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記者 蘇亞紅 曹紅敏 通訊員 吳心悅 報道
圖片源于活動現場
2024年7月29日，“3MW高壓永磁半直驅立磨智能驅動系統應用先進技術成果發布會”在鞍鋼集團會展中心舉辦。發布會上，鞍鋼綠色資源科技有限公司（簡稱“鞍鋼綠源”）攜手深圳市匯川技術股份有限公司（簡稱“匯川技術”）聯合推出行業首臺專為冶金行業礦渣微粉立式磨機設計的3MW高壓永磁同步變頻半直驅智能驅動系統。
據了解，該3MW高壓永磁半直驅電機實現了減速機、齒輪軸承和電機的功能“三合一”，同時使用了匯川高壓低速電機專用變頻系統，實現了立磨驅動系統的整體解決方案迭代。通過智能調速，可實現礦渣粉比表面積500㎡/kg的穩定生產，售價相應提升38%，綜合生產效率提高29%。在能效方面，更是實現了歷史性突破，電機在廣泛負載范圍內（25%-110%）均能保持90%以上的高效率，相比傳統系統節能高達12.4%，年均節能電費可達120萬元。
實際上，鞍鋼綠源對立磨機的探索已經進行了二十余年。早在2002年，為了生產微粉，鞍鋼綠源率先引進德國伯利休斯立磨，成為國內首家擁有立式磨機生產線的企業。不過，由于動力設備包括減速機、齒輪軸承和電機需要長期運轉，一旦某個環節出現問題，都會影響整個粉磨系統。隨著使用年限的累積，傳統立磨機的短板逐漸顯現。
鞍鋼綠源科技質量中心經理趙興對此表示：“立磨機的維修費用極高，因為它屬于國外壟斷的產品，國內設備很難滿足精度需求。當一個東西被壟斷的話，定價權不在我們手里，人家就是可以隨意定價，我們沒有辦法。”在巨大的維修成本壓力下，鞍鋼綠源苦設備維修久矣。
為此，鞍鋼綠源從來沒有過停止過尋找替代方案，以實現磨機驅動系統國產化改良，但此前的方案一直沒有顯著的突破——直到永磁半直驅驅動系統的出現。
匯川技術從事工業自動化控制與驅動技術也已經有二十余年的歷史，其全資子公司匯川智鼎更是礦山等行業的電機供應商。在了解到鞍鋼綠源不滿足對原有的系統上的維護，而是希望將老舊設備的驅動系統徹底更換的需求后，便迅速與鞍鋼綠源成立聯合工作組展開研發工作。
在這個過程中，有三個難題迫切需要解決：一是設置新系統與舊設備的接口，二是解決新系統和老設備耦合匹配問題，三是重型驅動系統精度。從立項到研發設計，從首次試機失敗到產品平穩運行，鞍鋼綠源和匯川智鼎歷經三年潛心研發，終于克服難題，推出行業首臺專為冶金行業礦渣微粉立式磨機設計的3MW高壓永磁同步變頻半直驅智能驅動系統。
該創新產品通過低速大轉矩永磁電機與一級行星齒輪的精密融合，徹底摒棄了垂直傘齒副及高速級齒輪箱，極大簡化了傳動系統，故障率驟降80%，維護成本顯著降低。同時，采用先進的變頻軟啟動技術，有效減輕了對電網的沖擊，啟動電流減少50%，確保了系統的平穩高效運行。
對于這臺永磁半直驅電機的優勢，匯川智鼎總經理張兆宇強調：“第一，它的系統效率要比原來更高，也就是更加節能。投運后的相關的測試中，這套系統整體的最高效能達到97%；第二，系統更加簡化。用電子系統替代原來純粹的機械變速的裝置，整個系統從結構上看更簡單；第三，系統運行更加平穩和智能化。從驅動角度來說這套系統是變頻的，運行更加平穩，速度也可調，并且能夠根據生產量等不同狀況調節磨機的速度；最后，具備設備故障診斷、維護的基礎。由于設備都是電氣信號，在設備正常使用的時候，更容易根據生產計劃規劃停機維修，有利于系統長時間穩定運行。”
據了解，匯川這套永磁半直驅驅動系統在節能表現方面可圈可點。這是基于目前國家“雙碳”政策作牽引的背景下，從國家滲透至千行百業，均在積極制定“雙碳”時間線。國家目標是在2030年前實現碳達峰，而許多行業和企業均提出在2025年前實現碳達峰。鋼鐵企業在環保壓力下形勢尤為嚴峻，尤其在一些重大的工業裝備上能耗極高，節能降耗的壓力非常大。以鞍鋼綠源原有的這套設備為例，其額定功率就達到了3MW，但在采用匯川這套永磁半直驅驅動系統后，節能效率提升12.4%左右，這不僅是對傳統立磨機驅動系統的一次全面革新，更是對礦渣微粉乃至整個鋼鐵行業的低碳發展貢獻了力量。
“在國產替代這方面，首先得把這個領域吃透，其次是得有一個優秀的合作伙伴，他們規模的足夠大，有足夠的體量，有足夠的能力保證精度、能力不受到限制或者影響的情況下，進行進口消化，然后轉化成國產，這才是完整或者是有效的解決方案。”趙興說，“這次的立磨智能驅動系統是一款劃時代的產品，它真正實現了技術的跨步升級和有效替代，是礦渣微粉行業的一個巨大的革新，所以我們非常樂意將其推廣到行業乃至全社會。”
