6m焦爐四大車供電系統的改進

重鋼新區焦爐投產以來， 四大車供電系統多次出現故障， 經改造可實現分段停電檢修； 1 套集電器可連
續穩定使用半年以上， 且更換 1 套集電器僅用 20min 左右； 各滑觸線增加自動伸縮器后， 只要對滑觸線定期檢查松動， 保證其自由伸展， 滑觸線基本不變形， 焦爐運行能力大大提高。

1 設備現狀及問題
重鋼新區有 4 座 6m 焦爐， 年產焦炭 240 萬 t，配有 3 臺推焦機， 3 臺裝煤車， 4 臺攔焦機， 干、濕熄焦車各 2 臺， 形成 2 個連續生產系統。 其供電主要為四相滑觸線， 其中三相供四大車 380V 用電需要， 另一相為推焦或裝煤除塵等連鎖信號， 保障焦爐系統運行。 但自焦爐投產以來， 四大車供電系統多次出現各種故障， 嚴重影響焦爐生產。
1.1 各焦爐之間不能進行分段檢修
4 座焦爐為分段供電 ， 每座焦爐兩端 、 煤塔段、 熄焦塔段及大間臺段都設有斷聯， 在焦爐不停產情況下， 各臺車輛均可檢修或單獨處理某段滑觸線等。 但焦爐投產以來， 由于滑觸線斷聯為簡易膠木塊連接， 斷聯處經常會積有焦炭灰或滑觸線磨損銅粉， 使斷聯絕緣失效， 任一段滑觸線有電， 焦爐所有段均有電， 嚴重影響和制約焦爐生產。 另外 1#焦爐西端和 4# 焦爐東端靠熄焦塔處的檢修段供電線路， 經常因濕熄焦時焦炭積留在電纜上引起短路， 造成四大車停電。
1.2 四大車集電器故障多
四大車集電器原設計為 2 組彈簧式壓力拖板，拖板為 2 塊黃銅板 （厚 12mm）， 中間鑲嵌 1 根炭條， 潤滑銅滑觸線， 拖板靠彈簧壓在滑觸線上， 保障接觸良好。 但在使用中， 銅板與銅滑觸線長時間緊密接觸， 磨損非常快， 炭條易破碎使彈簧失效，使用 1 個月后， 集電器拖板就磨損嚴重， 以致造成滑觸線及其支架被刮擦， 損壞整個集電器。 集電器支架結構復雜， 檢修不便 ， 每次更換托板時間較長； 集電器與車體用穿心瓷瓶連接， 絕緣不可靠，經常被擊穿， 造成停電事故。 另外， 4 臺熄焦車集電器與其他車的型號不同， 也給檢修帶來不便。
1.3 滑觸線易變形
4 座焦爐四大車滑觸線共 10 000 多米， 全部為鋼體銅滑觸線， 由梯型銅棒和槽鋼或由 “T" 型銅排和槽型鋁結合及由燕尾槽銅棒和高鋼度工字鋼相構成。 鋼體滑觸線用高強度專用絕緣子作支撐，從而組成向各種機械設備饋電的移動滑觸線。 由于在設計和安裝時， 未充分考慮銅滑觸 線的熱伸展性， 特別是銅的熱伸展比其他金屬大， 在天氣變熱或暴熱天氣， 滑觸線受熱伸展很快， 當滑觸線不能伸展時很容易變形， 使滑觸線局部盤彎， 四大車集電器滑到這里， 托板就會脫落， 在焦爐生產中多次出現四大車滑觸線變形。
2 改進措施
2.1 焦爐分段控制停電
焦爐每段設置獨立的供電線路， 重新選擇絕緣性能較好的專用隔離器作斷聯， 該隔離器由連接器壓板及高強度絕緣材料加工制成， 由工程塑料外殼做護套； 同時在每個斷聯兩側設置 30～50mm 的空隙， 避免積灰和銅粉積留在斷聯處， 增加斷聯的可靠性， 保證每個斷聯能*斷電， 實現分段檢修。分別在 1# 焦爐攔焦機和推焦機西端、 2# 焦爐攔焦機和推焦機東端、 3# 焦爐攔焦機和推焦機西端、 4#焦爐攔焦機和推焦機東端， 增加檢修電源線路， 設置專門的檢修段， 使攔焦機、 推焦機能在檢修段停電檢修而不影響焦爐正常生產。 另外將 1# 焦爐西端和 4# 焦爐東端靠熄焦塔處的檢修段供電線路向焦爐側移 2m 左右， 避免濕熄焦時大量的焦炭積留在電纜上， 造成線路短路， 沖跳四大車。
2.2 集電器改造
鋼體集電器是滑觸線系統中集電側拾取電能的主要裝置， 它通過集電刷與導軌的滑動接觸， 將電能直接傳導至使用電器 ， 從而實現系統的移動供電。 鋼體集電器由機械結構的張力裝置和直接與導軌滑動接觸的集電刷組成。 根據鋼體滑觸線的特點， 重新選用專用重力式集電器， 其電刷 （托板）由銅、 石墨材料采用摩根技術燒結成型， 具有低硬度、 高耐磨、 高導電、 自潤滑等特點， 托板可靠自重與銅滑觸線良好接觸， 石墨的自潤滑可減緩與銅滑觸線磨損， 保護滑觸線， 托板可持續使用半年左右。
為保證四大車供電穩定， 每個大車設計均為雙集電器， 經反復實驗和摸索， 對集電器支架結構和托板尺寸做了多次改進， 最后托板尺寸定為 20cm×15cm×2cm， 同時將原來的穿心瓷瓶改為 6kV 絕緣子。 集電器支架改進后由廠家定制， 托板和支架組成 1 套集電器， 用不銹鋼螺栓與大車連接， 可快速實施集電器集成更換檢修， 更換 1 次僅需 20min 左右， 大大提高檢修效率。 對其他大車集電器改造均在生產間隙時間內自主完成。 通過改造， 使四大車所有集電器統一型號， 減少了配件的準備， 簡化和方便檢修。
2.3 四大車滑觸線改進
由于滑觸線受熱伸展快， 根據伸展情況每 30m左右設置 1 個膨脹段 （又稱伸縮器、 熱補償裝置），由連接器壓板、 補償供電的鋁板或銅板、 引線等組成， 外殼為工程塑料。 當溫度變化引起導軌伸縮時， 由伸縮器自動調節其間隙， 以避免導軌變形。自動伸縮器有多種型號， 安裝難易程度不同， 使用效果也同， 最后選擇了 1 種安裝簡單、 使用效果好的自動伸縮器， 每座焦爐設置 3 套， 每套 4 個，4 座焦爐共增加了 96 個。 在改造時， 將卡在瓷瓶上的滑觸線全部松動， 讓滑觸線受熱后能自動伸縮， 使自動伸縮器起作用， 在以后的維護中也要保證滑觸線處于自然伸展狀態， 及時檢查支柱瓷瓶和滑觸線使用情況， 避免滑觸線變形。 另外在每座焦爐端頭增設帶電指示燈， 在生產和檢修中起警示作用， 增加設備的安全性。
3 改造效果
改造后， 滑觸線斷聯使用可靠的隔離器， 可以實現分段停電檢修， 使四大車供電線路故障影響生產的幾率大大降低。 集電器改造后， 1 套集電器可連續穩定使用半年以上， 故障很少， 且更換 1 套集電器僅用 20min 左右， 檢修非常方便； 各滑觸線增加自動伸縮器后， 只要對滑觸線定期檢查松動， 保證其自由伸展， 滑觸線基本不會變形。 四大車供電系統改進后， 焦爐運行能力大大提高， 確保了重鋼新區系統生產的穩定。