1 前言

貴冶廠(chǎng)熔煉車(chē)間主廠(chǎng)房 65Ｔ冶金吊車(chē)移動(dòng)供電系統原型號為日本原裝燕尾槽銅棒 ＋高剛度結構鋼剛體滑觸線(xiàn)?65Ｔ冶金吊車(chē)作業(yè)于閃速爐、貧化電爐、轉爐、鑄渣機及陽(yáng)極爐生產(chǎn)線(xiàn)上?全長(cháng) 3×360ｍ?只要該滑觸線(xiàn)出現任何問(wèn)題?生產(chǎn)將無(wú)法正常進(jìn)行。該滑觸線(xiàn)使用至今已有 25年?隨著(zhù)冶煉廠(chǎng)銅產(chǎn)量的不斷

增加?吊車(chē)作業(yè)率大幅提高?加上惡劣的工況?該滑觸線(xiàn)故障頻繁?給生產(chǎn)和維護造成制約?冶金吊車(chē)能否正常運行成為了主工藝生產(chǎn)線(xiàn)上的一道瓶頸。

2 滑觸線(xiàn)的工作原理

滑觸線(xiàn)是一種用于給移動(dòng)設備供電的系統（滑動(dòng)接觸的導線(xiàn) ）?其結構形式多樣?但總的原理如下：移動(dòng)設備由于移動(dòng)?需要不斷地變換位置?在不同的位置上?移動(dòng)設備又要隨時(shí)獲得動(dòng)力電源?否則就無(wú)法繼續移動(dòng)。移動(dòng)設備可以沿其運行軌道平行敷設若干條導體?接通電源；在移動(dòng)設備上安裝可以從導體上取電的集電器?當設備移動(dòng)時(shí)?集電器隨設備同步運行?并隨時(shí)從導體上取得電源?以使設備繼續移動(dòng)。這些導體和集電器組成的裝置就稱(chēng)作滑觸線(xiàn)。

滑觸線(xiàn)主要用于各種起重運輸機械?生產(chǎn)流水線(xiàn)等需移動(dòng)供電的設施和場(chǎng)所。傳統的滑觸線(xiàn)形式多樣?多為有絕緣外套的安全滑觸線(xiàn)?只能適應于一般的作業(yè)場(chǎng)合。熔煉車(chē)間由于屬于銅冶煉場(chǎng)所?導電粉塵、熱輻射、加上冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的高溫飛濺物能直接與滑觸線(xiàn)表面接觸?固只能選用與之工況相適應的移動(dòng)供電設備－－－耐高溫剛體滑觸線(xiàn)。

3 使用現狀分析

經(jīng)過(guò)多年的故障跟蹤發(fā)現該滑觸線(xiàn)在使用過(guò)程中存在著(zhù)以下問(wèn)題：集電器碳刷磨損快更換頻繁；滑觸線(xiàn)導桿變形嚴重?需經(jīng)常調整?特別是冷熱換季期間；滑觸線(xiàn)導桿接觸表面磨損量大?約 2～4．6ｍｍ?而且有局部發(fā)紅現象。主要原因如下：為了保證良好的導電性能?集電器碳刷在滑動(dòng)過(guò)程中與銅條之間必須保證良好的接觸?而滑動(dòng)必然會(huì )造成接觸雙方的磨損問(wèn)題。由于銅條的硬度較低并且不便于更換?因此集電器碳刷的硬度必須更低并且保持一個(gè)

足夠大的硬度差來(lái)保護銅條。同時(shí)為了保證銅條的使用壽命?其外型為一個(gè)矩形并且較短邊為接觸邊?這樣的結構加劇了集電器碳刷的磨損。該集電器碳

刷的平均使用壽命約為 3個(gè)月?而每次更換碳刷均需自日本采購?交貨期長(cháng)并且價(jià)格昂貴?每次更換時(shí)間約 4ｈ?嚴重影響正常生產(chǎn)。

4 選擇鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)耐高溫剛體滑觸線(xiàn)可分為銅質(zhì)剛體滑觸線(xiàn)和鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線(xiàn)兩種?銅質(zhì)剛體滑觸線(xiàn)又可分為銅導體 ＋鋼支架剛體滑觸線(xiàn)和銅導體 ＋鋁支架剛體滑觸線(xiàn)。

為了解決熔煉車(chē)間冶金吊車(chē)移動(dòng)供電系統故障問(wèn)題?我們進(jìn)行了大量的調研工作?并*終選擇了康穩移動(dòng)供電設備 （武漢 ）有限公司 （原武漢漢發(fā) ）生

產(chǎn)的鋁不銹鋼復合滑觸線(xiàn)作為其替代產(chǎn)品。鋁不銹鋼復合滑觸線(xiàn)使用了大截面的鋁型材作為導電基材?并在滑動(dòng)接觸面上覆蓋有不銹鋼蓋子以保護鋁型材不被磨損。這種導電體的結構與為地鐵供電的第三軌系統的結構原理完全相同?由于第三軌動(dòng)供電系統已經(jīng)是非常成熟的產(chǎn)品?因此該產(chǎn)品的結構是成熟并可靠的。該產(chǎn)品具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）碳刷的壽命長(cháng)?其一：不銹鋼的硬度比銅高（不銹鋼硬度為 ＨＢ≤200；銅的硬度為 ＨＢ≤56）?集電器碳刷的硬度也相應的提高；其二：同容量的鋁不銹鋼復合滑觸線(xiàn)的滑動(dòng)接觸面更大?在集電器與滑觸線(xiàn)導桿之間的預緊力相同的情況下?碳刷與滑觸線(xiàn)導桿之間的壓強變小。因此在同等使用條件下

鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線(xiàn)集電器碳刷比銅質(zhì)的更耐磨。

（2）導桿耐磨性更好?選擇鋁／不銹鋼導桿的接觸面為不銹鋼?不銹鋼耐磨性比銅好。

（3）耐腐性更好、壽命更長(cháng)?對比實(shí)驗參數如下：

耐腐率對比ＣＲ（ＩＳＯ9223）鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線(xiàn)鋼基銅體剛體滑觸線(xiàn)環(huán)境等級 Ｃ1環(huán)境等級 Ｃ2環(huán)境等級 Ｃ3環(huán)境等級 Ｃ4環(huán)境等級 Ｃ5忽略不計ＣＲ≤0．60．6＜ＣＲ≤22＜ＣＲ≤55＜ＣＲＣＲ≤0．90．9＜ＣＲ≤55＜ＣＲ≤1212＜ＣＲ≤2525＜ＣＲ由于鋁和不銹鋼兩種材料具有良好的耐腐蝕性

能?因此在復雜環(huán)境下壽命更長(cháng)。

（4）鋁不銹鋼滑觸線(xiàn)更輕?剛性好?更便于安裝維護?；|線(xiàn)上的能量損耗主要取決于導體的電阻?相對于銅導體而言?鋁的電阻率要稍大一些?但是可以通過(guò)增大鋁導體截面的方式來(lái)降低電阻。經(jīng)過(guò)測算?在達到相同電阻的情況下?鋁導體的截面將比銅導體的截面大 30％?但是重量只有其 1／2?不容易彎曲?其重量的減輕將大大降低日后維護的工作強度。

（5）投資成本低?銅的原材料價(jià)格是鋁的三倍以上?選用原裝日本進(jìn)口的銅質(zhì)剛體滑觸線(xiàn)的采購成本更高。

（6）維護成本大大降低?鋁不銹鋼滑觸線(xiàn)具有良好的耐腐性能?不銹鋼接觸面的耐磨性更高?極大地延長(cháng)了維護周期?維護成本也會(huì )相應地降低。

5 選用新的鋁不銹鋼復合滑觸線(xiàn)的實(shí)踐效果

（1）安裝方案：為降低噴爐造成的危害將剛體滑觸線(xiàn)改裝在吊車(chē)上面的屋架上；導桿接觸面向下?避免粉塵顆粒堆積在導桿接觸面?影響通電效果；為

降低感抗?在相線(xiàn)兩側安裝補償電纜。

（2）使用效果：

熔煉車(chē)間冶金吊車(chē)安裝鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線(xiàn)后?運行狀態(tài)良好?3年多來(lái)?沒(méi)有進(jìn)行一次檢修?確保了熔煉 3臺冶金吊車(chē)長(cháng)時(shí)間的正常供電?為熔煉車(chē)間長(cháng)周期生產(chǎn)提供了可靠保障?減低了剛體滑觸線(xiàn)的維護成本。

經(jīng)統計原集電器碳刷的平均使用壽命約為 3個(gè)月?共 3×6件?每年需更換 72件?進(jìn)口集電器 6000元／件?即集電器每年更換成本約 43萬(wàn)元。改造后鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線(xiàn)已使用 3年多?沒(méi)有更換一個(gè)集電器碳刷?僅此一項為工廠(chǎng)節約備件成本120萬(wàn)元以上。

6 結論與展望

進(jìn)口備件國產(chǎn)化工作是一個(gè)不斷發(fā)展的課題?江西貴溪冶煉廠(chǎng)一期生產(chǎn)設備是全套從日本引進(jìn)的。因此?公司每年也需要花費大量的外匯去購買(mǎi)進(jìn)口備件而且部分備件國外已經(jīng)停止生產(chǎn)?進(jìn)口備件手續煩瑣、交貨期長(cháng)?且有延長(cháng)和不穩定的趨勢；部分進(jìn)口備件為成套制造商貼牌壟斷?價(jià)格更是上漲幅度大。這些不利因數都給設備維護人員、備件采購供應管理、備件庫存控制管理等工作帶來(lái)了很大困難。長(cháng)期以來(lái)?廠(chǎng)設備管理人員根據國內技術(shù)裝備水平變化、備件技術(shù)要求難易程度、生產(chǎn)實(shí)踐使用效果好壞等情況?積極穩妥地不斷推進(jìn)進(jìn)口備件的國產(chǎn)化工作?取得了明顯成效。

近年來(lái)?隨著(zhù)國內技術(shù)裝備水平和研發(fā)能力的不斷提高?給江銅集團廠(chǎng)礦對外尋求備件國產(chǎn)化戰略合作伙伴提供了契機。選用鋁不銹鋼復合滑觸線(xiàn)的成功國產(chǎn)化只是其中的一個(gè)范例?它的意義并不僅僅是節約采購成本?更為重要的是?它打破了國外成套制造商壟斷進(jìn)口備件采購市場(chǎng)的局面?既是對關(guān)鍵進(jìn)口備件國產(chǎn)化的一個(gè)有益的嘗試?又是積極尋求國內大中型企業(yè)進(jìn)行關(guān)鍵備件國產(chǎn)化開(kāi)發(fā)的一個(gè)良好開(kāi)端?更是江銅集團公司進(jìn)口備件國產(chǎn)化工作的一項重要突破。