本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火裝置及方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，淬火冷卻要求高、技術(shù)難度大，一直是熱處理生產(chǎn)關(guān)注的重點(diǎn)。如果鋼件淬火冷卻速度過慢，就不能獲得要求的淬火硬度和淬硬層深度；而冷卻速度過快，又可能引起淬裂和過深的淬硬層。同時，淬火冷卻速度過快或冷卻速度不足，都可能引起工件的超差變形。不僅如此，冷卻過程中，工件的形狀越復(fù)雜，不同部位溫度差就越大，要得到不淬裂和沒有超差變形就越難。所有迫切的需要開發(fā)出一種新的淬火冷卻方式，來穩(wěn)定的實現(xiàn)鋼件高質(zhì)量的批量化生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火裝置及方法，可以加快鋼軌淬火的速度，并明顯提高產(chǎn)品合格率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火裝置，包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、蒸汽管和復(fù)合管，所述風(fēng)管與風(fēng)機(jī)連接，所述風(fēng)管和蒸汽管與復(fù)合管連接，所述復(fù)合管內(nèi)部為套管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部為與蒸汽管連接的通道，外部為與風(fēng)管連接的通道，所述復(fù)合管的端部設(shè)有噴嘴，所述風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)量控制閥，所述蒸汽管上設(shè)有蒸汽控制閥。

本發(fā)明還提供了一種用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火方法，包括以下步驟：

s1、熱軋鋼軌進(jìn)入鋼軌接收輥道；

s2、對鋼軌進(jìn)行翻鋼和矯直；

s3、鋼軌在750℃以上進(jìn)入淬火機(jī)，采用權(quán)利要求1中所述的淬火裝置對鋼軌進(jìn)行風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火，鋼軌冷卻至450～500℃，淬火時間為200s以上。

上述方案中，冷卻風(fēng)通入的冷卻速率為5-10℃/s，蒸汽通入的蒸汽量速率為5-10℃/s風(fēng)和水蒸氣混合的冷卻速率最大為20℃/s。

實施本發(fā)明的用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火方法，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明采用風(fēng)加蒸汽的冷卻方式進(jìn)行鋼件熱處理，在風(fēng)冷管中設(shè)置蒸汽管，在對鋼軌表面進(jìn)行淬火處理吹風(fēng)的同時進(jìn)行噴蒸汽冷卻。本發(fā)明通過蒸汽冷卻可以有效的加大鋼軌淬透深度，改善鋼軌組織，提高淬火鋼軌質(zhì)量和性能。

2、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，可以明顯減少淬火設(shè)備投入，并滿足節(jié)能環(huán)保要求。

3、可以方便穩(wěn)定地改善鋼件的性能，擴(kuò)大鋼件在各領(lǐng)域的使用范圍，使其滿足在鐵路、機(jī)械制造等高質(zhì)量要求，開拓新市場，提高競爭力，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火裝置的示意圖；

圖2是用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽方法的曲線示意圖；

圖3是鋼軌斷面示意圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1所示，本發(fā)明用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火裝置包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、蒸汽管和復(fù)合管。

風(fēng)管與風(fēng)機(jī)連接，風(fēng)管和蒸汽管與復(fù)合管連接。復(fù)合管內(nèi)部為套管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部為與蒸汽管連接的通道，外部為與風(fēng)管連接的通道，即在風(fēng)冷管中設(shè)置蒸汽管。復(fù)合管的端部設(shè)有噴嘴，風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)量控制閥，蒸汽管上設(shè)有蒸汽控制閥。風(fēng)量調(diào)整通過風(fēng)量控制閥門調(diào)節(jié)，蒸汽量調(diào)整通過蒸汽控制閥門調(diào)節(jié)，根據(jù)淬火件淬火所需的冷卻速度，通過調(diào)節(jié)對應(yīng)閥門來控制淬火冷卻速度。

如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火方法，包括以下步驟：

s1、熱軋鋼軌進(jìn)入鋼軌接收輥道，溫度在850℃左右；

s2、對鋼軌進(jìn)行翻鋼和矯直，中間采取保溫措施，避免鋼軌溫度快速下降；

s3、鋼軌在750℃以上進(jìn)入淬火機(jī)，采用上述的淬火裝置對鋼軌進(jìn)行風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火，鋼軌冷卻至450～500℃，淬火時間為200s以上。冷卻風(fēng)通入的冷卻風(fēng)速率為5-10℃/s，蒸汽通入的蒸汽量速率為5-10℃/s，風(fēng)和水蒸氣混合的冷卻速率最大為20℃/s，最小可調(diào)。

在空氣干燥且天氣炎熱時，用純風(fēng)冷淬火工藝，即使壓力及流量均足夠大時，淬透深度也不能100％達(dá)到要求，而加入蒸汽后就能解決這一問題。

本發(fā)明還提供了具體實施例如下：

采用鋼種為u75v的60at鋼軌試驗，分別采用純風(fēng)冷淬火及風(fēng)+蒸汽淬火，得到試驗數(shù)據(jù)如下：

1)軌面硬度

表1鋼軌頂面硬度及鋼軌抗拉強(qiáng)度

2)斷面硬度

表2軌斷面硬度

鋼軌斷面如圖3所示，第1點(diǎn)距離表面5mm，其余點(diǎn)間距均為5mm，d、e線與下顎距離為5mm，b、c線為a、d和a、e線的角平分線。

3)顯微組織

風(fēng)淬火鋼軌全斷面的顯微組織應(yīng)為珠光體組織，含少量的鐵素體，部分鋼軌含有少量馬氏體、貝氏體及晶界滲碳體。風(fēng)+蒸汽淬火鋼軌全斷面的顯微組織應(yīng)為珠光體組織，含少量的鐵素體，不含馬氏體、貝氏體及晶界滲碳體。

從試驗數(shù)據(jù)可以看出，用純風(fēng)冷淬火工藝，即使壓力及流量均足夠大時，淬透深度也不能100％達(dá)到要求，而加入蒸汽后就能解決這一問題。風(fēng)結(jié)合蒸汽淬火方式相比風(fēng)淬火方式，可以有效的加大鋼軌淬透深度，改善鋼軌組織，提高淬火鋼軌質(zhì)量和性能；且風(fēng)結(jié)合蒸汽淬火方式清潔環(huán)保，高效節(jié)能。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于鋼軌的風(fēng)結(jié)合蒸汽的淬火裝置及方法，其裝置包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、蒸汽管和復(fù)合管，所述風(fēng)管與風(fēng)機(jī)連接，所述風(fēng)管和蒸汽管與復(fù)合管連接，所述復(fù)合管內(nèi)部為套管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部為與蒸汽管連接的通道，外部為與風(fēng)管連接的通道，所述復(fù)合管的端部設(shè)有噴嘴，所述風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)量控制閥，所述蒸汽管上設(shè)有蒸汽控制閥。本發(fā)明采用風(fēng)加蒸汽的冷卻方式進(jìn)行鋼件熱處理，在風(fēng)冷管中設(shè)置蒸汽管，在對鋼軌表面進(jìn)行淬火處理吹風(fēng)的同時進(jìn)行噴蒸汽冷卻。本發(fā)明通過蒸汽冷卻可以有效的加大鋼軌淬透深度，改善鋼軌組織，提高淬火鋼軌質(zhì)量和性能。

技術(shù)研發(fā)人員：朱俊華;吳光行
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中冶南方武漢鋼鐵設(shè)計研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.27
技術(shù)公布日：2017.11.03