轨道的热处理的工艺和装置制造方法及图纸

用于轧制的轨道的在线上热处理的工艺，所述工艺确保在轨道头部的整个预先确定的表面厚度中获得均匀的精细的珠光体结构。还公开用于与轧制系统在一条线上的轨道的热处理的新装置，与已知的装置相比，该新装置具有更简单的结构，具有高坚固性，并且需要较少的维护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于轧制的轨道的热处理的在线上工艺，所述工艺用于改进轨道头部 的至少一个表面层的力学性能，并且涉及用于轨道的热处理的装置，具体地涉及用于从轧 制系统排出的轨道的在线上热处理的装置。现有技术在已知技术中包括用于轧制的轨道的热处理的装置和工艺的不同的解决方案，这 些装置和工艺具体地涉及通过淬火操作使头部硬化。这些装置中的许多不是与轧机机架(rolling stand)在一条线上排列的。这意味 着在进行淬火热处理之前轧制的轨道的囤放和其后续的加热具有可观的能量消耗和低效率。在其他系统中，替代地，这些装置沿轧制线排列轧制的轨道被卸载在固定于地面 的辊台(roller table)上；然后，轨道被操作器取出，上述操作器包括精密的杠杆系统，并 在轨道经受热处理期间控制轨道的操纵；以及轨道最终通过合适的弹射机构而被弹射至冷 却床或者板上。被加热或者直接来自轧机的轨道通过使用向轨道头部上注射冷却流体(水、空气 或者与空气混合的水)的喷射喷嘴，或者通过将轨道头部浸入容纳冷却流体的罐中而经受 快速冷却。当使用喷射喷嘴时，由于轨道的某些部分中的温度不均勻性以及由于后续的不同 的热膨胀，会出现轨道在长度方向上扭曲的缺陷。虽然任何情况下，热轨道的基部和已冷却的头部之间的温度差都导致轨道的弯 曲，但是当替代地使用浸泡罐时，实现了在长度方向上更好的冷却均一性；缺点是所采用的 操作器的刚性不足，并且不足以抵抗和抑制所述弯曲。这样的操作器的另一个缺点是，在处 理期间，操作器始终在相同的支点与轨道接触，因此在轨道本身上产生不期望的“冷”区域。另外，对于所有已知的装置，整个生产线的生产量极其地低。对于长为大约100m 的轨道，生产量不超过12-15个轨道/小时。这样的装置结构上也不简单，并且需要大量的 维护，这两个因素决定该装置的生产和管理成本的增加。因此，需要提供用于从轧制系统排出的轨道的热处理并允许克服以上所述缺点的 创新性装置。就热处理工艺而言，浸泡工艺提供轨道头部的连续冷却，然而这则导致在处理的 层的整个厚度中不均一的冶金结构。其他工艺，替代地，包括在待处理的钢中引入合金元素，例如硅和铝，以获得所期 望的最终特征；合金元素的加入具有大幅度增加生产成本的不足。因此，需要通过不在钢中加入合金元素而实现改进的冶金结构来提供用于轨道的 头部的热处理并允许增加力学性能的创新性工艺。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是获得轧制的轨道的在线上热处理的新工艺，所述新工艺确保 在轨道头部的整个预先确定的表面厚度中获得均一的精细的珠光体结构，由于改进的韧 性，该轨道特别地适合于在非常冷的环境中的使用。本专利技术的另一个目的是获得用于轨道的热处理的装置，所述装置与轧制系统成一 条线放置，与现有的装置相比，本装置结构上简单，具有高的坚固性，并且需要较少的维护。因此，本专利技术旨在通过提供用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的工艺来 实现以上所公开的目的，根据权利要求1，所述工艺包括以下步骤轨道的在空气中的第一冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到至少720°C ；通过冷却流体的第二冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到比Ar3温度高50°C 至150°C，以避免从奥氏体向珠光体的相变；在空气中的具有预先确定的持续时间的第三冷却步骤，凭借第三冷却步骤，表面 温度平衡直至轨道头部的表面层的温度，所述表面层具有在距离表面15mm至25mm之间的 范围的深度；通过冷却流体的第四冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到低于500°C，凭借第 四冷却步骤，从奥氏体向珠光体的相变发生；其中所述珠光体在所述表面层中具有带有精细的粒度的均一的结构。本专利技术的另一个方面提供用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的装置，根 据权利要求8，所述装置包括至少一个可移动的台车，所述可移动的台车则包括纵向的辊台，所述辊台包括辊对，辊对适合于沿轧制轴接收从所述系统排出的轨 道，保持轨道的轧制位置，所述辊台适合于围绕平行于轧制轴的纵向轴旋转，以使轨道头部 朝向下方；以及纵向的罐，所述纵向的罐用于容纳冷却流体，轨道头部可被浸泡在冷却流体中。有利地，本专利技术的装置包括至少一个辊台，所述辊台允许优选地沿轧制线引导轨 道，从而保持与轨道从最后的轧机机架排出的位置相同的位置，即轨道的对称轴保持在基 本上水平的位置。相同的辊台还提供对轨道的稳固的支持、在热处理期间对轨道的操纵以 及将轨道卸载在冷却板上。因此，根据本专利技术的装置的辊台以与传统的辊台不同的方式执 行所有这些功能，而传统的辊台，替代地，仅用于转运轧制的轨道，并且因此需要与专用的 操作器装置相结合。本专利技术的装置的进一步的优点表现为所述装置提供两个具有轮子的辊台，辊台交 替地并且以轴向与轧制线对准，允许对两个轨道的几乎同时的热处理，改进了所述系统的 生产量。以这种方式，与使用已知的装置实现的生产量相比，实现了两倍的生产量，并具有 在8m/s至lOm/s之间的范围的轧制速率。有利地，将轨道的整个长度浸泡在罐中确保处理的均勻性，由于本装置的刚性，轨 道的热变形被实质上避免或者被减少至最小，并且还确保了对最后的冷却步骤的操纵的更 大的灵活性，最后的冷却步骤对于获得最终所期望的结构是最重要的。精细的珠光体晶粒 的结果取决于该最后步骤中的冷却速率以及取决于在轧机机架中获得的材料的变形。因 此，优选高冷却速率，高冷却速率在任何情况下都不导致不期望的贝氏体和/或贝氏体_索 氏体结构的形成。根据本专利技术的工艺有利地提供四个冷却步骤，其中两个通过空气以及两个通过具 有添加剂的水或者通过其他合适的冷却液体。通过这种工艺所获得的轨道的头部显示以下 性质高硬度(340-420HB)；高耐磨性；足够的韧性；高耐疲劳性；在非常低的操作温度(直至_600°C )下保持上文所述的力学性能；至少15_25mm的深度的均一的精细珠光体结构；在处理结束时，轨道的良好的表面质量和良好的平直度；不存在表面微裂纹。从属权利要求公开了本专利技术的优选的实施方案。 附图说明根据对用于轨道的热处理的装置的优选的而非排他性的实施方案的详细描述，本 专利技术的进一步的特征和优点将变得更加明显，其通过借助于附图的非限制性的实施例的方 式示出，在附图中图la和lb描绘设置有根据本专利技术的装置的轨道生产系统的布局的实施例；图2描绘根据本专利技术的装置的侧视图；图3描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，对 于根据本专利技术的工艺的某些步骤的温度随时间的趋势的图；图4描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，对 于根据本专利技术的工艺的最后的冷却步骤的以对数尺度表示的温度随时间的趋势的图；进一 步地代表CCT或转变曲线；图5描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，在 已知的工艺中所提供的通过浸泡的单独的冷却步骤中的温度随时间的趋势的图；图6描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，本 专利技术的工艺的前三个冷却阶段中的温度的趋势的温度_时间图。专利技术优选实施方式详述图la描绘包括用于本专利技术的热处理的装置的轨道生产系统的一部分的布局的实 施例。该示例性的布局包括用于坯锭的加热炉1 ；坯锭轧制系统2，以获得轨道；两个可移动的台车3、4，所述台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线上热处理的工艺，该工艺用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理，所述工艺包括以下步骤：轨道的在空气中的第一冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到至少７２０℃；通过冷却流体的第二冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到比Ａｒ３温度高５０℃至１５０℃，以避免从奥氏体向珠光体的相变；在空气中的具有预先确定的持续时间的第三冷却步骤，凭借所述第三冷却步骤，所述表面温度平衡直至轨道头部的表面层的温度，所述表面层具有在距离表面１５ｍｍ至２５ｍｍ之间的范围的深度；通过冷却流体的第四冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到低于５００℃，凭借所述第四冷却步骤，从奥氏体向珠光体的相变发生；其中，所述珠光体在所述表面层中具有带有精细的粒度的均一的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IT 2007-11-28 MI2007A002244一种在线上热处理的工艺，该工艺用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理，所述工艺包括以下步骤轨道的在空气中的第一冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到至少720℃；通过冷却流体的第二冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到比Ar3温度高50℃至150℃，以避免从奥氏体向珠光体的相变；在空气中的具有预先确定的持续时间的第三冷却步骤，凭借所述第三冷却步骤，所述表面温度平衡直至轨道头部的表面层的温度，所述表面层具有在距离表面15mm至25mm之间的范围的深度；通过冷却流体的第四冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到低于500℃，凭借所述第四冷却步骤，从奥氏体向珠光体的相变发生；其中，所述珠光体在所述表面层中具有带有精细的粒度的均一的结构。2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述第四冷却步骤中的冷却速率等于大约 2-7 °C /s。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述第二冷却步骤和所述第四冷却步骤通过 轨道头部在容纳所述冷却流体的罐中的浸泡来进行。4.根据权利要求3所述的工艺，其中，所述第三冷却步骤通过将轨道头部从所述罐中 取出来进行。5.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述第二冷却步骤和所述第四冷却步骤通过 冷却流体射流来进行，所述冷却流体射流被导向轨道头部，并且来自被排列以覆盖轨道的 整个长度的专用喷嘴。6.根据权利要求5所述的工艺，其中，所述第三冷却步骤通过关闭所述喷嘴来进行。7.—种轨道，通过根据权利要求1所述的工艺获得，其中，轨道头部具有表面层，所述 表面层具有在距离头部表面15mm至25mm之间的范围的深度，所述表面层显示具有精细的 粒度的均一的珠光体结构。8.一种用于在线上热处理的装置，所述装置用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处 理，所述装置包括至少一个可移动的台车(3)，所述可移动的台车(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷多波罗尼，诺丁凯帕，安德烈德卢卡，加卢卡巴扎罗，
申请(专利权)人：丹尼尔和科菲森梅克尼齐有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]