鞍钢立磨装上深圳电机——一台立磨设备背后的合作改造“账本”
转自：中国科技网
科技日报记者罗云鹏
“捋顺这个五层楼高的进口庞然大物的‘脾气’，我们用了22年。”7月30日，鞍钢绿色资源科技有限公司（以下简称“鞍钢绿源”）科技质量中心经理赵兴感慨地对记者说。
想要从富含氧化物、硅酸盐、氧化铁等成分高炉炉渣中得到几微米的矿渣微粉，主要依靠一种名为立磨的大型粉磨设备。近日，赵兴所在的公司和深圳市汇川技术股份有限公司（以下简称“汇川技术”）共同发布永磁半直驱电机，这一永磁半直驱电机便是捋顺大型立磨设备“脾气”的关键所在。
再从海外进口，同类问题又会出现
时间倒回到22年前。2002年，鞍钢绿源率先从德国引入立磨设备，成为当时为数不多拥有立磨设备生产线的企业。借此，该公司将冶金固体废弃物矿渣“蝶变”为有利用价值的建筑材料。
“在应用立磨设备之前，我们主要使用一些传统的球磨、棒磨设备，但这类设备不仅能耗高，且生产效率较低，产品还缺乏稳定性。”赵兴说。
立磨设备需用电机带动减速机，而后减速机输出带动磨机进行旋转，从而碾磨出相应产品。“在立磨设备电机、减速机、磨机三级系统中，一个环节出问题，整个生产线就得停产。”赵兴说，“即便精心维护，设备也时常出现故障，尤其是随着设备使用年限的增加，故障发生率也在攀升。”
对于立磨设备的维修成本，赵兴以电机为例，向记者算了这样一笔账：“当电机出现问题，仅拆装电机就各需一天，修复时间则要看电机故障源，简单滑环问题，维修大概需要一周，而像更为复杂的电机扫膛问题，维修至少是以月起步，再加上从国外采购的时间，一旦故障，几十万元、甚至上百万元就没了。”
“作为国内首批引进的全进口生产线，我们之前没有任何检修经验。在运营过程中，我们只能一边摸索、一边积累、一边创新，再找寻各种解决方案。”赵兴坦言，“通过对国内解决方案的反复比对，我们发现设备故障风险并不能减少，但再从海外进口，同类问题又会出现。”
鞍钢立磨最终装上深圳电机
终于，2021年出现的永磁半直驱电机，让寻觅解决方案的绿源科技公司看到了希望。于是，鞍钢绿源与汇川技术决定合力研发，共同探索国产化电机适配工作。
“永磁半直驱设计把电机、减速机、齿轮轴承集合在一起，这种设计使得立磨设备传动结构简化了50%，整个传动故障率由此可减少80%，故障排查和维修周期也将缩短95%。”汇川技术全资子公司大连智鼎科技有限公司总经理张兆宇介绍。
事实上，在传动结构简化、故障减少和检修周期缩短以后，便伴随着维修费用的降低。
“使用永磁半直驱电机，可以每年为我们至少节省100万元的费用。”张兆宇说，在过去的三年中，鞍钢绿源与汇川技术实现设置新系统与旧设备的接口、解决新系统和老设备耦合匹配问题、重型驱动系统精度三大难题的技术突破。
“永磁半直驱电机可变频智能调速，过载能力强，输出转矩稳定。矿渣磨粉工艺得到了显著提升。”赵兴说。
据测算，永磁半直驱电机的使用，可实现矿渣粉比表面积500m2/kg的稳定生产，售价提升了38%，综合提效超过29%。
防患于未然，永磁半直驱电机加入生产序列的同时，诸如振动、温度、流量、压力一系列物联网传感设备和图像采集设备亦被加装，实现设备自我保护、远程控制。
“通过生产线传回的数据，可以及时诊断设备故障，并根据生产计划规划停机维修，有利于系统长时间稳定运行。”张兆宇介绍，目前，标准化指导流程正处于推进阶段。
记者采访时了解到，首台搭载永磁半直驱电机的立磨设备从2023年4月运行至今，尚未发生过故障。
随着立磨设备在磨合中渐入佳境，原本高能耗问题也随之解决。数据显示，截至目前，立磨设备累计碳减排1600吨，节省能源消耗120万元。
赵兴表示，未来，基于永磁半直驱电机的立磨设备，有望在国内冶金、建材、电力等行业推广应用。
（受访单位供图）