铁轨上方铺设的电气化铁路接触网导线,是高铁的动力来源,直接影响铁路运行的安全和时速。位于河北省宁晋县的邢台鑫晖铜业特种线材有限公司(以下简称“鑫晖铜业”),正是一家专业生产电气化铁路与城市轨道交通接触网材料的企业。该公司是中国铁路铜及铜合金接触线、铜及铜合金承力索特许供货商,产品覆盖电气化铁路用铜及铜合金接触线、电气化铁路专用电缆、铜合金棒材等10余类,在国内铁路市场占有率达30%。
“列车要高速安全运作,没有高强高导接触网导线是没办法实现的。”鑫晖铜业技术质检部部长曹建坤解释说,就像汽车行驶在路上,如果路不平,汽车高速通过时会剧烈颠簸。高强高导接触网导线提供了一条“平路”,让列车高速安全通行。这条“平路”,对导线的平直度要求很高,不仅需要提高接触网线强度,还要保证良好的导电性能。在高速列车发展初期,时速250公里以上的高铁接触网导线完全依赖进口。曹建坤回忆说,2007年我国提出自主研发高强高导接触网导线多人的研发小组,开启了研发之路。
“经过两年反复试验,产品仍然不能够达到量产标准。我们得知,根本原因是传统的工艺和装备难以满足无缺陷、大长度导线的制备要求。”曹建坤说,他们与天津中铁电气化设计研究院有限公司、浙江大学合作,研制符合标准要求的生产设备,购进试验和检验仪器设施,先后4次改进工艺,终于成功研制出以铜铬锆合金为基体的高强高导接触网导线。京沪高铁先导段使用铜铬锆接触网导线,创下世界最高运营列车试验时速486.1公里的世界纪录,这标志着我国高铁接触网技术达到世界领先水平。有数据表明,与当前市场主流导线相比,鑫晖铜业的导线年后,经中国铁道科学研究院测试,该公司生产的高强高导接触线导电率、抗拉强度、抗疲劳等指标稳定,与理论计算高度吻合。目前,其高强高导接触线公里以上时速铁路唯一可选产品。
在鑫晖铜业研发中心的实验室,各种测试仪器整齐摆放,它们分别用于精准测试产品的电阻、拉断力、扭转、弯曲等参数。“车间里,每一组接触线产品在每一个生产环节,都需要经过仪器检验,确保合格后才能进入下一个环节。”检测员闫志超说,每天经他检验的合格产品达15吨,交付合格率达到100%。
在生产环节,会用到一台四四方方的直读光谱仪,它是一名“产品成分监测官”。截取少许导线秒,它就能检测出各种成分的含量,检验测试的数据精确至十万分之一。
据了解,直读光谱仪能检测上千种产品,是该公司投资140多万元引进的。“产品在生产所有的环节,成分会有不同程度的损耗,这台机器让我们精准了解各环节的成分变动情况,方便复盘各环节生产情况,逐步优化工艺、设备。”曹建坤说。
近年来,鑫晖铜业逐步的提升自检标准,购进影像测量仪、金相显微镜等世界先进试验和检验测试仪器,目前已投入1000多万元。“我们在中铁检验认证中心检测的基础上,坚持每一个环节自检,确定保证产品各项参数高于铁道行业标准。”该公司CEO张进东说。
“遇到冻雨、大雪天气,铁路接触网就会覆冰,难免引发导电不良、道岔结冰转换不灵活等问题。”3月1日,在鑫晖铜业研发中心,就如何更好地解决这一问题,研发人员展开激烈讨论。
近年来,该公司每年投入研发经费2000余万元,持续推进产、学、研深层次地融合的技术创新体系建设,积极与浙江大学、北京交通大学、天津中铁电气化设计研究院有限公司等10余家科研单位合作。截至目前,该公司累计完成新产品、新工艺36项,另有6项新产品、新技术在研发中。其中,“高速铁路用高强高导接触网导线关键技术及应用”项目荣获国家科学技术进步奖二等奖,维护了高速列车在更高速度下的良好弓网关系,保证接触网的平顺性和列车的高速受流。同时,解决了高强度和高导电率之间的矛盾,在提高强度的同时提高了导电率,使接触网的性能等级实现新突破。
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