СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ РЕЛЬСОВ ПОСЛЕ ПРОКАТКИ И РЕЗКИ Российский патент 2009 года по МПК C21D9/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам охлаждения горячекатаных железнодорожных рельсов.

Известен способ охлаждения рельсов после прокатки на холодильниках в положении «на боку» до появления в них магнитных свойств, после чего при помощи магнитных кранов рельсы переносят в колодцы замедленного охлаждения [1]. Существенным недостатком данного способа является значительная искривленность концов рельсов в горизонтальной и вертикальной плоскости, в результате чего возникает потребность в холодной правке рельсов, что неблагоприятно сказывается на величине остаточных напряжений.

Известен также способ охлаждения рельсов после прокатки, при котором в процессе охлаждения на верхние боковые поверхности концов рельсов на длине до 1 м в интервале температур 800-600°С подают сжатый воздух, воду, или паровоздушную смесь, или другой мягкий охладитель [2].

Существенными недостатками этого способа являются:

1. Недостаточная прямолинейность рельсов в вертикальной плоскости за счет неравномерного охлаждения всех элементов профиля рельса.

2. Необходимость в проведении холодной правки в вертикальной плоскости обеспечения прямолинейности рельсов.

3. Возрастает вероятность образования закалочных структур с поверхности рельса.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются: уменьшение кривизны рельсов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, сведение к минимуму усилий при холодной правке и обеспечение минимальных остаточных напряжений.

Для этого предложен способ охлаждения рельсов после прокатки и резки, включающий охлаждение на холодильниках в положении «на боку», отличающийся тем, что на поверхность катания головки рельсов, исключая их концы длиной 1 м, в интервале температур 900-1000°С подают сжатый воздух с расходом 10-35 м³/мин при давлении 3-5 атм и температуре 10-30°С или воду с расходом 1-5 л/мин и температуре 10-30°С в течение 1,5-2,5 мин.

Заявляемые пределы выбраны экспериментальным путем исходя из требований к прямолинейности, микроструктуре и остаточным напряжениям рельсов из углеродистой стали.

Способ был реализован в промышленных условиях в рельсобалочном цехе на рельсах типа Р65 длиной 25 м. Прокатанные рельсы после разрезки на пилах подают в положении «на боку» в охлаждающее устройство. Охлаждающее устройство включает 5 секций длиной 4 м. Каждая секция состоит из перфорированных коробов, которые соединены с регуляторами подачи воды. Регулируя объемы подачи воды или воздуха, создаются необходимые условия охлаждения, обеспечивающие минимальный температурный градиент между головкой и подошвой рельса.

Рельс задается в охлаждающее устройство при температуре 900-1000°С. Каждый рельс позиционируют напротив охлаждающего устройства, при этом концы рельса выступают за охлаждающим устройством на длину до 1 м. Затем на головку рельса подается охладитель в течение от 1,5 до 2,5 мин, при этом шейка и подошва рельса защищены от охладителя экраном. За счет кратковременного интенсивного охлаждения поверхности головки происходит выравнивание температуры головки с температурой подошвы. После прекращения подачи охладителя дальнейшее охлаждение производят в условиях естественной конвекции воздуха.

После охлаждения исследовали микроструктуру металла, а также определяли стрелу прогиба и остаточные напряжения.

Технологические параметры охлаждения рельсов приведены в таблице 1. Результаты замеров стрелы прогиба и остаточных напряжений, а также исследований микроструктуры представлены в таблице 2.

Предлагаемый способ охлаждения позволил улучшить прямолинейность рельсов, получить низкие остаточные напряжения при удовлетворительной перлитной структуре.

Источники информации

1. В.В.Поляков, А.В.Великанов. Основы технологии производства железнодорожных рельсов. - М.: Металлургия, 1990. 416 с.

2. АС СССР №227357, кл. C21D 9/04.

Таблица 1 Технологические параметры охлаждения головки рельса на охлаждающей установке № рельса Температура рельса, °С Режим охлаждения головки рельса Время охлаждения, мин Расход воды, л/мин 1 1000 1,5 30 2 980 1,8 30 3 950 2 25 4 940 2,1 20 5 930 2,3 20 6 920 2,5 15 7 900 2,5 15

Таблица 2 Результаты испытаний № рельса Стрела прогиба рельса, мм Расхождение паза, мм Микроструктура рельса 1 10 1,2 Перлит 2 10 1,5 Перлит 3 5 1,0 Перлит 4 6 1,0 Перлит 5 10 1,2 Перлит 6 5 1,0 Перлит 7 10 0,9 Перлит

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к термической обработке рельсов. Для уменьшения кривизны рельсов в горизонтальной и вертикальной плоскостях и снижения остаточных напряжений рельсы типа Р65 длиной 25 м после резки на пилах подают в положении на «боку» в охлаждающее устройство при температуре 900-1000°С, позиционируют напротив охлаждающего устройства, при этом концы рельсов выступают за охлаждающее устройство на длину 1 м. На поверхность головки рельса подают сжатый воздух с расходом 10-35 м³/мин при давлении 3-5 атм и температуре 10-30°С или воду с расходом 1-5 л/мин и температуре 10-30°С в течение 1,5-2,5 мин. 2 табл.

Способ охлаждения рельсов после прокатки и резки, включающий охлаждение рельса в холодильниках в положении на боку, отличающийся тем, что осуществляют охлаждение поверхности катания головки рельса с температуры 900-1000°С на длине до 1 м от их концов подачей сжатого воздуха с расходом 10-35 м³/мин при давлении 3-5 атм и температуре 10-30°С или воды с расходом 1-5 л/мин и температуре 10-30°С в течение 1,5-2,5 мин.