專利名稱：鋼軌熱處理用冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋼軌熱處理用的冷卻裝置。
中國專利88105864.5公開了一種鋼軌熱處理用的冷卻裝置。這種裝置盡管在鋼軌熱處理過程中能夠使噴向鋼軌頭部的壓縮空氣等冷卻介質(zhì)流向趨于合理，從而改善了硬度的均勻性，使軌頭上園角與鋼軌踏面的硬度趨于一致，同時增加了軌頭下園角及下腭的冷卻效果。但是仍存在一定問題，即由于兩側(cè)面噴頭向上園角方向傾斜，使噴向兩上園角的冷卻介質(zhì)流動很強，而兩下園角及下腭的冷卻介質(zhì)流則太弱，使得兩上園角硬度仍明顯高于兩下園角和軌頭踏面。同時，由于流向兩下園角方向的冷卻介質(zhì)流弱，對軌腰、軌底未起到作用，所以軌腰、軌底溫度較高，鋼軌變形量大，矯直困難。
歐洲專利0098492公開的一種鋼軌熱處理，只能對鋼軌軌頭踏面和上園角及軌底進行冷卻，而軌頭兩側(cè)面特別是兩下園角的硬度將大大低于兩上園角和踏面硬度，從而造成軌頭熱處理層硬度很不均勻，使得鋼軌在使用過程中軌頭側(cè)面和下園角的磨損加快。盡管該技術(shù)方案采用增加設(shè)備的措施對軌底進行專門冷卻以控制鋼軌變形，但是處理后的鋼軌熱處理層組織基本為細珠光體加少量貝氏體。這種混合組織對抗接觸疲勞性能不利。
美國專利4668308公開的一種鋼軌熱處理冷卻裝置，只是對軌頭踏面、軌腰、軌底進行冷卻，而軌頭兩側(cè)面和兩下園角未冷卻。這種冷卻方法將使軌頭兩側(cè)面的兩下園角硬度大大低于軌踏面硬度，所得到的硬度分布對鋼軌的使用是很不合理的。此外，還增加了對軌腰、軌底的專門冷卻裝置，以控制鋼軌變形。
本發(fā)明的目的是，提供一種鋼軌熱處理用冷卻裝置。這種冷卻裝置不僅能使軌頭硬度分布均勻，而且能使冷卻軌頭側(cè)面的冷卻介質(zhì)流得到充分地再利用，并且在不增加二次冷卻設(shè)備的條件下就能控制鋼軌變形。
根據(jù)本實用新型的目的，特提出如下技術(shù)方案鋼軌熱處理用冷卻裝置，包括支架、上噴頭和兩側(cè)噴頭，各噴頭上有數(shù)十個噴嘴。上噴頭和兩側(cè)噴頭分別安裝在支架的上部和兩側(cè)，并接入冷卻介質(zhì)源管道。兩側(cè)噴頭向軌頭下園角方向傾斜，其噴嘴軸線與鋼軌斷面對稱軸構(gòu)成的夾角為2°≤α≤25°。
作為進一步的特征，鋼軌熱處理用冷卻裝置的兩側(cè)噴頭，其噴嘴軸線與鋼軌斷面對稱軸所構(gòu)成的最佳夾角在3°－6°范圍內(nèi)。
該技術(shù)方案不僅能使軌頭硬度分布均勻，而且能使冷卻軌頭側(cè)面的冷卻介質(zhì)流得到充分地再利用，并且在不增加二次冷卻設(shè)備的條件下就能控制鋼軌變形。


圖1是本實用新型冷卻裝置在線主視圖；圖2是本實用新型冷卻裝置在線左視圖；圖3是本實用新型冷卻裝置的冷卻介質(zhì)流向圖；圖4是本實用新型實施效果(軌頭橫截面硬度分布)。
下面，結(jié)合附圖舉例對本實用新型作進一步地說明。
鋼軌熱處理用冷卻裝置包括支架1、上噴頭2和兩側(cè)噴頭3，各噴頭上有數(shù)十個噴嘴。上噴頭2和兩側(cè)噴頭3分別安裝在支架1的上部和兩側(cè)，并接入冷卻介質(zhì)源管道。支架1兩端接有支撐傳動輪5，其作用是限定被熱處理的鋼軌4與各噴頭之間的距離，并使冷卻裝置能夠在線隨動運行。兩側(cè)噴頭3向軌頭下園角方向傾斜，其噴嘴軸線與鋼軌斷面對稱軸構(gòu)成的夾角為2°≤α≤25°，最佳在3°－6°范圍內(nèi)(本實例選用5°)。由于軌頭兩側(cè)面噴頭向軌頭下園角方向傾斜，使噴向軌頭側(cè)面的冷卻介質(zhì)流大部分沿軌頭下園角向軌腰、軌底方向流動(圖中箭頭所指虛線)，增強了對軌頭下園角的冷卻，避免了因上園角冷卻過快而出現(xiàn)的硬度值超高現(xiàn)象。使軌頭上園角、下園角、踏面的硬度值趨于一致，確保了鋼軌軌頭熱處理層硬度分布更為合理，并且組織為單一的細珠光體。
由于軌頭上園角的散熱條件比下園角好，則在相同冷卻條件下上園角冷速大于下園角，硬度也高于下園角。所以在對其冷卻時要降低對上園角的冷卻而加強對下園角的冷卻，使兩處的實際冷速相近、硬度相一致。
此外，大部分冷卻介質(zhì)流向軌腰、軌底對其進行冷卻，使軌腰、軌底溫度降低，有利于控制鋼軌變形。不僅有利于矯直，而且鋼軌內(nèi)部的殘余應(yīng)力小。
本冷卻裝置適用于各種類型的鋼軌全長熱處理工藝，特別適用于50kg／m、60kg／m、75kg／m鋼軌軌頭的全長熱處理冷卻。
權(quán)利要求1.鋼軌熱處理用冷卻裝置，包括支架、上噴頭和兩側(cè)噴頭，各噴頭上有數(shù)十個噴嘴；上噴頭和兩側(cè)噴頭分別安裝在支架的上部和兩側(cè)并接入冷卻介質(zhì)源管道；本實用新型其特征在于兩側(cè)噴頭向軌頭下園角方向傾斜，其噴嘴軸線與鋼軌斷面對稱軸構(gòu)成的夾角為2°≤α≤25°。
2.如權(quán)利要求1所說的鋼軌熱處理用冷卻裝置，其特征在于兩側(cè)噴頭上的噴嘴與鋼軌斷面對稱軸的夾角α最好在3°－6°范圍內(nèi)。
專利摘要鋼軌熱處理用冷卻裝置，包括支架、上噴頭和兩側(cè)噴頭，各噴頭上有數(shù)十個噴嘴。上噴頭和兩側(cè)噴頭分別安裝在支架的上部和兩側(cè)，并接入冷卻介質(zhì)源管道。兩側(cè)噴頭向軌頭下圓角方向傾斜，其噴嘴軸線與鋼軌斷面對稱軸構(gòu)成的夾角為2°≤α≤25°。本裝置不僅能使軌頭硬度分布均勻，而且能使冷卻軌頭側(cè)面的冷卻介質(zhì)流得到充分地再利用，并且在不增加二次冷卻設(shè)備的條件下就能控制鋼軌變形。
文檔編號C21D9/04GK2111292SQ9123334
公開日1992年7月29日 申請日期1991年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月26日
發(fā)明者鄧建輝, 俞夢文, 顏東, 張昆吾 申請人:冶金工業(yè)部攀枝花鋼鐵公司