本報記者 蘇亞紅 曹紅敏
7月29日，3兆瓦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3兆瓦高壓永磁同步變頻半直驅智能驅動系統。
據了解，該系統實現了減速機、齒輪軸承和電機功能的“三合一”，同時使用了匯川技術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平方米/千克的穩定生產，售價相應提升38%，綜合生產效率提高29%。該系統在能效方面，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20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，就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，且它屬于國外壟斷產品。一個東西被壟斷的話，人家就可以隨意定價，我們沒有辦法。”在巨大的維修成本壓力下，鞍鋼綠源“苦設備維修問題久矣”。
為此，鞍鋼綠源從來沒有停止過尋找替代方案，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已有20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。在了解到鞍鋼綠源希望將老舊設備的驅動系統徹底更換后，匯川技術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3個難題迫切需要解決：一是設置新系統與舊設備的接口，二是解決新系統和舊設備耦合匹配問題，三是重型驅動系統的精度問題。從立項到研發設計，從首次試機失敗到系統平穩運行，鞍鋼綠源和匯川智鼎歷經3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3兆瓦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，該系統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，它的系統效率比原來更高，更加節能。投運后的相關測試中，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。第四，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。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。鋼鐵企業一些重大工業裝備能耗極高，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3兆瓦，但在采用匯川智鼎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，還為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，其規模得足夠大，有足夠的能力保證精度。”趙興說，“這次的立磨智能驅動系統是一款劃時代的產品，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項巨大的革新，所以我們非常樂意將其推廣到行業乃至全社會。”
《中國冶金報》（2024年08月27日 04版四版）
