本報記者 蘇亞紅 曹紅敏
7月29日，3兆瓦高壓永磁半直驅(qū)立磨智能驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用先進技術(shù)成果發(fā)布會在鞍鋼集團會展中心舉辦。發(fā)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(shù)股份有限公司（簡稱“匯川技術(shù)”）聯(lián)合推出行業(yè)首臺專為冶金行業(yè)礦渣微粉立式磨機設(shè)計的3兆瓦高壓永磁同步變頻半直驅(qū)智能驅(qū)動系統(tǒng)。
據(jù)了解，該系統(tǒng)實現(xiàn)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(shù)高壓低速電機專用變頻系統(tǒng)，實現(xiàn)了立磨驅(qū)動系統(tǒng)的整體解決方案迭代。通過智能調(diào)速，可實現(xiàn)礦渣粉比表面積500平方米/千克的穩(wěn)定生產(chǎn)，售價相應(yīng)提升38%，綜合生產(chǎn)效率提高29%。該系統(tǒng)在能效方面，更是實現(xiàn)了歷史性突破，電機在廣泛負載范圍內(nèi)（25%~110%）均能保持90%以上的高效率，相比傳統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)能高達12.4%，年均節(jié)能電費可達120萬元。
實際上，鞍鋼綠源對立磨機的探索已經(jīng)進行了20余年。早在2002年，為了生產(chǎn)微粉，鞍鋼綠源率先引進德國伯利休斯立磨，成為國內(nèi)首家擁有立式磨機生產(chǎn)線的企業(yè)。不過，由于動力設(shè)備（包括減速機、齒輪軸承和電機）需要長期運轉(zhuǎn)，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會影響整個粉磨系統(tǒng)。隨著使用年限的累積，傳統(tǒng)立磨機的短板逐漸顯現(xiàn)。
鞍鋼綠源科技質(zhì)量中心經(jīng)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(chǎn)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(shè)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(qū)驅(qū)動系統(tǒng)的出現(xiàn)。
匯川技術(shù)從事工業(yè)自動化控制與驅(qū)動技術(shù)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(yè)的電機供應(yīng)商。在了解到鞍鋼綠源希望將老舊設(shè)備的驅(qū)動系統(tǒng)徹底更換后，匯川技術(shù)便迅速與鞍鋼綠源成立聯(lián)合工作組展開研發(fā)工作。
在這個過程中，有3個難題迫切需要解決：一是設(shè)置新系統(tǒng)與舊設(shè)備的接口，二是解決新系統(tǒng)和舊設(shè)備耦合匹配問題，三是重型驅(qū)動系統(tǒng)的精度問題。從立項到研發(fā)設(shè)計，從首次試機失敗到系統(tǒng)平穩(wěn)運行，鞍鋼綠源和匯川智鼎歷經(jīng)3年潛心研發(fā)，終于克服難題，推出行業(yè)首臺專為冶金行業(yè)礦渣微粉立式磨機設(shè)計的3兆瓦高壓永磁同步變頻半直驅(qū)智能驅(qū)動系統(tǒng)。
該創(chuàng)新產(chǎn)品通過低速大轉(zhuǎn)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(tǒng)，故障率驟降80%，維護成本顯著降低。同時，該系統(tǒng)采用先進的變頻軟啟動技術(shù)，有效減輕了對電網(wǎng)的沖擊，啟動電流減少50%，確保了系統(tǒng)的平穩(wěn)高效運行。
對于這臺永磁半直驅(qū)電機的優(yōu)勢，匯川智鼎總經(jīng)理張兆宇強調(diào)：“第一，它的系統(tǒng)效率比原來更高，更加節(jié)能。投運后的相關(guān)測試中，這套系統(tǒng)整體的最高效能達到97%。第二，系統(tǒng)更加簡化。用電子系統(tǒng)替代原來純粹的機械變速裝置，整個系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上看更簡單。第三，系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)和智能化。從驅(qū)動角度來說，這套系統(tǒng)是變頻的，運行更加平穩(wěn)，速度也可調(diào)，并且能夠根據(jù)生產(chǎn)量等不同狀況調(diào)節(jié)磨機的速度。第四，具備設(shè)備故障診斷、維護的基礎(chǔ)。由于設(shè)備都是電氣信號，在設(shè)備正常使用的時候，更容易根據(jù)生產(chǎn)計劃規(guī)劃停機維修，有利于系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行。”
據(jù)了解，匯川這套永磁半直驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)在節(jié)能表現(xiàn)方面可圈可點。國家目標是在2030年前實現(xiàn)碳達峰，而許多行業(yè)和企業(yè)均提出在2025年前實現(xiàn)碳達峰。鋼鐵企業(yè)一些重大工業(yè)裝備能耗極高，節(jié)能降耗的壓力非常大。以鞍鋼綠源原有的這套設(shè)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(qū)驅(qū)動系統(tǒng)后，節(jié)能效率提升12.4%左右，這不僅是對傳統(tǒng)立磨機驅(qū)動系統(tǒng)的一次全面革新，還為礦渣微粉乃至整個鋼鐵行業(yè)的低碳發(fā)展貢獻了力量。
“在國產(chǎn)替代這方面，首先得把這個領(lǐng)域吃透，其次是得有一個優(yōu)秀的合作伙伴，其規(guī)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(qū)動系統(tǒng)是一款劃時代的產(chǎn)品，真正實現(xiàn)了技術(shù)的跨步升級和有效替代，是礦渣微粉行業(yè)的一項巨大的革新，所以我們非常樂意將其推廣到行業(yè)乃至全社會。”
《中國冶金報》（2024年08月27日 04版四版）
