本申請涉及冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
軋鋼行業(yè)，尤其涉及一種用于鋼軌的在線熱處理方法和在線熱處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：高速、重載鐵路在世界各國的興起和發(fā)展，使列車的行駛速度和軸重都大幅提高。軸重的增加必然引起輪軌接觸應(yīng)力和軌頭內(nèi)部剪應(yīng)力的增加，導(dǎo)致鋼軌接觸疲勞損傷增加，特別是曲線及大坡道地段鋼軌的磨耗、剝離掉塊、壓潰、核傷等逐年增多。而我國鐵路曲線彎道約占總線路的1/3，發(fā)展耐磨、抗疲勞熱處理鋼軌前景廣闊，是我國鋼軌發(fā)展的方向。目前，鋼軌全長熱處理分為離線和在線全長兩種工藝，離線工藝能耗高、成本高，不推薦使用，而在線全長熱處理工藝具有以下優(yōu)勢：(1)節(jié)約能源。在線與離線熱處理工藝相比，生產(chǎn)工序簡化，周期短，利用鋼軌軋后余熱進(jìn)行鋼軌強(qiáng)化處理，可降低能耗和生產(chǎn)成本。(2)提高鋼軌使用壽命。在線熱處理鋼軌與普通鋼軌相比，使用壽命至少提高一倍以上，大大減少鋼軌的更換量，進(jìn)而節(jié)約了人力物力，減少了對環(huán)境的影響。(3)質(zhì)量穩(wěn)定可靠。在線熱處理鋼軌與離線以及普通鋼軌相比，提高了其使用性能，增強(qiáng)了鐵路運(yùn)行的安全性。故而，目前的鋼軌全場熱處理主要利用在線熱處理工藝?yán)缢F工藝進(jìn)行處理。而水霧冷卻的速率過高，不易控制，容易使鋼軌產(chǎn)生有害組織。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明了提供了一種用于鋼軌的在線熱處理方法，以解決目前的水霧處理方法冷卻速率過快，不易控制，易產(chǎn)生有害組織的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了本發(fā)明公開了一種用于鋼軌的在線熱處理方法，包括：檢測鋼軌溫度是否滿足預(yù)設(shè)溫度范圍；若是，將所述鋼軌輸送至熱處理機(jī)組，使所述熱處理機(jī)組利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。優(yōu)選的，所述檢測鋼軌溫度是否滿足預(yù)設(shè)溫度范圍，包括：檢測鋼軌溫度是否滿足760-820℃。優(yōu)選的，所述熱處理機(jī)組包括串列式冷卻裝置，每個(gè)冷卻裝置包括混合霧化裝置、過飽和濕度檢測儀、噴嘴；所述將所述鋼軌輸送至熱處理機(jī)組，使所述熱處理機(jī)組利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃，包括：所述每個(gè)冷卻裝置的混合霧化裝置將水和空氣混合霧化后形成混合霧化氣體，利用噴嘴將所述混合霧化氣體噴射出所述混合霧化裝置，使所述冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到過飽和，通過各自的過飽和濕度檢測儀檢測到所述每個(gè)冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到要求的飽和度后，使所述鋼軌以2-5℃/s冷卻速度冷卻至450-550℃。優(yōu)選的，所述冷卻裝置為箱體結(jié)構(gòu)，在所述箱體結(jié)構(gòu)的頂部、兩側(cè)、底部分別設(shè)置有混合霧化裝置，每個(gè)混合霧化裝置都設(shè)置有所述過飽和濕度檢測儀、所述噴嘴。優(yōu)選的，所述使所述熱處理機(jī)組利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃，包括：所述熱處理機(jī)組以1-1.8米/秒速度輸送所述鋼軌，并利用所述混合霧化氣體以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。優(yōu)選的，所述以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻之后，包括：檢測所述鋼軌的溫度是否處于450-550℃。優(yōu)選的，所述以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃之后，包括：利用橫移臺架將所述鋼軌橫移至返回輥道，輸送至冷床。本發(fā)明公開了一種用于鋼軌的在線熱處理系統(tǒng)，包括：溫度檢測裝置，用于檢測鋼軌溫度是否滿足預(yù)設(shè)溫度范圍；熱處理機(jī)組，用于在所述溫度檢測裝置檢測到所述鋼軌溫度滿足所述預(yù)設(shè)溫度范圍之后，利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，以2-5°C/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。優(yōu)選的，所述熱處理機(jī)組包括串列式冷卻裝置，每個(gè)冷卻裝置包括混合霧化裝置、過飽和濕度檢測儀、噴嘴；所述每個(gè)冷卻裝置的混合霧化裝置將水和空氣混合霧化后形成混合霧化氣體，利用噴嘴將所述混合霧化氣體噴射出所述混合霧化裝置，使所述冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到過飽和，通過各自的過飽和濕度檢測儀檢測到所述每個(gè)冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到要求的飽和度后，所述鋼軌以2-5℃/s冷卻速度冷卻至450-550℃。優(yōu)選的，所述冷卻裝置為箱體結(jié)構(gòu)，在所述箱體結(jié)構(gòu)的頂部、兩側(cè)、底部分別設(shè)置有混合霧化裝置，每個(gè)混合霧化裝置都設(shè)置有所述過飽和濕度檢測儀、所述噴嘴。通過本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明公開了一種用于鋼軌的在線熱處理方法，首先通過檢測鋼軌溫度是否滿足預(yù)設(shè)溫度范圍；若是，將所述鋼軌輸送至熱處理機(jī)組，結(jié)合空氣和水冷工藝的優(yōu)點(diǎn)，采用在過飽和(水和空氣的)混合霧化氣體環(huán)境下的冷卻工藝，使所述熱處理機(jī)組利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，將冷卻速率控制在以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。冷卻的速率低，進(jìn)而不會(huì)造成由于冷卻速度過快使鋼軌生成有害物質(zhì)，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)一步的，本發(fā)明采用的工藝只需要普通的設(shè)備對水霧進(jìn)行混合，而不需要向現(xiàn)有技術(shù)中的水霧設(shè)備需要壓縮空氣以及空壓機(jī)等等將水霧壓縮形成高壓強(qiáng)水霧，能夠節(jié)水節(jié)電，節(jié)約生產(chǎn)成本，便于大面積實(shí)施和使用。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例中用于鋼軌的在線熱處理方法實(shí)施過程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中U71Mn鋼質(zhì)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中U75V鋼質(zhì)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本申請所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請，下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對本申請技術(shù)方案作詳細(xì)描述。本發(fā)明公開了一種用于鋼軌的在線熱處理方法，結(jié)合空氣和水冷工藝的優(yōu)點(diǎn)，采用在過飽和(水和空氣的)混合霧化氣體環(huán)境下的冷卻工藝，將冷卻速率控制在以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。冷卻的速率低，進(jìn)而不會(huì)造成由于冷卻速度過快使鋼軌生成有害物質(zhì)，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，另外，本發(fā)明采用水和空氣的混合物進(jìn)行冷卻，不需要進(jìn)行壓縮或者形成聚合物等等工藝，進(jìn)而生產(chǎn)成本低廉，便于實(shí)施，能夠大面積使用。參看圖1，本發(fā)明的方法實(shí)施過程如下：S11，檢測鋼軌溫度是否滿足預(yù)設(shè)溫度范圍。在具體的實(shí)施過程中，當(dāng)熱軋后的高溫鋼軌在通過冷床輸送至熱處理機(jī)組之前，會(huì)先檢測鋼軌溫度是否滿足760-820℃。若滿足則送入熱處理機(jī)組，若不滿足則輸送至其他。S12，若鋼軌溫度滿足預(yù)設(shè)溫度范圍，將所述鋼軌輸送至熱處理機(jī)組，使所述熱處理機(jī)組利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。在具體的實(shí)施過程中，所述熱處理機(jī)組包括串列式冷卻裝置，每個(gè)冷卻裝置包括混合霧化裝置、過飽和濕度檢測儀、噴嘴。更為具體地，參看圖2，所述冷卻裝置為箱體結(jié)構(gòu)，在所述箱體結(jié)構(gòu)的頂部、兩側(cè)、底部分別設(shè)置有混合霧化裝置1，每個(gè)混合霧化裝置1都設(shè)置有所述過飽和濕度檢測儀、所述噴嘴2。因此，所述每個(gè)冷卻裝置的混合霧化裝置將水和空氣混合霧化后形成混合霧化氣體，利用噴嘴將所述混合霧化氣體噴射出所述混合霧化裝置，使所述冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到過飽和，通過各自的過飽和濕度檢測儀檢測到所述每個(gè)冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到要求的飽和度后，所述鋼軌以2-5℃/s冷卻速度冷卻至450-550℃。在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)綜合考慮鋼軌初始溫度、熱處理機(jī)組的速度、冷卻時(shí)間等等影響因子，鋼軌通過熱處理機(jī)組冷卻速度控制在2-5℃/s進(jìn)行冷卻，直到冷卻至450-550℃。由于冷卻裝置的長度、冷卻時(shí)間等等都是固定的，進(jìn)而本發(fā)明可利用所述熱處理機(jī)組以1-1.8米/秒速度輸送所述鋼軌，并利用所述混合霧化氣體以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。優(yōu)選的，熱處理機(jī)組的優(yōu)選處理速度為：1米/秒或1.2米/秒或1.5米/秒。在實(shí)際應(yīng)用中，在設(shè)置了熱處理機(jī)組的速度、每個(gè)冷卻裝置的長度、冷卻時(shí)間等等影響因子之后，實(shí)際上鋼軌最后應(yīng)當(dāng)能夠冷卻至450-550℃。但是，為了進(jìn)一步準(zhǔn)確的確認(rèn)鋼軌的冷卻溫度，在所述以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻之后，還可以進(jìn)一步檢測所述鋼軌的溫度是否處于450-550℃。作為一種可選的實(shí)施例，在所述以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃之后，還會(huì)利用橫移臺架將所述鋼軌橫移至返回輥道，輸送至冷床?；谕话l(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還公開了一種用于鋼軌的在線熱處理系統(tǒng)，包括：溫度檢測裝置，用于檢測鋼軌溫度是否滿足預(yù)設(shè)溫度范圍；熱處理機(jī)組，用于在所述溫度檢測裝置檢測到所述鋼軌溫度滿足所述預(yù)設(shè)溫度范圍之后，利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。所述熱處理機(jī)組包括串列式冷卻裝置，每個(gè)冷卻裝置包括混合霧化裝置、過飽和濕度檢測儀、噴嘴；更為具體地，所述冷卻裝置為箱體結(jié)構(gòu)，在所述箱體結(jié)構(gòu)的頂部、兩側(cè)、底部分別設(shè)置有混合霧化裝置，每個(gè)混合霧化裝置都設(shè)置有所述過飽和濕度檢測儀、所述噴嘴。所述每個(gè)冷卻裝置的混合霧化裝置將水和空氣混合霧化后形成混合霧化氣體，利用噴嘴將所述混合霧化氣體噴射出裝置，使所述冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到過飽和，通過各自的過飽和濕度檢測儀檢測到所述每個(gè)冷卻裝置內(nèi)的空氣達(dá)到要求的飽和度后，鋼軌以2-5℃/s冷卻速度冷卻至450-550℃。由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明的實(shí)施原理，首先將水和空氣混合霧化后，使箱體內(nèi)空氣過飽和，通過過飽和濕度檢測儀檢測箱體內(nèi)空氣達(dá)到要求過飽和度后，熱態(tài)鋼軌通過箱體進(jìn)行冷卻，形成相變，得到精細(xì)的金相組織。舉例來說，經(jīng)過本技術(shù)熱處理后的鋼軌性能：U71Mn鋼質(zhì)參看表1，而具體的示意圖參看圖3。在圖3中可以看出，第二行是獲得產(chǎn)品測試指標(biāo)，第三行為標(biāo)準(zhǔn)，從圖中可以看出，通過該熱處理方法，得到的產(chǎn)品，性能良好。編號踏面硬度(HB)抗拉強(qiáng)度(MPa_)延伸率1341,337,332,338,340117512％標(biāo)準(zhǔn)要求320～380≥1080≥10％表1U75V鋼質(zhì)參看表2，而具體的示意圖參看圖4。在圖4中可以看出，第二行是獲得產(chǎn)品測試指標(biāo)，第三行為標(biāo)準(zhǔn)，從圖中可以看出，通過該熱處理方法，得到的產(chǎn)品，性能良好。編號踏面硬度(HB)抗拉強(qiáng)度(MPa_)延伸率1373,370,375,376,371123313％標(biāo)準(zhǔn)要求340～400≥1180≥10％表2通過本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明公開了一種用于鋼軌的在線熱處理方法，首先通過檢測鋼軌溫度是否滿足預(yù)設(shè)溫度范圍；若是，將所述鋼軌輸送至熱處理機(jī)組，結(jié)合空氣和水冷工藝的優(yōu)點(diǎn)，采用在過飽和(水和空氣的)混合霧化氣體環(huán)境下的冷卻工藝，使所述熱處理機(jī)組利用水和空氣混合霧化之后形成的混合霧化氣體，將冷卻速率控制在以2-5℃/s冷卻速度將所述鋼軌冷卻至450-550℃。冷卻的速率低，進(jìn)而不會(huì)造成由于冷卻速度過快使鋼軌生成有害物質(zhì)，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量，另外，本發(fā)明采用水和空氣的混合物進(jìn)行冷卻，不需要進(jìn)行壓縮或者形成聚合物等等工藝，進(jìn)而生產(chǎn)成本低廉，便于實(shí)施，能夠大面積使用。盡管已描述了本申請的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3