1 前言

貴冶廠熔煉車間主廠房 65Ｔ冶金吊車移動供電系統(tǒng)原型號為日本原裝燕尾槽銅棒 ＋高剛度結構鋼剛體滑觸線?65Ｔ冶金吊車作業(yè)于閃速爐、貧化電爐、轉爐、鑄渣機及陽極爐生產(chǎn)線上?全長 3×360ｍ?只要該滑觸線出現(xiàn)任何問題?生產(chǎn)將無法正常進行。該滑觸線使用至今已有 25年?隨著冶煉廠銅產(chǎn)量的不斷

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

2 滑觸線的工作原理

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

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

3 使用現(xiàn)狀分析

經(jīng)過多年的故障跟蹤發(fā)現(xiàn)該滑觸線在使用過程中存在著以下問題：集電器碳刷磨損快更換頻繁；滑觸線導桿變形嚴重?需經(jīng)常調(diào)整?特別是冷熱換季期

間；滑觸線導桿接觸表面磨損量大?約 2～4．6ｍｍ?而且有局部發(fā)紅現(xiàn)象。主要原因如下：為了保證良好的導電性能?集電器碳刷在滑動過程中與銅條之間必須保證良好的接觸?而滑動必然會造成接觸雙方的磨損問題。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

足夠大的硬度差來保護銅條。同時為了保證銅條的使用壽命?其外型為一個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個月?而每次更換碳刷均需自日本采購?交貨期長并且價格昂貴?每次更換時間約 4ｈ?嚴重影響正常生產(chǎn)。

4 選擇鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線的優(yōu)點

耐高溫剛體滑觸線可分為銅質(zhì)剛體滑觸線和鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線兩種?銅質(zhì)剛體滑觸線又可分為銅導體 ＋鋼支架剛體滑觸線和銅導體 ＋鋁支架剛體滑觸線。

為了解決熔煉車間冶金吊車移動供電系統(tǒng)故障問題?我們進行了大量的調(diào)研工作?并*終選擇了康穩(wěn)移動供電設備 （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作為其替代產(chǎn)品。鋁不銹鋼復合滑觸線使用了大截面的鋁型材作為導電基材?并在滑動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(tǒng)的結構原理完全相同?由于第三軌移動供電系統(tǒng)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：

（1）碳刷的壽命長?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的滑動接觸面更大?在集電器與滑觸線導桿之間的預緊力相同的情況下?碳刷與滑觸線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?對比實驗參數(shù)如下：

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。

（4）鋁不銹鋼滑觸線更輕?剛性好?更便于安裝維護。滑觸線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?但是可以通過增大鋁導體截面的方式來降低電阻。經(jīng)過測算?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?銅的原材料價格是鋁的三倍以上?選用原裝日本進口的銅質(zhì)剛體滑觸線的采購成本更高。

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

5 選用新的鋁不銹鋼復合滑觸線的實踐效果

（1）安裝方案：為降低噴爐造成的危害將剛體滑觸線改裝在吊車上面的屋架上；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?在相線兩側安裝補償電纜。

（2）使用效果：

熔煉車間冶金吊車安裝鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線后?運行狀態(tài)良好?3年多來?沒有進行一次檢修?確保了熔煉 3臺冶金吊車長時間的正常供電?為

熔煉車間長周期生產(chǎn)提供了可靠保障?減低了剛體滑觸線的維護成本。

經(jīng)統(tǒng)計原集電器碳刷的平均使用壽命約為 3個月?共 3×6件?每年需更換 72件?進口集電器 6000元／件?即集電器每年更換成本約 43萬元。改造后

鋁／不銹鋼復合剛體滑觸線已使用 3年多?沒有更換一個集電器碳刷?僅此一項為工廠節(jié)約備件成本120萬元以上。

6 結論與展望

進口備件國產(chǎn)化工作是一個不斷發(fā)展的課題?江西貴溪冶煉廠一期生產(chǎn)設備是全套從日本引進的。因此?公司每年也需要花費大量的外匯去購買，進口備件而且部分備件國外已經(jīng)停止生產(chǎn)?進口備件手續(xù)煩瑣、交貨期長?且有延長和不穩(wěn)定的趨勢；部分進口備件為成套制造商貼牌壟斷?價格更是上漲幅度大。這些不利因數(shù)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了很大困難。長期以來?廠設備管理人員根據(jù)國內(nèi)技術裝備水平變化、備件技術要求難易程度、生產(chǎn)實踐使用效果好壞等情況?積極穩(wěn)妥地不斷推進進口備件的國產(chǎn)化工作?取得了明顯成效。

近年來?隨著國內(nèi)技術裝備水平和研發(fā)能力的不斷提高?給江銅集團廠礦對外尋求備件國產(chǎn)化戰(zhàn)略合作伙伴提供了契機。選用鋁不銹鋼復合滑觸線的成功國產(chǎn)化只是其中的一個范例?它的意義并不僅僅是節(jié)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口備件采購市場的局面?既是對關鍵進口備件國產(chǎn)化的一個有益的嘗試?又是積極尋求國內(nèi)大中型企業(yè)進行關鍵備件國產(chǎn)化開發(fā)的一個良好開端?更是江銅集團公司進口備件國產(chǎn)化工作的一項重要突破。