论文部分内容阅读
摘要：本文介绍了熔炼车间行车滑触线改造前所存在问题，且详细分析了问题形成的原因，提出并实施了一种巧妙的改造方案，将所存在的问题一一解决，为行车正常运行提供了充分保障。
关键词：滑触线;热辐射;膨胀;烧坏;伸缩节;电压补偿
1 概述
江铜贵溪冶炼厂熔炼车间是出产阳极铜的重要生产部门，车间主要任务包括：将矿粉、粗铜、残阳极板等经过三大炉（闪速炉，转炉，阳极炉）之间分工与合作的冶炼，最终浇铸成阳极板。一系统在经过不断的挖潜改造后，产出阳极铜的能力比原来的提升了24万吨每年。而熔炼车间3台行车主要任务是对三大炉出入的铜水，炉渣进行运输，可谓任务繁重。
2 存在的问题
熔炼车间一系统3台65T行车及其滑触线主要由日本住友成套引进，从投入使用至今已超过二十五年，且早已超过滑触线的使用年限，主要存在下列问题：
1）滑触线全长360m，很多线段变形严重，呈S形分布，无法校正。
2）由于该滑触线由两种材质合成（钢、铜），又无膨胀伸缩节，致使滑触线A、B、C、三相因变形后的不规则而加剧磨损，而磨损严重处因无法承载过大电流过热烧穿。
3）钢结构支撑腐蚀变形，多处已腐蚀出孔洞，使得滑触线截面减少，对电流的载流能力下降，而腐蚀处易发热，加速了滑触线与周围物质发生化学反应而进一步腐蚀。
4）经专业单位测试，滑触线表面磨损很不均匀，参照原始尺寸均磨损了4.6mm，已经达到磨损极限。
5）每相补偿电缆因铜导线的磨损经常碰撞到集电器的滑块，在转炉作业区因喷炉和强大的热辐射的伤害使这种情况较其它地段更为严重。
6）滑触线的安装位置局限了检修作业，使得检修很不方便。
长期的使用，加之现场工况恶劣，导致近年使用中故障率逐步上升，对生产及设备正常运行影响越来越大，成为主要工艺生产线上的瓶颈。为了不影响生产，最大限度提高行车的作业率，经可研阶段的多方案反复比较，决定更换并改造现有滑触线。
3 改造方案
3.1实施步骤
1）为不影响生产，改造在年修期间进行，而改造期间为不影响年修中与年修后行车的正常使用，在不拆除原有滑触线的情况下安装新的安全滑触线。由于原滑触线早已超过使用年限，变形严重，在新安装的安全滑触线运行平稳后再将原滑触线进行拆除。
2）新滑触线的安装位置比原有的滑触线位置高出4.03m，避开了CF作业区喷炉造成的危害。
3）新滑触线供电电源开关和供电电缆不与原有滑触线共用，供电电源开关选用原配电室已有的，供电电缆需增加100m，大小为3×240+1×150㎜2
4）通过计算并经讨论后，选择了载流量为2000安培的滑触线和截面为185㎜2的补偿电缆。
5）原滑触线为三相三线制，新的滑触线为三相四线制，即单独引入一根地线到行车的主电源开关处，再与整个行车连接，以往当出现大电机与外壳短路时，短路电流通过电机轴承传给轨道再传到大地，当轴承与轴套之间由于油膜而造成连接电阻过大时，轴承易烧坏，从而影响生产，换成三相四线制较好的避免这种情况的发生。
6）为了检修安全方便，新滑触线安装高于行车台面2.35m，且滑触线一字水平安装，便于检修人员及时更换备件，便于维护。
3.2滑触线规格的选择
1）滑触线的规格主要根据载流量进行选择，其中集电器，供电段、膨胀段、安装附件等标准配置由滑触线生产厂家成套供应。
2）三台大小相同的行车，主吊电机为132KW，其每台为243A额定电流，每台的起动电流为1663A。
3）由于三台行车任务繁重需频繁起动，需选择滑触线的额定电流不小于主吊电机的起动电流，据此选择了额定电流为2000A的滑触线。
3.3补偿点和补偿电缆的确定
1）裸交流滑触线的电压损失按下式计算
式中：
Un —— 标称（线）电压，此取380V;
Ijf—— 尖峰电流，此取1000A;
—— 滑触线的计算长度，km，对单台起重机系指供电点到最远端的距离，两台起重机时该距离应乘以0.8，三台起重机时应以0.7
——功率因数，一般取0.5
RJ—— 滑触线的交流电阻，此取1.2Ω/km
X—— 滑触线的内外电抗之和，此取0.8Ω/km
将各值代入式中计算得，电压损失约为349V/km
2）本次改造滑触线的全长为360m，故需要对滑触线进行电压补偿，增加辅助电缆，每隔30米一个补偿点。根据载流量确定了补偿电缆载面积为185㎜2。
3.4辅助支架
1）参照熔炼二系统85T吊车滑触线的成功经验安装跟制作辅助支架。
2）根据现场金属粉尘大，酸碱性气体多的特点，在滑触线的支撑架上刷上耐酸性、碱性环境的绝缘漆。
3.5、滑触线检修预案
3.5.1 行车处于两种状态下的滑触线本体的检修预案
1）行車可运行：检修人员通过原有检修通道到达行车，再由行车运行到故障点，检修人员站在行车台面上打开固定在行车上的金属防护网即可进行检修。
2）行车无法运行：检修人员通过原有检修通道到达行车轨道平面，然后在行车轨道平面上架一架3m楼梯即可到达故障点进行检修。
4 改造后存在的安全问题
4.1滑触线的安装位置
遵循安全生产的原则，为使设备运行时不留有安全隐患，设计中充分考虑了人的可能的不安全行为，跟新设备的不安全状态。确定了行车台面与滑触线的垂直距离为2.35m，滑触线与厂房顶梁的垂直距离为0.8m，与厂房墙梁的水平距离为0.51m。
4.2存在的安全隐患
1）人在行车台面上检修行车时可能会碰触到滑触线。
2）人在厂房顶面检修作业时，可能从顶上滑落检修工具与金属导体，造成滑触线短路。
3）在厂房顶面检修作业的人员为了检修作业方便在不知情的情况下用脚站在上面进行检修作业。
4.3对应的安全措施
1）在滑触线的正下方且高出行车台面2m的地方加金属防护网，在滑触线与行车靠近侧同样加上金属防护网，这样可以避免检修人员碰触到滑触线。
2）在滑触线的辅助支架上加铺彩钢瓦，就可以防止上方滑落物体和人站在上面时对设备和人身所造成的伤害，此外彩钢瓦可适应熔炼恶劣的生产环境，长时间使用也不会被腐蚀，因为彩钢瓦本身具有一定的强度和防腐的功能。
3）为彻底消除安全隐患，车间应编写一部专门用于行车跟厂房顶面的检修作业指导手册。
5 实施效果
熔炼车间行车滑触线改造后彻底消除了滑触线因发热膨胀而产生变形的现象，也由于滑触线安装位置的升高，减少了各大炉对滑触的热辐射和粉尘对其的腐蚀。
6 结束语
熔炼车间滑触线的改造应用，为滑触线在大吨位行车及复杂环境下的安全使用，提供了一种巧妙的解决方案。
参考文献：
[1]《工业与民用设计手册》第三版.北京：中国电力出版社.2005.
[2]上海业泰电气有限公司.影响滑触线选型的因素.2009.
作者简介：张宏波（1983-08-），男，汉族，江西贵溪人，大专，助理工程师。
关键词：滑触线;热辐射;膨胀;烧坏;伸缩节;电压补偿
1 概述
江铜贵溪冶炼厂熔炼车间是出产阳极铜的重要生产部门，车间主要任务包括：将矿粉、粗铜、残阳极板等经过三大炉（闪速炉，转炉，阳极炉）之间分工与合作的冶炼，最终浇铸成阳极板。一系统在经过不断的挖潜改造后，产出阳极铜的能力比原来的提升了24万吨每年。而熔炼车间3台行车主要任务是对三大炉出入的铜水，炉渣进行运输，可谓任务繁重。
2 存在的问题
熔炼车间一系统3台65T行车及其滑触线主要由日本住友成套引进，从投入使用至今已超过二十五年，且早已超过滑触线的使用年限，主要存在下列问题：
1）滑触线全长360m，很多线段变形严重，呈S形分布，无法校正。
2）由于该滑触线由两种材质合成（钢、铜），又无膨胀伸缩节，致使滑触线A、B、C、三相因变形后的不规则而加剧磨损，而磨损严重处因无法承载过大电流过热烧穿。
3）钢结构支撑腐蚀变形，多处已腐蚀出孔洞，使得滑触线截面减少，对电流的载流能力下降，而腐蚀处易发热，加速了滑触线与周围物质发生化学反应而进一步腐蚀。
4）经专业单位测试，滑触线表面磨损很不均匀，参照原始尺寸均磨损了4.6mm，已经达到磨损极限。
5）每相补偿电缆因铜导线的磨损经常碰撞到集电器的滑块，在转炉作业区因喷炉和强大的热辐射的伤害使这种情况较其它地段更为严重。
6）滑触线的安装位置局限了检修作业，使得检修很不方便。
长期的使用，加之现场工况恶劣，导致近年使用中故障率逐步上升，对生产及设备正常运行影响越来越大，成为主要工艺生产线上的瓶颈。为了不影响生产，最大限度提高行车的作业率，经可研阶段的多方案反复比较，决定更换并改造现有滑触线。
3 改造方案
3.1实施步骤
1）为不影响生产，改造在年修期间进行，而改造期间为不影响年修中与年修后行车的正常使用，在不拆除原有滑触线的情况下安装新的安全滑触线。由于原滑触线早已超过使用年限，变形严重，在新安装的安全滑触线运行平稳后再将原滑触线进行拆除。
2）新滑触线的安装位置比原有的滑触线位置高出4.03m，避开了CF作业区喷炉造成的危害。
3）新滑触线供电电源开关和供电电缆不与原有滑触线共用，供电电源开关选用原配电室已有的，供电电缆需增加100m，大小为3×240+1×150㎜2
4）通过计算并经讨论后，选择了载流量为2000安培的滑触线和截面为185㎜2的补偿电缆。
5）原滑触线为三相三线制，新的滑触线为三相四线制，即单独引入一根地线到行车的主电源开关处，再与整个行车连接，以往当出现大电机与外壳短路时，短路电流通过电机轴承传给轨道再传到大地，当轴承与轴套之间由于油膜而造成连接电阻过大时，轴承易烧坏，从而影响生产，换成三相四线制较好的避免这种情况的发生。
6）为了检修安全方便，新滑触线安装高于行车台面2.35m，且滑触线一字水平安装，便于检修人员及时更换备件，便于维护。
3.2滑触线规格的选择
1）滑触线的规格主要根据载流量进行选择，其中集电器，供电段、膨胀段、安装附件等标准配置由滑触线生产厂家成套供应。
2）三台大小相同的行车，主吊电机为132KW，其每台为243A额定电流，每台的起动电流为1663A。
3）由于三台行车任务繁重需频繁起动，需选择滑触线的额定电流不小于主吊电机的起动电流，据此选择了额定电流为2000A的滑触线。
3.3补偿点和补偿电缆的确定
1）裸交流滑触线的电压损失按下式计算
式中：
Un —— 标称（线）电压，此取380V;
Ijf—— 尖峰电流，此取1000A;
—— 滑触线的计算长度，km，对单台起重机系指供电点到最远端的距离，两台起重机时该距离应乘以0.8，三台起重机时应以0.7
——功率因数，一般取0.5
RJ—— 滑触线的交流电阻，此取1.2Ω/km
X—— 滑触线的内外电抗之和，此取0.8Ω/km
将各值代入式中计算得，电压损失约为349V/km
2）本次改造滑触线的全长为360m，故需要对滑触线进行电压补偿，增加辅助电缆，每隔30米一个补偿点。根据载流量确定了补偿电缆载面积为185㎜2。
3.4辅助支架
1）参照熔炼二系统85T吊车滑触线的成功经验安装跟制作辅助支架。
2）根据现场金属粉尘大，酸碱性气体多的特点，在滑触线的支撑架上刷上耐酸性、碱性环境的绝缘漆。
3.5、滑触线检修预案
3.5.1 行车处于两种状态下的滑触线本体的检修预案
1）行車可运行：检修人员通过原有检修通道到达行车，再由行车运行到故障点，检修人员站在行车台面上打开固定在行车上的金属防护网即可进行检修。
2）行车无法运行：检修人员通过原有检修通道到达行车轨道平面，然后在行车轨道平面上架一架3m楼梯即可到达故障点进行检修。
4 改造后存在的安全问题
4.1滑触线的安装位置
遵循安全生产的原则，为使设备运行时不留有安全隐患，设计中充分考虑了人的可能的不安全行为，跟新设备的不安全状态。确定了行车台面与滑触线的垂直距离为2.35m，滑触线与厂房顶梁的垂直距离为0.8m，与厂房墙梁的水平距离为0.51m。
4.2存在的安全隐患
1）人在行车台面上检修行车时可能会碰触到滑触线。
2）人在厂房顶面检修作业时，可能从顶上滑落检修工具与金属导体，造成滑触线短路。
3）在厂房顶面检修作业的人员为了检修作业方便在不知情的情况下用脚站在上面进行检修作业。
4.3对应的安全措施
1）在滑触线的正下方且高出行车台面2m的地方加金属防护网，在滑触线与行车靠近侧同样加上金属防护网，这样可以避免检修人员碰触到滑触线。
2）在滑触线的辅助支架上加铺彩钢瓦，就可以防止上方滑落物体和人站在上面时对设备和人身所造成的伤害，此外彩钢瓦可适应熔炼恶劣的生产环境，长时间使用也不会被腐蚀，因为彩钢瓦本身具有一定的强度和防腐的功能。
3）为彻底消除安全隐患，车间应编写一部专门用于行车跟厂房顶面的检修作业指导手册。
5 实施效果
熔炼车间行车滑触线改造后彻底消除了滑触线因发热膨胀而产生变形的现象，也由于滑触线安装位置的升高，减少了各大炉对滑触的热辐射和粉尘对其的腐蚀。
6 结束语
熔炼车间滑触线的改造应用，为滑触线在大吨位行车及复杂环境下的安全使用，提供了一种巧妙的解决方案。
参考文献：
[1]《工业与民用设计手册》第三版.北京：中国电力出版社.2005.
[2]上海业泰电气有限公司.影响滑触线选型的因素.2009.
作者简介：张宏波（1983-08-），男，汉族，江西贵溪人，大专，助理工程师。