Способ закалки концов рельсов с прокатного нагрева

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к термической обработке рельсов. Цель упрощение технологии закалки и повышение качества концов рельсов. После выхода раската из стана осуществляют охлаждение поверхности катания головки на локальных участках, соответствующих концам рельсов после порезки, оставляя между смежными закаленными участками зоны, не подвергаемые охлаждению , длиной, равной ширине реза и величине допусков на последующую фрезеровку торцов. Затем проводят порезку раската на мерные длины пилами горячей резки на неохлажденных участках . Одновременно с пор езкой осуществляется самоотпуск закаленных участков за счет остаточного тепла в центральной части головки и шейки рельса. с (С (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 С 21 0 1/02, 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4006297/23-02 (22) 10.01.86 (46) 07.07.88. Бюл. и 25 (71) Днепровский металлургический комбинат им. Дэержинского (72) Е.А.Мильман, С.Г.Гончаренко, А.С.Чабанюк и Е.Л.Шитикова (53) 621.785.79(088.8) (56) Полухин П.И. и др. Прокатка и термическая обработка железнодорожных рельсов. -М.: Металлургиздат, 1962, с.325. (54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ КОНЦОВ РЕЛЬСОВ

С ПРОКАТНОГО НАГРЕВА (57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к термической обработке рельсов. Цель—

„„SU„„1407963 A 1 упрощение технологии закалки и повышение качества концов рельсов. После выхода раската иэ стана осуществляют охлаждение поверхности катания головки на локальных. Участках, соответствующих конпам рельсов после порезки, остав яя между смежными закаленными участками эоны, не подвергаемые охлаждению, длиной, равной ширине реза и величине допусков на последующую фрезеровку торцов. Затем проводят пореэку раската на мерные длины пилами горячей резки на неохлажденных участках. Одновременно с пореэкой осуществляется самоотпуск закаленных участков за счет остаточного тепла в центральной части головки и шейки рельса.

140796"

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке рельсов.

Цель изобретения — упрощение технологии закалки и повышение качества концов рельсов.

По предлагаемому способу цикл движения рельсов в технологическом потоке от стана до холодильника по сравнению с известным способом при неизменной продолжительности непосредственно закалки (времени охлаждения) сокращается на 3,5 мин за счет устра. нения сдерживающих технологический поток операций передачи и поштучной укладки рельсоВ на эакалочном стеллаже, одевания и снятия закалочных аппаратов, поштучной уборки рельсов со стелла:ка на передаточный холодильник отделения противофлокенной обработки рельсов. Предлагаемый способ предусматривает осуществление закалки рельсовых концов в момент, когда раскат, вышедший иэ стана, установлен перед пилам.1, зафиксирован в определенном положении упором и подготовлен к порезке (зти же операции производятся и по известному способу). Таким образом, предлагаемый способ не требует проведения каких-либо дополнительных операций для закалки и, следовательно, дополнительных затрат времени, устраняя операции транспортировки при подготовке рельсов к закалке по известному способу. Сокращение времени движения рельсов в технологическом потоке после стана позволяет повысить часовую производительность стана с 78,9 до 89,0 т/ч.

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает также стабильность процесса закалки, т.е. возможность получений рельсов с одинаковыми значениями твердости на концах. По известному способу после порезки на мерные длины (для рельсов Р50 иэ стали К74 иэ одного раската вырезают 4 рельса длиной 12,5 м), рельсы поштучно передают на закалочный стеллаж.

По мере поступления на их концы одевают закалочные аппараты и производят закалку. Из-эа затрат времени на транспортировку и укладку рельсов время начала закалки первого (по ходу движения) рельса смещено по отношению к началу закалки последнего ; рельса из раската на время выполнения указанных операций. 3а это время в

55 результате естественного охлаждения температура последнего рельса к моменту начала закалки составляет 830-.

850 С, в то время как на первом рельсе из раската закалка начинается при

900-920 С. Разность температур начала о закалки при постоянной для всех рельсов ее продолжительности (для рельсов P50 — 55 с) приводит к получению значительного разброса значений твердости на поверхности катания головки обрабатываемых рельсов вследствие наличия различных температур самоотпуска. Так, при твердости на первом рельсе 331 НВ, твердость на последнем достигает

388 НВ, что находится на верхнем пределе требований, согласно которым твердость на концах не должна превышать 402 HB. В реальных производственных условиях любые сбои и задержки в движении технологического потока . могут привести к получению отдельных рельсов с твердостью, превышающей требования. Кроме того, столь значительный разброс значений твердости (5060 НВ) отрицательно сказывается на эксплуатационной стойкости рельсов вследствие различной скорости и величины износа уложенных рядом в пути рельсов.

Указанные недостатки позволяет уст- ранить предлагаемый способ, по которому закалка рельсовых концов пповоодновременно по всей длине раската, при этом для всех получаемых из раската рельсов обеспечиваются одинаковые температурные условия начала процесса закалки и, как следствие, разброс значений твердости на рельсах сводится к минимуму.

Для закалки концов рельсов Р50 из стали марки К74 по предлагаемому способу рельсовь|й раскат иэ последней клети стана в положении на боку подается к пилам горячей резки, где пилой Ф 3 производится технологически необходимая обрезь переднего конца.

3а.тем раскат рольгангом перемещается вперед до упора и фиксируется в этом положении. Расстояние от упора до пилы и расстояние между пилами установлено одинаковым и равном 12565 мм с расчетом получения после охлаждения и прохождения всех отделочных операций рельсов длиной 12500 6 мм. Рядом с рольгангом со стороны головки рельсового раската расположены восемь закалочных аппаратов: один — у упора, 1407963 шесть аппаратов возле пилы (по два аппарата с обеих сторон пилы)и один— на расстоянии 12575-15-12560 мм от пыли Ф 1 против хода движения раска5 та (15 мм — расстояние от торца рельса до закаленного участка). Закалочные аппараты струевого типа по конструкции аналогичны аппаратам, одеваемым вручную, но без подпружиненного зажима, Аппараты расположены на концах подающих штоков гидро- или пневмоцилиндров, расположенных перпендикулярно раскату, под действием которых в момент остановки раската у упо-15 ра осуществляется подача всех закалочных аппаратов к участкам головки рельсового проката, соответствующим концам рельсов после порезки. Температура раската к этому времени составляет 920-940 С.

В момент контакта закалочного an20 парата с раскатом автоматически включается подача воды во все аппараты и производится охлаждение в течение 25

55 с. По прошествии укаэанного времени подача воды прекращается, и аппараты отводятся назад. Одновременно начинается движение всех трех пил по направлению к раскату и осуществляет-30 ся порезка раската на мерные длины.

Вырезанные три рельса убираются шлеппером на холодильник, а остаток с закаленным пятном на головке, соответствующим длине последнего (четвер- 35 того ) рельса, вырезаемого иэ раската, подается под упор, и пилой Р 3 отрезается задняя обрезь. Длина закаленного участка на концах рельсов составляет 70 мм и при необходимости 40 регулируется длиной закалочного аппарата (длина эакалочного участка должна находиться в пределах 50-80 мм).

Твердость поверхности катания на концах полученных рельсов находится в 45 пределах 331 -341 НВ, т.е. является стабильной для всех рельсов, в то время как по известному способу разброс значений твердости составляет 50-60 HB. Глубина закаленного слоя составляет 8 мм и находится в пределах требований

ГОСТа.

Закалочные аппараты возле пил установлены таким образом, что между смежными закаленными участками остается зона, не подвергаемая закалке, длиной. 40 мм, по оси симметрии которой осуществляется рез пилой. Закалочные аппараты возле упора и первый по ходу движения рельса выставлены по отношению к раскату таким образом, что место контакта (закалочное пятно) на рельсах располагается на расстоянии 15 мм от торца.

Длина незакаленной эоны рассчитывается таким образом, чтобы после охлаждения и последующих отделочных операций (правка, фрезеровка торцов) закаленный участок на концах рельса начинался не далее 4 мм от торца. В общем случае длина незакаленной зоны рассчитывается с учетом следующих параметров: термической усадки рельса после охлаждения, укорочения рельса после правки, съема металла при фрезеровке торцов и ширины реза пилой.

Вследствие незначительности длины рассматриваемой эоны (до 100 мм) влиянием первых двух параметров можно пренебречь из-за их малости. Таким образом, при расчете длины неохлаждаемой эоны необходимо руководствоваться двумя параметрами: съемом металла при фрезеровке торцов и шириной реза.

Из практических данных съем металла зависит от длины поступающих на фрезеровку рельсов и может колебаться в пределах 5-25 мм на один конец. Ширина реза определяется толщиной диска пилы с учетом ее биения. В конкретном примере длина незакаленной зоны равна 40 мм и складывается иэ ширины реза 10 мм (при толщине диска пилы 8мм

zz ee биении 2 мм) и участков, оставляемых под фрезеровку (по 15 мм с каждого конца). При данных значениях на обрабатываемых рельсах закаленный участок головки начинается непосредственно у торца в соответствии с требованиями ГОСТа.

При сокращении длины неэакаленной зоны на величину допусков на последудующую фрезеровку наблюдается увеличение времени обработки торцов за счет повышения твердости обрабатываемого металла и необходимости снижения подачи режущего инструмента, что приводит к снижению прогускной способности участка рельсоотделки и сокращению проиэводительнбсти. Аналогичные недостатки возникают при обработ. ке рельсов по предлагаемому способу вообще без наличия незакаленной зоны

В этом случае, к тому же, создаются неблагоприятные температурные условия для резки раската (низкая температура металла в месте реза), что щается и происходит общее снижение температуры металла эа счет естественного охлаждения рельсов на воздухе.

Составитель В. Китайский

Техред А. Кравчук Корректор.Э. Лончакова

Редактор Н. Яцола

Заказ 3275/28

Тираж 545 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4

5 140796 приведет к повышенному износу зубьев пилы и снижению срока ее службы.

После окончания охлаждения (закалки) головки рельса эа счет остаточно. го тепла в центральной части головки и шейки рельса происходит разогрев закаленного слоя, т.е. происходит процесс самоотпуска. Рост температуры по слоям по направлению к поверх- 10 ности катания головки происходит до тех пор, пока не происходит выравнивание температуры в приповерхностных и внутренних слоях головки рельса. В результате самоотпуска температура приповерхностных слоев головки повышается с 250-300 С после закалки до

580-600 С. Процесс самоотпуска начинается непосредственно после окончания закалки (охлаждения) и продолжается в данном случае 110-130 с. При достижении на поверхности катания головки максимальной температуры (около 600 С) процесс самоотпуска прекраI

Формула и э о б р е т е н и я

Способ закалки концов Рельсов с прокатного нагрева, включающий пореэку раската на мерные длины, охлажде-. ние поверхности катания головки рельса и последующий самоотпуск, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии закалки и повышения качества концов рельсов, охлаждение головки проводят на горячем ,раскате до порезки на мерные длины на локальных участках соответствующих концам рельсов после порезки, ос. тавляя между смежными закаленными участками зоны, не подвергаемые охлаждению, длиной, равной ширине реза и величине допусков на последующую фрезеровку торцов.