金属料坯要变成金属板材,离不开冶金轧机。现代工业对金属板带材的幅宽、表面精度、材质硬度等要求越来越高。比如,大型船舶的飞行甲板、大口径油气管道就要求冶金轧机具有极高的功率和控制精度,而这两项关键性指标均由冶金轧机的主传动系统技术决定。

近日,从中国南车株洲电力机车研究所有限公司传来好消息,该公司自主研制的20兆瓦超大功率冶金轧机主传动系统在广西银海铝业公司3300毫米宽幅铝热轧厂试制成功。经专家检验,该套系统完全满足冶金轧制的各项工艺要求。南车株洲所由此成为国内首家完全掌握高性能超大功率冶金轧机主传动系统技术的企业,打破了外国公司在该技术领域的垄断,实现了我国重大装备关键技术的突破。

南车株洲所副总经理、总工程师冯江华透露,冶金轧机是我国重要的战略装备,其主传动系统的功率输出和可靠性要求非常高,这就像人在运动过程中,既需要超强的爆发力,也需要良好的耐久力。南车株洲所研制20兆瓦超大功率冶金轧机主传动系统能够同时驱动两台5兆瓦同步电机,且表现出良好的控制精度和稳定性能,具有结构简单、体积小、重量轻等诸多优点。

冯江华介绍,冶金轧机主传动系统技术跟轨道交通牵引电传动技术相似,也经历了从直流传动到交流传动的演变。一条轧制生产线每天轧制的产品经济价值达数千万元乃至上亿元。轧制过程中的高电压、大电流冲击,对主传动系统的控制精度和可靠性要求极高,一旦出现故障,损失巨大。此前,只有极少数的国外公司掌握该项技术。由于金属板材特别是大尺寸宽幅金属板材的市场需求日趋增大,推动冶金轧机主传动系统技术不断朝着大功率、高速化的方向发展,基于IGCT功率半导体器件的三电平主传动系统成为行业主流,也代表了传动控制领域最高技术水平。

2012年,由南车株洲所牵头,北京科技大学和广西银海铝业公司共同参与的 “高端冶金轧机关键装备研制及主传动系统集成与应用示范”项目被列入国家科技支撑计划。该计划实施以来,为破解主传动系统极高可靠性、高过载倍数、冲击负荷大等关键性技术难题,南车株洲所组织了包括7名博士在内的超强团队,依托自身在轨道交通领域的技术实力和丰富经验,深入研究三电平IGCT变流、四象限脉冲整流等核心技术。经过大量的仿真及试验性研究,他们最终成功掌握从IGCT到变频装置、再到系统应用的全套技术,充分展示了公司在变频业内强大的技术实力,填补了国内技术和产品在该领域的空白。

值得一提的是,超大功率IGCT变频系统是目前变频业内技术含量最高的产品,具有巨大的战略、经济和社会意义。同时,该系统也可应用于矿山、风电等领域,具有广阔的市场前景。