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记者 王志 刘加军 报道
“穿孔机、轧管机直接由低速大扭矩稀土永磁伺服电机驱动，减速机、稀油站全没了。能耗降20%，成材率超94%，壁厚精度控制在±5%S以内，内螺纹不超过0.20毫米。”9月10日，上海钢管行业协会理事、太原磬泓智能装备股份有限公司董事长张国庆在太原的办公室向《中国冶金报》记者细数着一项技术革新带来的蜕变——通过科技创新让轧钢不再需要减速机。
在钢铁行业，减速机一直是联结电机和轧机轧辊的必不可少的设备。然而，在安徽和河北的两条钢管生产线上，伺服电机完美取代了以往的减速机，成本降了，质量升了，车间也变得更加安静。
张国庆董事长（右）接受《中国冶金报》记者等的专访。（王志摄）
跨界移植：从造纸到钢铁
“这场发生在钢铁行业的革命，来源却在造纸行业。”张国庆介绍。他们与欧佩德伺服电机节能系统有限公司联手，将造纸机械的“永磁同步伺服直驱”技术跨界移植到钢铁装备，为我国重工业绿色转型与装备国产化写下生动注脚。
但是，技术的可行并不代表经济的可行。“1千瓦伺服电机卖1万元，100千瓦就要100万元”，张国庆的话勾勒出十余年前我国工业伺服领域的窘境。彼时，造纸机主传动动力系统被国外品牌垄断，采用“异步变频”技术路线的国外伺服电机，凭借技术壁垒占据国内市场，价格居高不下。
解决这个问题，还得靠国产化。2012年成立的欧佩德伺服电机节能系统有限公司，自诞生起就瞄准了伺服系统的自主可控并敲定“永磁同步伺服直驱”技术路线，与太原磬泓智能装备股份有限公司向造纸机械主传动的国外垄断发起冲击。
为攻克技术落地难题，欧佩德付出了8.5亿元的投资费用——在山东收购一家造纸机械厂，成立中试基地。“造纸机对传动精度要求极高，是伺服电机最好的‘试验场’”，张国庆解释道。令人振奋的是，首次中试便取得成功，更关键的是，曾被国外垄断的核心部件“驱动器”实现自主生产，精度达到汽车行业“车规级”标准，彻底摆脱了对外依赖。
这场“降维打击式”的国产替代，得到了政策与市场的双重加持。2019至2023年，欧佩德连续5年获得广东省工信厅6000万元珠西先进装备扶持资金（明股实债，2023年底成功回购）；2022年以10亿元估值募集1亿元资金，2025年估值升至16亿元再获1亿元融资。截至2024年，已有8条纸机成功应用该动力系统，国产伺服技术在造纸行业站稳了脚跟。值得关注的是，双方联合掌握核心技术话语权，对伺服电机控制系统拥有共同的软件著作权，为后续跨界拓展奠定了坚实基础。
难题新解：让减速机离开
“一条2000万元的轧钢生产线，光减速机就要花300万元”，张国庆的话点出了钢铁行业的长期痛点。在传统轧钢生产中，差速箱、减速机是核心传动部件，但齿轮设计的细微偏差就可能导致设备容易损坏，轴承、齿轮等零配件维护频繁，配套的液压站、稀油站需定期更换油品，仅齿轮箱用油一次就需十几万元。
“每天围着减速机转，满身油污是常态，设备轰鸣声音大得扯着嗓子说话。”张国庆说，这是轧钢设备维修人员的常态。更关键的是，机械传动的刚性特性导致反应迟缓，误差不断积累，直接影响产品精度与成材率。作为深耕无缝管装备近二十年的专家，张国庆深知这些痛点对行业发展的制约。
2017年，番禺珠江钢管（珠海）南区的生产线改造项目，成为伺服技术跨界钢铁行业的“试金石”。该项目涉及5种生产设备、23台电机，总功率达2434千瓦。“客户一开始不敢用，觉得把造纸行业的技术用到轧钢上太冒险”，张国庆回忆道。传统轧机靠输入轴与输出轴的机械同步驱动，而伺服系统依赖电控同步，两者原理截然不同。
为打消客户顾虑，太原磬泓与欧佩德团队多次现场调研，反复修订技术方案，最终通过甲方评审。2017年11月28日项目入场，12月29日即竣工，改造效果远超预期：整体平均节电率46.7%，最高达81.78%；其中一台设备（扩径机）配置6台电机，合计电机功率1250kw，设备总价值2000万，改造后产能提升30%，改造后仅产能提升就为珠江钢管厂设备增值600万。这个项目不仅创造了大批量大功率伺服电机应用工业领域的纪录，更让钢铁行业看到了跨界技术的巨大潜力。
但成功的背后是七年磨一剑的坚持。“从5.5千瓦到2000千瓦，大功率伺服电机的芯片选型、磁场设计全是从零开始”，张国庆坦言。轧钢主机对电机的波动性、速度、精度要求远高于造纸机械，团队经过无数次试验，终于实现技术成熟应用。某用户的反馈更生动印证了变化：“原来听惯了减速机轰鸣，伺服电机运行太安静，反而不适应了。”
在张国庆的ppt上，一组数据清晰勾勒出伺服直驱技术的应用价值。从珠江钢管的标杆项目开始，这项技术已在钢铁行业多点开花，用实打实的成效赢得市场认可： 金山钢管穿孔机直驱改造后，综合能耗下降15%； 广青金属液压站电机改造，综合能耗下降28%；北方钻具多设备改造，综合能耗下降32.6%；宝丰钢铁泵电机改造，综合能耗下降36.82%； 敬业集团初轧液压站改造，综合能耗下降43%。
未去除减速机的斜轧机组
去除减速机的三辊斜轧机组示意图
除了降本节能，产品质量的提升更为企业创造了竞争优势。张国庆解释：“钢管的圆度、平直度全靠轧辊同步运行，伺服电机精度可达百万分之一，而减速机做到千分之一精度就已不易。”在产线上有助于降低废品率。
欧佩德的产品体系进一步支撑了技术落地。其已形成风冷、液冷系列5.5KW-2000KW伺服电机系统，覆盖低速大扭矩（取消减速箱）、高速（3000-20000转/分钟，取消升速箱）、防爆等多个品类，可广泛应用于轧机主传动、液压机械、风机、水泵等钢铁生产关键环节。更重要的是，该系统实现了传动全集成，自带控制系统和冷却系统，“相当于给用户一辆成品自行车，不用自己组装车轮和车架”，张国庆形象地比喻道。
这项跨界技术为何能实现“节能+提质+降本”的多重效益？其核心竞争力源于稀土资源、自带电机驱动控制系统、系统集成的三重优势叠加。
首先是稀土资源的先天禀赋。我国稀土储量居世界前列，为稀土永磁电机的低成本制造提供了基础。“国外稀土依赖进口，永磁电机成本比我们高30%以上”，张国庆表示。这一资源优势转化为产品竞争力，使国产伺服电机在价格上形成天然优势，为大规模工业应用扫清了成本障碍。
其次是自主驱动器的技术突破。驱动器是伺服电机的“大脑”，曾长期被国外垄断。欧佩德针对性研发的低速大扭矩驱动器，目前最大功率可达3000千瓦，不仅实现自主可控，更达到车规级使用标准。“伺服系统的核心就在驱动器，能根据负载智能实时调整输出功率，避免了传统电机‘大马拉小车’的能源浪费”，张国庆解释道。
最后是直驱技术的结构革新。传统传动链通过减速机、齿轮箱等中间部件传递动力，每增加一个环节就会产生相应的能量损耗，且易出现故障。伺服直驱技术将电机与轧辊直接连接，缩短传动链，提高传动效率。同时，减少的中间部件不仅降低了维护成本，更改善了作业环境，让钢铁车间告别“油污满地、噪音震天”的旧貌。
对于节能原理，张国庆进一步拆解为四点：一是本体节能，稀土永磁转子无需外在电磁场驱动，从根源减少能量消耗；二是高效范围宽，低速到高速均可保持高效运行，类似电动汽车的伺服驱动特性；三是智能变频，可根据生产需求实时调节功率；四是多场景适配，既能实现每分钟几十转的低速直驱，也能达成上万转的高速直驱，无需额外配置减速箱或升速箱。
生态重构：取得1+1>2效果
太原磬泓与欧佩德的跨界创新，不仅是单一技术的突破，更在推动钢铁装备行业的生态重构。作为国家高新技术企业、山西省“专精特新”中小企业，太原磬泓近二十年来已为国内外提供上百套热轧无缝管装备，服务过鞍钢集团、常宝股份等龙头企业，拥有30项国家专利（其中发明专利8项）、2件软件著作权，荣获中国机械工业联合会科技进步二等奖等多项荣誉。
这样的技术积淀，与欧佩德的伺服优势形成完美互补。“我们懂轧管机组的工艺需求，欧佩德懂伺服系统的技术原理，强强联合才能实现1+1>2的效果”，张国庆表示。这种“装备制造商+核心部件企业”的合作模式，打破了传统工业装备领域“重集成、轻核心”的短板，为装备国产化提供了可复制的路径。
上海钢管行业协会副秘书长卢致逵的评价更为精准：“磬泓集成的伺服电机智能控制直驱轧辊技术，不是简单的传动系统迭代，而是传统传动系统的跨界逆袭。”在他看来，这项技术解决了无缝钢管行业三大痛点：一是产品精度差、成材率低的质量问题，二是依赖人工经验、自动化程度低的效率问题，三是能耗高、污染重的环保问题。
张国庆对行业未来有着清晰预判：“斜轧装备必然向高效节能、智能控制、高精度方向发展。”他透露，团队已开始将伺服直驱技术拓展至线棒材轧机领域，目前研发的伺服电机已完全满足线材轧机的功率要求。未来，这项技术还将向石油套管、核电用管等高端钢管生产领域延伸，助力我国钢铁产品向价值链高端攀升。
从造纸机械的小功率辅机技术，到钢铁轧机的大功率主传动系统；从打破国外伺服电机垄断，到构建自主可控的装备生态；从单一企业的技术突破，到全行业的效率革命——太原磬泓与欧佩德的跨界逆袭，是我国制造业转型升级的生动缩影。
“珍惜客户所托，超越客户期望”，太原磬泓的服务理念背后，是中国制造业企业对品质与创新的追求。当伺服电机的安静运转取代了减速机的轰鸣，当精准的数据控制取代了人工的经验判断，当绿色节能的生产模式取代了高耗低效的传统工艺，一场更深层次的产业变革正在悄然发生。太原磬泓的实践已经证明：唯有扎根核心技术、勇于跨界突破、坚持市场导向，才能在全球产业竞争中占据主动，为中国制造业书写更精彩的时代答卷。
