中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 蘇亞紅 曹紅敏 通訊員 吳心悅 報道
圖片源于活動現(xiàn)場
2024年7月29日，“3MW高壓永磁半直驅(qū)立磨智能驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)成果發(fā)布會”在鞍鋼集團(tuán)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(jī)設(shè)計的3MW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3MW高壓永磁半直驅(qū)電機(jī)實現(xiàn)了減速機(jī)、齒輪軸承和電機(jī)的功能“三合一”，同時使用了匯川高壓低速電機(jī)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㎡/kg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%。在能效方面，更是實現(xiàn)了歷史性突破，電機(jī)在廣泛負(fù)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(dá)12.4%，年均節(jié)能電費可達(dá)120萬元。
實際上，鞍鋼綠源對立磨機(jī)的探索已經(jīng)進(jìn)行了二十余年。早在2002年，為了生產(chǎn)微粉，鞍鋼綠源率先引進(jìn)德國伯利休斯立磨，成為國內(nèi)首家擁有立式磨機(jī)生產(chǎn)線的企業(yè)。不過，由于動力設(shè)備包括減速機(jī)、齒輪軸承和電機(jī)需要長期運轉(zhuǎn)，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都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(jī)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(jī)的維修費用極高，因為它屬于國外壟斷的產(chǎn)品，國內(nèi)設(shè)備很難滿足精度需求。當(dāng)一個東西被壟斷的話，定價權(quán)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(shè)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(xiàn)磨機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)國產(chǎn)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(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)也已經(jīng)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(yè)的電機(jī)供應(yīng)商。在了解到鞍鋼綠源不滿足對原有的系統(tǒng)上的維護(hù)，而是希望將老舊設(shè)備的驅(qū)動系統(tǒng)徹底更換的需求后，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，有三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)和老設(shè)備耦合匹配問題，三是重型驅(qū)動系統(tǒng)精度。從立項到研發(fā)設(shè)計，從首次試機(jī)失敗到產(chǎn)品平穩(wěn)運行，鞍鋼綠源和匯川智鼎歷經(jīng)三年潛心研發(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(jī)設(shè)計的3MW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(jī)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(hù)成本顯著降低。同時，采用先進(jìn)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(jī)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)效率要比原來更高，也就是更加節(jié)能。投運后的相關(guān)的測試中，這套系統(tǒng)整體的最高效能達(dá)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(jī)械變速的裝置，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(jī)的速度；最后，具備設(shè)備故障診斷、維護(hù)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(jī)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。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(yè)，均在積極制定“雙碳”時間線。國家目標(biāo)是在2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，而許多行業(yè)和企業(yè)均提出在2025年前實現(xiàn)碳達(dá)峰。鋼鐵企業(yè)在環(huán)保壓力下形勢尤為嚴(yán)峻，尤其在一些重大的工業(yè)裝備上能耗極高，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(dá)到了3MW，但在采用匯川這套永磁半直驅(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(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的一次全面革新，更是對礦渣微粉乃至整個鋼鐵行業(yè)的低碳發(fā)展貢獻(xiàn)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，他們規(guī)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(jìn)行進(jìn)口消化，然后轉(zhuǎn)化成國產(chǎn)，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(qū)動系統(tǒng)是一款劃時代的產(chǎn)品，它真正實現(xiàn)了技術(shù)的跨步升級和有效替代，是礦渣微粉行業(yè)的一個巨大的革新，所以我們非常樂意將其推廣到行業(yè)乃至全社會。”
