隨著本鋼的設備升級和技術改造步伐的加快，安全滑觸線、銅質鋼體滑觸線等，導電性更好、運行更穩定、維護量更小的滑觸線逐漸取代了輕軌、角鋼等老式落后的供電滑線。煉鋼廠大板坯連鑄機系統于2008 年底建成投產，該區域的鋼水接收跨有 260 噸橋式鑄造起重機 3 臺，其供電采用 JGH-240 型銅質拼裝式剛體滑觸線(側壓式）。但由于其自身設計、安裝質量及現場環境影響等原因，使得該型號滑觸線在炎熱的盛夏和寒冷的嚴冬，會隨著現場溫度的急劇變化而出現嚴重的膨脹和收縮，*終威脅到了吊車的安全運行。目前，在煉鋼廠新建及改造工程項目中，吊車已普遍推廣使用銅質剛體滑觸線（拼裝式或復合式），如何確保其在復雜的冶金環境下穩定運行，關系到能否確保吊車運行的安全穩定和煉鋼廠生產目標的順利實現，具有迫切的現實意義。

1 JGH-240 型銅質拼裝式剛體滑觸線產品介紹

JGH-240 型銅質拼裝式剛體滑觸線是由銅型材為導電材料、上等“幾”型鋼為基架，采用絕緣子組件，安裝在固定支架上的一種滑觸線（簡稱：滑線），斷面圖如圖 1。1、銅質剛體滑觸線；2、沉頭螺釘；3、絕緣子；4、墊圈；5 壓板；6、托板；7、螺栓；8、墊圈。滑線每根長 6 米，固定滑線的固定支架焊接在廠房梁上，每 3m 焊接 1 個做為支撐。連接時，將兩段滑觸線支架，通過內部的鋼芯（連接板）用螺栓連接，銅導體則用二塊長銅夾板、夾緊在支架上如圖 2。

該型號滑觸線（以下簡稱滑線）具有結構簡單，載流量大，壓降小等優點[1]。

2 銅質拼裝式剛體滑觸線在使用中暴露出的問題

2.1 大板坯連鑄鋼水接收跨的現場作業環境

煉鋼廠大板坯連鑄系統的鋼水接收跨主要承擔大板坯連鑄機所需鋼水包的吊運、熱鋼水包維修及鋼水包的烘烤預熱等工作。有 3 臺 260t 冶金鑄造起重機，軌道標高為 26m，下方有連鑄機 2 臺、鋼包傾翻機（用于熱鋼水包維修）1 臺、鋼包烘烤器 2 臺、渣罐 2 個、鋼水包運輸臺車 4 臺，鋼包臨時放置位 10 余處。

夏天，由于廠房內的鋼水包、熱修包、鋼包烘烤器、渣罐等熱源的表面溫度都能達到 400℃以上，使吊車上的環境溫度能達到近 50℃；冬天，當外部氣溫下降到-25℃以下時，廠房環境溫度*低能達到-20℃左右。因此，該區域全年溫差*大時達到了 70℃，如此大的溫差對吊車滑線的穩定運行是*嚴峻的挑戰。

2.2 JGH-240 型滑觸線在現場由于溫差變化而暴露出的問題

接收跨的吊車滑線于 2008 年 8 月份開始安裝，全長 150.5m。在安裝時，施工方按照產品樣本中要求，即：當時現場溫度為 40℃左右，在連接處預留了 3~5mm 的間隙，同時，由于滑線總長度超過100m，考慮到膨脹問題，在 6#柱與 7#柱之間設置了一個一段式溫度補償連接器。但是，現場全年溫差達到了 70℃以上，這是當初設計與施工所沒有預料到的，因此，在運行的 9 個多月的時間（2008 年 10 月至 2009 年 7 月間）里出現了一系列因現場溫度變化而產生的變形問題。當夏天氣溫升高時，滑線出現了嚴重的膨脹，導致每根滑線間的預留間隙完全消失，滑線間相互頂、擠產生變形彎曲，如圖 3 中（a）；當冬季氣溫降低時，滑線出現了嚴重的收縮，導致滑線連接鋼芯斷裂，銅導電從連接銅卡板中抽出。如圖 3 中（b）。

以上兩種情況*終會使吊車集電器的滑塊與滑線接觸**，造成集電器損壞、脫離、打火、短路放炮等惡性設備事故，從而造成整個區域的生產熱停。據統計，從 2008 年 10 月至 2009 年 7 月間，共發生由于滑線變形而引發的故障 14 起，故障臺時為 34.5 h，而每次處理時都必須要求整個大板坯鋼水接收跨的吊車滑線全區域停電（即：停止對兩臺連鑄機的所有吊罐作業和鋼包周轉），嚴重影響了大板坯連鑄機的板坯生產，從圖 4 可以發現，環境溫度的急劇變化引起了滑線故障的增多。

3 剛體滑觸線熱膨脹問題的解決

3.1 剛體滑觸線解決熱膨脹問題的一般方法

國內針對剛體滑觸線的熱膨脹一般采取溫度補償的方法加以解決，溫度補償分為分散補償和集中補償兩種方式[2]。

分散補償法[2]就是在每根滑線之間預留伸縮空間，伸縮空間由安裝環境溫差確定，并且在每根滑線上加一固定支撐點，其它支撐點采用浮動支撐。如 2.2 小節所述在安裝時，在連接處預留了 3~5mm的間隙，就是應用了分散補償法。集中補償法[2]是在全年溫差大約 30℃，全線長度超過 100m 的情況下，安裝溫度補償裝置進行補償的方法。如 2.2 小節所述設置溫度補償連接器即是采用了集中補償法。

3.2 關于鋼水接收跨剛體滑觸線熱膨脹問題的分析

首先，在安裝方面，雖然在每兩根滑線的連接處預留了 3~5mm 的間隙作為分散溫度補償，但由于施工人員經驗欠缺，在安裝時過于緊固壓板螺栓，造成部分滑線受熱或受凍后不能向兩端連接處均勻地伸展或收縮，*終導致了一部分分散補償的連接間隙沒有發揮作用，而局部會因為膨脹過大或收縮嚴重，造成滑線彎曲變形或斷裂。其次，由于大板坯連鑄系統的鋼水接收跨全年溫差超過了 70℃，原設計的一處溫度補償連接器無法滿足現場環境條件的要求，補償效果有限。

3.3 剛體滑觸線熱膨脹問題的解決方案

3.3.1 提高分散補償的有效性

2008 年 12 月至 2009 年 7 月，先后利用低產期對接收跨的吊車滑線的連接處及支架上的卡板螺栓進行了 6 次大的調整，對部分發生了變形的滑線連接處的間隙做了重新設置，同時，為了保證剛體滑線在溫度變化的情況下能有效地進行伸縮，要求對固定支架上卡板螺栓的緊固進行適度調整，將壓力調整為擰至彈簧墊圈壓力一半[4]，采用浮動支撐以解決滑線隨溫度變化進行伸縮的問題。

3.3.2 增加集中溫度補償器

根據滑線總長 150.5m、地面熱源分布不均勻的實際情況，決定在 7#連鑄機對面（即 3#柱和4#柱之間）、5#RH 臺車道上方（即 1#柱和 2#柱之間）的 4 相滑線（A、B、C、PE）各增加一套溫度補償器，具體安裝位置如圖 5。增加 2 處補償器后，使 3 個補償器均勻地分布于整條滑線上，相互間距為 42m 左右，利于補償器充分發揮溫度補償效用。

通過廣泛地對比與調研，選擇采用了 JGH-240兩段式溫度補償連接器[3]，該補償伸縮器如圖 6，由滑觸線、導電軟連接線、滑套和滑桿組成，兩個滑觸線頭部被折彎，兩個彎曲的部分相互搭接，兩端頭經過細致地打磨，每個導電軟連接線的兩端分別固定在兩個滑觸線的側面，兩個滑觸線底部為滑套，兩個滑套之間通過滑桿連接固定。該裝置結構簡單、設計合理，強度大，精度高，每個補償器的伸縮*大設計調整量 Lmax 可達60mm，可有效吸收溫度變化對滑線的不利影響。

2009 年 7 月，利用生產間歇時間對接收跨滑線進行了增設溫度補償器的改造施工，由于滑線固定支架為每 3m 設置 1 個，為了使增設的溫度補償器固定可靠，在安裝補償器的位置各增設支架 1 個，以提高補償器的穩定性。

通過上述改造，接收跨滑線在原有的集中補償量的基礎上每相（共 A、B、C、PE 4 相）又增加了 2 處，各 60mm 的*大補償量，即每相滑線新增*大補償量達為：60×2=120mm。

4 滑線改造后的效果

經過 1 年多的運行證明：通過分散補償方式的調整，尤其是溫度補償器的增加，使鋼水接收跨滑線熱膨脹問題得到了徹底地解決。在 1 年多的運行過程中，該改造方案經受住了 2009 年冬季零下 20多攝氏度的低溫及 2010 年夏季現場近 50℃的高溫的嚴峻考驗，實現了零故障運行。同時，通過日常檢查監控和測量收集的十幾組數據清晰地證明了采用浮動支撐和增設補償器的有效性。下面，以對 7#連鑄機對面滑線 C 相新增的溫度補償器在一年多的時間里進行的監控測量的數據為依據，假設補償器的設計*大調整量（Lmax=60mm）的中心點為 0 點(即：可調整膨脹及收縮都是 30mm)，則將滑線膨脹導致補償器收縮*大設為 30mm，滑線收縮導致補償器伸展*大設為-30mm，繪制成圖 7。通過圖 7 可形象地展示出補償器隨氣溫變化而發生的伸展及收縮的補償效果。

圖 7 清晰地表明，溫度補償器的補償量隨著現場環境溫度的變化而及時改變，兩條曲線（現場溫度、補償量）近乎于平行運行。其中，補償器在 2009年夏季的*大收縮補償量為+29mm（環境溫度為 47℃）；在 2010 年冬季的*大伸展補償量為-27mm（環境溫度為-20℃）；則從 2009 年 7 月至 2010 年 8 月，新增溫度補償器的實際*大補償量（即滑線的實際*大變化量）Lc 為：

Lc=29mm-（-27mm）

=56mm

滑線的實際*大變化量 Lc <設計*大補償量Lmax，由此可知：此次采用增加 2 處 JGH-240 型兩段式溫度補償連接器的改造方案完全能夠滿足現場溫度變化的補償要求。

5 結論

鋼水接收跨滑線原設計及施工標準不能夠滿足現有生產環境變化的要求，造成故障頻發，嚴重地影響了大板坯連鑄機的生產，必須改造解決。根據國家相關設計標準及現場實際情況，對鋼水接收跨滑線進行了相應的調整及技術改造，采用了浮動支撐并增設了 2 處溫度補償器，每相滑線新增*大補償量為 120mm，使滑線受溫度影響而變形的現象得到了徹底地解決，由改造前的每年引發故障 14 起，故障臺時 34.5 h，變為改造后的零故障運行。

在一年多的時間里，通過對 7#連鑄機對面滑線 C 相新增的溫度補償器進行的監控測量而取得的數據進行的科學分析，充分證明了溫度補償器的補償量隨著現場環境溫度的變化而及時改變，滑線的實際*大變化量 Lc <設計*大補償量Lmax，從而證明了上述解決方案科學、有效，符合現場實際要求。

煉鋼廠做為大型冶金企業，其工況環境極為特殊，對電氣設備的選型、安裝、調試都有其特殊的要求。因此，在改造及建設過程中，對新設備的運行監控、統計分析、總結整改，既是為今后的改造及建設提供了借鑒，也對提高設備管理水平具有重要意義。