1 前言

貴冶廠熔煉車間主廠房 65Ｔ冶金吊車移動(dòng)供電系統(tǒng)原型號(hào)為日本原裝燕尾槽銅棒 ＋高剛度結(jié)構(gòu)鋼剛體滑觸線，65Ｔ冶金吊車作業(yè)于閃速爐、貧化電爐、轉(zhuǎn)爐、鑄渣機(jī)及陽(yáng)極爐生產(chǎn)線上，全長(zhǎng) 3×360ｍ，只要該滑觸線出現(xiàn)任何問(wèn)題，生產(chǎn)將無(wú)法正常進(jìn)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(hù)造成制約，冶金吊車能否正常運(yùn)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(dòng)設(shè)備供電的系統(tǒng)（滑動(dòng)接觸的導(dǎo)線 ），其結(jié)構(gòu)形式多樣，但總的原理如下：移動(dòng)設(shè)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(shè)備又要隨時(shí)獲得動(dòng)力電源，否則就無(wú)法繼續(xù)移動(dòng)。移動(dòng)設(shè)備可以沿其運(yùn)行軌道平行敷設(shè)若干條導(dǎo)體，接通電源；在移動(dòng)設(shè)備上安裝可以從導(dǎo)體上取電的集電器，當(dāng)設(shè)備移動(dòng)時(shí)，集電器隨設(shè)備同步運(yùn)行，并隨時(shí)從導(dǎo)體上取得電源，以使設(shè)備繼續(xù)移動(dòng)。這些導(dǎo)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(yùn)輸機(jī)械，生產(chǎn)流水線等需移動(dòng)供電的設(shè)施和場(chǎng)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(yīng)于一般的作業(yè)場(chǎng)合。熔煉車間由于屬于銅冶煉場(chǎng)所，導(dǎo)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表面接觸，固只能選用與之工況相適應(yīng)的移動(dòng)供電設(shè)備－－－耐高溫剛體滑觸線。

3 使用現(xiàn)狀分析

經(jīng)過(guò)多年的故障跟蹤發(fā)現(xiàn)該滑觸線在使用過(guò)程中存在著以下問(wèn)題：集電器碳刷磨損快更換頻繁；滑觸線導(dǎo)桿變形嚴(yán)重，需經(jīng)常調(diào)整，特別是冷熱換季期間；滑觸線導(dǎo)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(dǎo)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(hù)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(jié)構(gòu)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(gòu)，交貨期長(zhǎng)并且價(jià)格昂貴，每次更換時(shí)間約 4ｈ，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。

4 選擇鋁／不銹鋼復(fù)合剛體滑觸線的優(yōu)點(diǎn)

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(fù)合剛體滑觸線兩種，銅質(zhì)剛體滑觸線又可分為銅導(dǎo)體 ＋鋼支架剛體滑觸線和銅導(dǎo)體 ＋鋁支架剛體滑觸線。

為了解決熔煉車間冶金吊車移動(dòng)供電系統(tǒng)故障問(wèn)題，我們進(jìn)行了大量的調(diào)研工作，并*終選擇了康穩(wěn)移動(dòng)供電設(shè)備 （武漢 ）有限公司 （原武漢漢發(fā) ）生

產(chǎn)的鋁不銹鋼復(fù)合滑觸線作為其替代產(chǎn)品。鋁不銹鋼復(fù)合滑觸線使用了大截面的鋁型材作為導(dǎo)電基材，并在滑動(dòng)接觸面上覆蓋有不銹鋼蓋子以保護(hù)鋁型材不被磨損。這種導(dǎo)電體的結(jié)構(gòu)與為地鐵供電的第三軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理完全相同，由于第三軌移動(dòng)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(jié)構(gòu)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(zhǎng)，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(yīng)的提高；其二：同容量的鋁不銹鋼復(fù)合滑觸線的滑動(dòng)接觸面更大，在集電器與滑觸線導(dǎo)桿之間的預(yù)緊力相同的情況下，碳刷與滑觸線導(dǎo)桿之間的壓強(qiáng)變小。因此在同等使用條件下

鋁／不銹鋼復(fù)合剛體滑觸線集電器碳刷比銅質(zhì)的更耐磨。

（2）導(dǎo)桿耐磨性更好，選擇鋁／不銹鋼導(dǎo)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(zhǎng)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(fù)雜環(huán)境下壽命更長(zhǎng)。

（4）鋁不銹鋼滑觸線更輕，剛性好，更便于安裝維護(hù)。滑觸線上的能量損耗主要取決于導(dǎo)體的電阻，相對(duì)于銅導(dǎo)體而言，鋁的電阻率要稍大一些，但是可以通過(guò)增大鋁導(dǎo)體截面的方式來(lái)降低電阻。經(jīng)過(guò)測(cè)算，在達(dá)到相同電阻的情況下，鋁導(dǎo)體的截面將比銅導(dǎo)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(hù)的工作強(qiáng)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)剛體滑觸線的采購(gòu)成本更高。

（6）維護(hù)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(zhǎng)了維護(hù)周期，維護(hù)成本也會(huì)相應(yīng)地降低。

5 選用新的鋁不銹鋼復(fù)合滑觸線的實(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改裝在吊車上面的屋架上；導(dǎo)桿接觸面向下，避免粉塵顆粒堆積在導(dǎo)桿接觸面，影響通電效果；為

降低感抗，在相線兩側(cè)安裝補(bǔ)償電纜。

（2）使用效果：熔煉車間冶金吊車安裝鋁／不銹鋼復(fù)合剛體滑觸線后?運(yùn)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(tái)冶金吊車長(zhǎng)時(shí)間的正常供電，為熔煉車間長(zhǎng)周期生產(chǎn)提供了可靠保障，減低了剛體滑觸線的維護(hù)成本。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)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(fù)合剛體滑觸線已使用 3年多，沒(méi)有更換一個(gè)集電器碳刷，僅此一項(xiàng)為工廠節(jié)約備件成本120萬(wàn)元以上。

6 結(jié)論與展望

進(jìn)口備件國(guó)產(chǎn)化工作是一個(gè)不斷發(fā)展的課題，江西貴溪冶煉廠一期生產(chǎn)設(shè)備是全套從日本引進(jìn)的。因此，公司每年也需要花費(fèi)大量的外匯去購(gòu)買進(jìn)口備件而且部分備件國(guó)外已經(jīng)停止生產(chǎn)，進(jìn)口備件手續(xù)煩瑣、交貨期長(zhǎng)，且有延長(zhǎng)和不穩(wěn)定的趨勢(shì)；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(shù)都給設(shè)備維護(hù)人員、備件采購(gòu)供應(yīng)管理、備件庫(kù)存控制管理等工作帶來(lái)了很大困難。長(zhǎng)期以來(lái)，廠設(shè)備管理人員根據(jù)國(guó)內(nèi)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(wěn)妥地不斷推進(jìn)進(jìn)，備件的國(guó)產(chǎn)化工作，取得了明顯成效。

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)裝備水平和研發(fā)能力的不斷提高，給江銅集團(tuán)廠礦對(duì)外尋求備件國(guó)產(chǎn)化戰(zhàn)略合作伙伴提供了契機(jī)。選用鋁不銹鋼復(fù)合滑觸線的成功國(guó)產(chǎn)化只是其中的一個(gè)范例，它的意義并不僅僅是節(jié)約采購(gòu)成本，更為重要的是，它打破了國(guó)外成套制造商壟斷進(jìn)口備件采購(gòu)市場(chǎng)的局面，既是對(duì)關(guān)鍵進(jìn)，備件國(guó)產(chǎn)化的一個(gè)有益的嘗試，又是積極尋求國(guó)內(nèi)大中型企業(yè)進(jìn)行關(guān)鍵備件國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)的一個(gè)良好開(kāi)端，更是江銅集團(tuán)公司進(jìn)，備件國(guó)產(chǎn)化工作的一項(xiàng)重要突破。