▲技術(shù)工人在生產(chǎn)車間 羊城晚報記者 董鵬程 攝
▲晟源公司的氫碎車間 羊城晚報記者 董鵬程 攝
▲車載電機用磁石（受訪者供圖）
羊城晚報記者 黃婷 孫晶 陳澤云 董鵬程 實習(xí)生 鄧佳麗
在廣東吹響“制造業(yè)當(dāng)家”號角的背后，電機的身影無處不在。無論是電梯、空調(diào)、新能源車等產(chǎn)品，還是高大上的智能制造機器人，都有電機如同心臟在分秒不停地運轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能。而“心臟”搏動的奧秘，在于電機深處看不見也摸不著的磁場。
如何給電機提供足夠強大的磁場？稀土永磁體不是唯一答案，但或許是精準(zhǔn)控制、綠色節(jié)能的最優(yōu)解。
“我們小時候玩的吸鐵石也是永磁材料的一種，不過稀土永磁材料的磁性能要高出許多，很小一塊就能具備很強的磁場，因此能夠在工業(yè)電機中形成強大而穩(wěn)定的磁場，取代傳統(tǒng)電機的勵磁線圈。一臺永磁電機要比傳統(tǒng)電機節(jié)能30%以上，還能滿足智能制造對電機的高精度要求?！睆V晟有色下屬廣東晟源永磁材料有限責(zé)任公司（簡稱“晟源公司”）總經(jīng)理盧其云形容永磁電機為“革命性的產(chǎn)品”。
今年以來，隨著廣晟有色晟源公司8000噸高性能釹鐵硼永磁材料項目（簡稱“晟源永磁項目”）（一期）的投料試產(chǎn)，大批高性能的神奇“吸鐵石”從這里邁向賦能制造業(yè)的漫漫征途。
一塊“吸鐵石”激起電機市場浪花
稀土，被譽為現(xiàn)代工業(yè)的“維生素”。稀土永磁材料是消費量最大的稀土功能材料，是當(dāng)今稀土材料“點石成金”的主要路徑。目前，稀土永磁材料的產(chǎn)值約占稀土產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的70%，釹鐵硼是其中的核心產(chǎn)品。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能環(huán)保等新興產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，工業(yè)永磁電機將會成為未來高性能釹鐵硼永磁材料需求主場。然而，廣東的永磁材料主要由外省調(diào)入，當(dāng)?shù)卮挪钠髽I(yè)存在散、小、弱的特點，缺少大型磁材生產(chǎn)企業(yè)。
這種情況正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。今年1月，位于廣東省河源市東源縣新材料產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的晟源永磁項目（一期）投料試產(chǎn)，這是全省最大的高端稀土永磁材料生產(chǎn)基地。目前，晟源永磁項目（一期）產(chǎn)能為2000噸/年，預(yù)計2023年底達(dá)到4000噸/年。
公開信息顯示，由廣東省屬國企控股的廣晟有色，是廣東唯一合法的稀土礦產(chǎn)資源開采企業(yè)，項目所在地河源也處在廣東稀土產(chǎn)業(yè)走廊的關(guān)鍵位置。而這些產(chǎn)自河源的高性能“吸鐵石”，瞄準(zhǔn)的是對稀土永磁電機有著廣泛應(yīng)用的粵港澳大灣區(qū)市場。
晟源永磁項目生產(chǎn)的高性能釹鐵硼永磁材料，主要應(yīng)用在稀土永磁電機及高端3C電子產(chǎn)品上。記者走訪該項目了解到，這些下游客戶大多分布在粵港澳大灣區(qū)，終端應(yīng)用客戶的售后需求可以實現(xiàn)24小時內(nèi)響應(yīng)；技術(shù)人員從河源到粵港澳大灣區(qū)核心城市僅需兩個多小時路程，可以保證售后服務(wù)的時效性。同時，相較于廣深地區(qū)，河源固定成本相對更具優(yōu)勢，有利于企業(yè)發(fā)展。
值得一提的是，稀土永磁材料的高質(zhì)量發(fā)展，也是構(gòu)筑現(xiàn)代制造業(yè)大廈的基石所在。例如，作為智能制造的必備品，伺服電機對于精度的要求非常嚴(yán)格，而傳統(tǒng)電機一般很難達(dá)到，裝載了高性能釹鐵硼永磁材料的伺服電機卻能輕松“勝任”，實現(xiàn)高精度控制，又能滿足節(jié)能減排的要求。當(dāng)前，稀土永磁材料所屬的先進材料產(chǎn)業(yè)集群作為支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)原材料工業(yè)，也被列為廣東省戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)集群。
智能制造為高性能磁材“賦予靈魂”
揭開熔煉爐儲料罐，釹鐵硼合金甩帶片閃著亮晶晶的金屬光澤，看似尋常卻獨具潛能。釹鐵硼永磁材料的晶體結(jié)構(gòu)早在熔煉環(huán)節(jié)就已經(jīng)形成，成型后也要經(jīng)過燒結(jié)實現(xiàn)致密化，才能被加工成各種形狀，在充磁后產(chǎn)生強大磁場。
如何將潛能發(fā)揮到極致？晟源公司生產(chǎn)部主任工程師劉云海對記者作了生動的講解：“如果要論材料生產(chǎn)中‘賦予靈魂’的一步，那就是取向成型。我們要通過加載取向磁場，對粉末顆粒的易磁化方向進行排列，使其與磁體最終充磁方向一致，才能使最終的產(chǎn)品表現(xiàn)出最大的磁性?！?/span>
一般情況下，材料經(jīng)過取向成型后，需要引入人工對其真空包裝，完成等靜壓操作才能進行燒結(jié)。然而，走進晟源公司的成燒車間，成型和燒結(jié)環(huán)節(jié)之間并沒有工人忙碌的身影，只有AGV小車和用于疊料碼貨的中轉(zhuǎn)倉。通過設(shè)計制造的全自動磁場取向成型壓機和坯料轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，實現(xiàn)了釹鐵硼生產(chǎn)成型和燒結(jié)一體化。
成型和燒結(jié)環(huán)節(jié)成功“合二為一”，也讓生產(chǎn)線自動化得以大展身手。據(jù)介紹，晟源永磁項目目前已建成高連續(xù)化、自動化、智能化的產(chǎn)線，在產(chǎn)線數(shù)據(jù)方面，不是階段性或區(qū)域性采集，而是全流程采集。生產(chǎn)線工藝流程的連續(xù)周轉(zhuǎn)，這是實現(xiàn)數(shù)字化和智能化的重要基礎(chǔ)。
在氫碎車間，6臺自動化氫碎機只需要由3個工人進行操控。晟源公司磁材生產(chǎn)部主辦工程師申明輝介紹：“過去，整個環(huán)節(jié)需要花費的時間長達(dá)16個小時，且需要繃緊安全生產(chǎn)這根弦，所以工人們值班時沒法休息，要全神貫注地關(guān)注機器的運轉(zhuǎn)情況，注意啟動下一個工序?！痹跉渌榄h(huán)節(jié)全面自動化后，操作按鈕完成投料和出料操作，機器就會自動完成中間環(huán)節(jié)，工人們只需要坐在氫碎機一旁留意和記錄參數(shù)，關(guān)注機器的安全狀態(tài)，勞動強度明顯降低。
粵國企依靠經(jīng)驗和人才“彎道超車”
晟源永磁項目投料試產(chǎn)以來，已有許多來自珠三角下游客戶的訂單聞訊而至，看重的正是永磁材料產(chǎn)品的高性能。
永磁材料能否冠以“高性能”，最核心的兩項指標(biāo)是磁能積和矯頑力。晟源公司科技發(fā)展部工程師介紹：“如果把永磁材料比作一塊海綿，把海綿放進水里，海綿吸水的多少就相當(dāng)于磁能積，將水?dāng)D干的難易程度就相當(dāng)于矯頑力?！?/span>
高磁能積代表的是高磁性能、大磁場強度，高矯頑力代表的是強抗退磁能力和良好的穩(wěn)定性。記者走訪了解到，傳統(tǒng)工藝需要借助高額貴重原材料才能實現(xiàn)磁能積和矯頑力的“雙高”，晟源公司正在加大研究，通過創(chuàng)新工藝、優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)“雙高”目標(biāo)。
晟源公司科技創(chuàng)新的底氣，在于廣晟有色在稀土領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈布局與原料優(yōu)勢，以及在永磁材料領(lǐng)域的生產(chǎn)經(jīng)驗與人才積累。在高端磁材領(lǐng)域，廣晟有色擁有在華南地區(qū)最早從事磁材研發(fā)生產(chǎn)的深圳市福義樂磁性材料有限公司。經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)儲備，廣晟有色已掌握釹鐵硼磁材制造核心技術(shù)。
2021年6月，全國稀土磁材領(lǐng)域權(quán)威專家、中國工程院院士李衛(wèi)唯一的院士工作站落戶廣晟有色，大幅提升廣東高性能釹鐵硼磁體、磁器件領(lǐng)域技術(shù)水平。在項目建設(shè)階段，李衛(wèi)院士團隊對自動化裝備、智能制造及數(shù)字化工廠等方面的建設(shè)，提出了很多戰(zhàn)略性意見。為增強可持續(xù)發(fā)展動能，晟源永磁項目也聯(lián)合廣東省科學(xué)院資源利用與稀土開發(fā)研究所集結(jié)了一支高素質(zhì)、高效能的創(chuàng)新研發(fā)團隊。
如今，隨著晟源永磁項目發(fā)展進入新階段，廣晟有色相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“我們將發(fā)揮在高性能永磁材料領(lǐng)域的后發(fā)優(yōu)勢，依托稀土全產(chǎn)業(yè)鏈布局和多年的人才及技術(shù)積累，在產(chǎn)品性能上加速‘彎道超車’，致力于打造國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的稀土上市公司?！?/span>