本报记者苏亚红曹红敏
7月29日，3兆瓦高压永磁半直驱立磨智能驱动系统应用先进技术成果发布会在鞍钢集团会展中心举办。发布会上，鞍钢绿色资源科技有限公司（简称“鞍钢绿源”）携手深圳市汇川技术股份有限公司（简称“汇川技术”）联合推出行业首台专为冶金行业矿渣微粉立式磨机设计的3兆瓦高压永磁同步变频半直驱智能驱动系统。
据了解，该系统实现了减速机、齿轮轴承和电机功能的“三合一”，同时使用了汇川技术高压低速电机专用变频系统，实现了立磨驱动系统的整体解决方案迭代。通过智能调速，可实现矿渣粉比表面积500平方米/千克的稳定生产，售价相应提升38%，综合生产效率提高29%。该系统在能效方面，更是实现了历史性突破，电机在广泛负载范围内（25%~110%）均能保持90%以上的高效率，相比传统系统节能高达12.4%，年均节能电费可达120万元。
实际上，鞍钢绿源对立磨机的探索已经进行了20余年。早在2002年，为了生产微粉，鞍钢绿源率先引进德国伯利休斯立磨，成为国内首家拥有立式磨机生产线的企业。不过，由于动力设备（包括减速机、齿轮轴承和电机）需要长期运转，一旦某个环节出现问题，就会影响整个粉磨系统。随着使用年限的累积，传统立磨机的短板逐渐显现。
鞍钢绿源科技质量中心经理赵兴对此表示：“立磨机的维修费用极高，且它属于国外垄断产品。一个东西被垄断的话，人家就可以随意定价，我们没有办法。”在巨大的维修成本压力下，鞍钢绿源“苦设备维修问题久矣”。
为此，鞍钢绿源从来没有停止过寻找替代方案，但此前的方案一直没有显著的突破——直到永磁半直驱驱动系统的出现。
汇川技术从事工业自动化控制与驱动技术已有20余年的历史，其全资子公司汇川智鼎更是矿山等行业的电机供应商。在了解到鞍钢绿源希望将老旧设备的驱动系统彻底更换后，汇川技术便迅速与鞍钢绿源成立联合工作组展开研发工作。
在这个过程中，有3个难题迫切需要解决：一是设置新系统与旧设备的接口，二是解决新系统和旧设备耦合匹配问题，三是重型驱动系统的精度问题。从立项到研发设计，从首次试机失败到系统平稳运行，鞍钢绿源和汇川智鼎历经3年潜心研发，终于克服难题，推出行业首台专为冶金行业矿渣微粉立式磨机设计的3兆瓦高压永磁同步变频半直驱智能驱动系统。
该创新产品通过低速大转矩永磁电机与一级行星齿轮的精密融合，彻底摒弃了垂直伞齿副及高速级齿轮箱，极大简化了传动系统，故障率骤降80%，维护成本显著降低。同时，该系统采用先进的变频软启动技术，有效减轻了对电网的冲击，启动电流减少50%，确保了系统的平稳高效运行。
对于这台永磁半直驱电机的优势，汇川智鼎总经理张兆宇强调：“第一，它的系统效率比原来更高，更加节能。投运后的相关测试中，这套系统整体的最高效能达到97%。第二，系统更加简化。用电子系统替代原来纯粹的机械变速装置，整个系统从结构上看更简单。第三，系统运行更加平稳和智能化。从驱动角度来说，这套系统是变频的，运行更加平稳，速度也可调，并且能够根据生产量等不同状况调节磨机的速度。第四，具备设备故障诊断、维护的基础。由于设备都是电气信号，在设备正常使用的时候，更容易根据生产计划规划停机维修，有利于系统长时间稳定运行。”
据了解，汇川这套永磁半直驱驱动系统在节能表现方面可圈可点。国家目标是在2030年前实现碳达峰，而许多行业和企业均提出在2025年前实现碳达峰。钢铁企业一些重大工业装备能耗极高，节能降耗的压力非常大。以鞍钢绿源原有的这套设备为例，其额定功率就达到了3兆瓦，但在采用汇川智鼎这套永磁半直驱驱动系统后，节能效率提升12.4%左右，这不仅是对传统立磨机驱动系统的一次全面革新，还为矿渣微粉乃至整个钢铁行业的低碳发展贡献了力量。
“在国产替代这方面，首先得把这个领域吃透，其次是得有一个优秀的合作伙伴，其规模得足够大，有足够的能力保证精度。”赵兴说，“这次的立磨智能驱动系统是一款划时代的产品，真正实现了技术的跨步升级和有效替代，是矿渣微粉行业的一项巨大的革新，所以我们非常乐意将其推广到行业乃至全社会。”
《中国冶金报》（2024年08月27日04版四版）
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