軸向溫度梯度，利于擠壓過程實施，提升鋁棒成材率。
二、精準溫度控制，提升產能及靈活性
通過沿坯料長度方向的精準梯度溫度控制，縮短生產周期，提升擠壓機的產能及生產靈活性。同時能夠將生產效率提高至25%。
三、卓越的節能效率
相比傳統加熱爐35%-45%的能效能源利用率，Effmag加熱器以其高達75%的能效率有效實現節約能源消耗，極大的降低了設備使用狀態下的電耗，每噸鋁的電耗僅在150度左右，遠遠低于國內和國際上的任何電感應加熱設備250度—280度電的耗能。

一、永磁加熱的基本原理及構造

基本原理：在兩個相對的飛輪上嵌入高性能永磁體，當加熱器工作時，兩臺高性能永磁體同步電機高速旋轉，電機由西門子PLCS7-300控制。鋁棒在兩個飛輪中間直接移動，嵌入飛輪中的永磁體磁極對在高速旋轉下產生交變磁場，在磁場中移動的鋁棒內會感應出渦電流，從而實現加熱鋁棒（見圖1）

圖1 Effmag 永磁加熱器原理

永磁加熱器的主要組成：

1．兩個高效永磁同步電機，每個120kW峰值功率

2．兩個碳纖維復合材料飛輪

3．兩個高性能變頻驅動器

4．西門子PLC, Simatic S7-300控制系統

5．鋁棒傳送機構，由2kw伺服電機驅動

6．鋁棒料盤

7．潤滑冷卻系統

8．電氣柜

9．機體結構

10．上下料系統

11．安全防護欄

二、永磁加熱器的優點

永磁加熱器的最大優點就是能對鋁棒實施梯度加熱，這是鋁加工技術人員最為關注和欣賞的。由于鋁棒前段最先進入交變磁場因此它首先被加熱，當鋁棒逐漸進入磁場后，也在沿長度方向逐漸被加熱，因而形成前端溫升快，溫度高，這樣就形成梯度加熱，從而可以實現等溫擠壓，確保產品組織性能均勻，提高擠壓速度，使產品質量，生產效率得到提高。

永磁加熱的另一個突出優點是能耗低，能效高。傳統感應加熱爐利用銅感應線圈來包圍鋁棒，當交變電流施加到感應線圈上時，在線圈包圍的空間內產生交變磁場，在鋁棒內部感應出渦電流，使鋁棒加熱。由于感應線圈有不可忽略的電阻，當通過強電流時，相當可觀的熱量被損失在線圈上，而這些線圈上產生的熱量又必須使用大量的冷卻水對線圈進行冷卻。這使傳統的感應加熱爐的能源利用率相當低，一般只有50%左右。永磁加熱無需使用冷卻水，結構簡單，它的能源利用可達75%。

Effmag永磁加熱器與傳統感應加熱器數據相比，如用Φ203×1000mm的6061合金鋁棒，實現加熱后溫度490/440℃,有50℃的梯度。假定擠壓生產線每天工作22小時，每年工作天數300天，用電均價為0.75元/kWh，年度節約耗電成本可達59.5萬元（見表1）。

表1 Effmag永磁加熱器與傳統感應加熱數據對比

另外，永磁加熱靈活，無需預加熱，需要生產的時候就可以隨時進行加熱，有利于生產管理，且沒有廢氣、廢熱排出，沒有環境污染。

三、永磁加熱在鋁加工的實際應用

永磁加熱適合所有鋁合金鑄棒加熱，但目前最適合2000系、5000系和7000系工業材的鋁棒加熱。因為它的加熱速度、加熱梯度和擠壓工藝比較匹配。對于6000系合金，由于擠壓速度快，永磁加熱目前這種裝置的加熱速度還跟不上部分6000系生產線的擠壓速度。在這種情況下，需要在永磁加熱器前配備一個預加熱裝置。但相信在不久的將來，隨著通過提高永磁體的性能和體積，或提高飛輪的旋轉速度等措施，很快就可以滿足各個系列合金的鋁棒加熱的需要。

（一）目前這種永磁加熱器的技術參數如下：

加熱器尺寸（不含電氣柜，龍門吊及防護欄圍欄）；

長：500cm   寬：210cm   高：153cm

重量：3500kg

電源要求：380~500V AC±10%(47~63Hz)，3×210A

適用的鋁棒：所有鋁合金

適合的鋁棒尺寸規格：直徑：5”~8”（127~203mm)。

加熱器為一種特定直徑的鋁棒固定，如要加熱不同直徑的鋁棒，需上海銳漫專業工程師上門調整。

長度：400~1300mm。長度不在范圍內的鋁棒如需加熱，需要另外定制鋁棒操縱系統。

軸向梯度能力：100℃/m

溫度精度（加熱后60s測量）

軸向：±5℃ 徑向：4℃

能效：>75%

（二）永磁加熱器性能見表2

表2 永磁加熱器加熱性能數據

（三）實測結果：對Φ203×1010mm規格的6061和7050合金鋁棒進行加熱并進行實測，鋁棒軸向溫度曲線見圖2、圖3。

圖2 7050合金加熱后軸向溫度分布

圖3 6061合金加熱后軸向溫度分布 

Effmag永磁加熱器于2013年4月從芬蘭進口，上海銳漫能源科技有限公司與芬蘭合作在今年9月已生產我國第一臺永磁加熱器，并進行適當的改進與升級，經過測試，各項指標均達到，甚至超過了從芬蘭進口的加熱器指標，已具備了生產條件，可以投入鋁加工企業應用。

結束語：

本文介紹了一種新的鋁棒加熱技術。這種技術使用旋轉的永磁體在鋁棒內部感應出渦電流以實現對鋁棒進行加熱，可以方便地實現可控制的梯度加熱，且比傳統電磁感應加熱技術更節約能源。永磁加熱技術是目前世界上最先進的加熱技術，極具生命力。在工業材市場越來越廣闊，要求質量越來越高的形勢下，擠壓材的鋁棒加熱采用永磁加熱技術引進梯度加熱，從而實現等溫擠壓，無疑是一項技術突破。技術上，經濟上都有很大的價值。相信永磁加熱技術在投入生產使用中，不斷改進，不斷完善，一定會受到國內科技人員的贊賞，受到鋁加工行業的企業家的青睞，它的推廣和使用價值一定會越來越大。