CN101868557A - 轨道的热处理的工艺和装置 - Google Patents

Abstract

用于轧制的轨道的在线上热处理的工艺，所述工艺确保在轨道头部的整个预先确定的表面厚度中获得均匀的精细的珠光体结构。还公开用于与轧制系统在一条线上的轨道的热处理的新装置，与已知的装置相比，该新装置具有更简单的结构，具有高坚固性，并且需要较少的维护。

Description

轨道的热处理的工艺和装置

发明领域

本发明涉及用于轧制的轨道的热处理的在线上工艺，所述工艺用于改进轨道头部的至少一个表面层的力学性能，并且涉及用于轨道的热处理的装置，具体地涉及用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的装置。

现有技术

在已知技术中包括用于轧制的轨道的热处理的装置和工艺的不同的解决方案，这些装置和工艺具体地涉及通过淬火操作使头部硬化。

这些装置中的许多不是与轧机机架(rolling stand)在一条线上排列的。这意味着在进行淬火热处理之前轧制的轨道的囤放和其后续的加热具有可观的能量消耗和低效率。

在其他系统中，替代地，这些装置沿轧制线排列：轧制的轨道被卸载在固定于地面的辊台(roller table)上；然后，轨道被操作器取出，上述操作器包括精密的杠杆系统，并在轨道经受热处理期间控制轨道的操纵；以及轨道最终通过合适的弹射机构而被弹射至冷却床或者板上。

被加热或者直接来自轧机的轨道通过使用向轨道头部上注射冷却流体(水、空气或者与空气混合的水)的喷射喷嘴，或者通过将轨道头部浸入容纳冷却流体的罐中而经受快速冷却。

当使用喷射喷嘴时，由于轨道的某些部分中的温度不均匀性以及由于后续的不同的热膨胀，会出现轨道在长度方向上扭曲的缺陷。

虽然任何情况下，热轨道的基部和已冷却的头部之间的温度差都导致轨道的弯曲，但是当替代地使用浸泡罐时，实现了在长度方向上更好的冷却均一性；缺点是所采用的操作器的刚性不足，并且不足以抵抗和抑制所述弯曲。这样的操作器的另一个缺点是，在处理期间，操作器始终在相同的支点与轨道接触，因此在轨道本身上产生不期望的“冷”区域。

另外，对于所有已知的装置，整个生产线的生产量极其地低。对于长为大约100m的轨道，生产量不超过12-15个轨道/小时。这样的装置结构上也不简单，并且需要大量的维护，这两个因素决定该装置的生产和管理成本的增加。

因此，需要提供用于从轧制系统排出的轨道的热处理并允许克服以上所述缺点的创新性装置。

就热处理工艺而言，浸泡工艺提供轨道头部的连续冷却，然而这则导致在处理的层的整个厚度中不均一的冶金结构。

其他工艺，替代地，包括在待处理的钢中引入合金元素，例如硅和铝，以获得所期望的最终特征；合金元素的加入具有大幅度增加生产成本的不足。

因此，需要通过不在钢中加入合金元素而实现改进的冶金结构来提供用于轨道的头部的热处理并允许增加力学性能的创新性工艺。

发明内容

本发明的主要目的是获得轧制的轨道的在线上热处理的新工艺，所述新工艺确保在轨道头部的整个预先确定的表面厚度中获得均一的精细的珠光体结构，由于改进的韧性，该轨道特别地适合于在非常冷的环境中的使用。

本发明的另一个目的是获得用于轨道的热处理的装置，所述装置与轧制系统成一条线放置，与现有的装置相比，本装置结构上简单，具有高的坚固性，并且需要较少的维护。

因此，本发明旨在通过提供用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的工艺来实现以上所公开的目的，根据权利要求1，所述工艺包括以下步骤：

轨道的在空气中的第一冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到至少720℃；

通过冷却流体的第二冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到比Ar3温度高50℃至150℃，以避免从奥氏体向珠光体的相变；

在空气中的具有预先确定的持续时间的第三冷却步骤，凭借第三冷却步骤，表面温度平衡直至轨道头部的表面层的温度，所述表面层具有在距离表面15mm至25mm之间的范围的深度；

通过冷却流体的第四冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到低于500℃，凭借第四冷却步骤，从奥氏体向珠光体的相变发生；

其中所述珠光体在所述表面层中具有带有精细的粒度的均一的结构。

本发明的另一个方面提供用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的装置，根据权利要求8，所述装置包括至少一个可移动的台车，所述可移动的台车则包括：

纵向的辊台，所述辊台包括辊对，辊对适合于沿轧制轴接收从所述系统排出的轨道，保持轨道的轧制位置，所述辊台适合于围绕平行于轧制轴的纵向轴旋转，以使轨道头部朝向下方；以及

纵向的罐，所述纵向的罐用于容纳冷却流体，轨道头部可被浸泡在冷却流体中。

有利地，本发明的装置包括至少一个辊台，所述辊台允许优选地沿轧制线引导轨道，从而保持与轨道从最后的轧机机架排出的位置相同的位置，即轨道的对称轴保持在基本上水平的位置。相同的辊台还提供对轨道的稳固的支持、在热处理期间对轨道的操纵以及将轨道卸载在冷却板上。因此，根据本发明的装置的辊台以与传统的辊台不同的方式执行所有这些功能，而传统的辊台，替代地，仅用于转运轧制的轨道，并且因此需要与专用的操作器装置相结合。

本发明的装置的进一步的优点表现为所述装置提供两个具有轮子的辊台，辊台交替地并且以轴向与轧制线对准，允许对两个轨道的几乎同时的热处理，改进了所述系统的生产量。以这种方式，与使用已知的装置实现的生产量相比，实现了两倍的生产量，并具有在8m/s至10m/s之间的范围的轧制速率。

有利地，将轨道的整个长度浸泡在罐中确保处理的均匀性，由于本装置的刚性，轨道的热变形被实质上避免或者被减少至最小，并且还确保了对最后的冷却步骤的操纵的更大的灵活性，最后的冷却步骤对于获得最终所期望的结构是最重要的。精细的珠光体晶粒的结果取决于该最后步骤中的冷却速率以及取决于在轧机机架中获得的材料的变形。因此，优选高冷却速率，高冷却速率在任何情况下都不导致不期望的贝氏体和/或贝氏体-索氏体结构的形成。

根据本发明的工艺有利地提供四个冷却步骤，其中两个通过空气以及两个通过具有添加剂的水或者通过其他合适的冷却液体。通过这种工艺所获得的轨道的头部显示以下性质：

高硬度(340-420HB)；

高耐磨性；

足够的韧性；

高耐疲劳性；

在非常低的操作温度(直至-600℃)下保持上文所述的力学性能；

至少15-25mm的深度的均一的精细珠光体结构；

在处理结束时，轨道的良好的表面质量和良好的平直度；

不存在表面微裂纹。

从属权利要求公开了本发明的优选的实施方案。

附图说明

根据对用于轨道的热处理的装置的优选的而非排他性的实施方案的详细描述，本发明的进一步的特征和优点将变得更加明显，其通过借助于附图的非限制性的实施例的方式示出，在附图中：

图1a和1b描绘设置有根据本发明的装置的轨道生产系统的布局的实施例；

图2描绘根据本发明的装置的侧视图；

图3描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，对于根据本发明的工艺的某些步骤的温度随时间的趋势的图；

图4描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，对于根据本发明的工艺的最后的冷却步骤的以对数尺度表示的温度随时间的趋势的图；进一步地代表CCT或转变曲线；

图5描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，在已知的工艺中所提供的通过浸泡的单独的冷却步骤中的温度随时间的趋势的图；

图6描绘示出在轨道头部的表面上并与轨道头部的预先确定的表面层一致地，本发明的工艺的前三个冷却阶段中的温度的趋势的温度-时间图。

发明优选实施方式详述

图1a描绘包括用于本发明的热处理的装置的轨道生产系统的一部分的布局的实施例。该示例性的布局包括：

用于坯锭的加热炉1；

坯锭轧制系统2，以获得轨道；

两个可移动的台车3、4，所述台车3、4的每个包括用于在热处理期间转运、支持和操纵轨道的纵向的辊台；

冷却板或者床5，在所述冷却板或者床5上卸载被处理的轨道；

矫直机6，用于获得市场要求的平直度的公差；

朝向囤放区域的输出辊台7。

矫直机6可被放置在冷却板5的右侧和/或左侧。

图1b描绘布局的一个变化形式，在该变化形式中，包括可移动的台车3和4的用于本发明的热处理的装置始终沿轧制轴X排列，但是在这种情况下，冷却板5排列在最后的轧机机架和本发明的装置之间。该布局提供仅对所轧制的轨道中的某些进行在线上处理的可能性。不需要淬火热处理的所轧制的轨道可被卸载在板5上，所述板5通过平移轨道而将轨道直接卸载至矫直机6上。

在本发明的装置中，台车3、4相互平行排列，并且与轧制轴X平行排列，并且，有利地，适合于沿所述轧制轴交替地布置。由于操纵工具的存在，每个台车实际上具有相对于轧制轴或者线横向平移的可能性，所述操纵工具例如为设置在地板中的托架系统或者其他合适的系统。

图2所示的每个台车3、4包括纵向的辊台15、16，所述辊台15、16则包括辊对10、10′，当台车在位置(b)时，辊对10、10′被起动并且显示水平轴，适合于沿轧制轴X接收从轧制系统2排出的轨道9、9′，从而将轨道9、9′保持于轧制位置，即具有水平对称轴的位置。辊对10、10′具有被赋予形状的轮廓，以将轨道9、9′引导于腰和底交界区域。这些辊对10、10′可全部被起动或者可交替地被起动，例如以一对作为间隔。有利地，为了赋予所夹持的轨道刚性并且避免不期望的弯曲，每对辊10、10′之间的距离可在0.5m至2m之间的范围。所述辊的直径可替代地在400mm至600mm之间的范围。

辊台紧靠轧机机组(rolling-mill train)的出口放置，并用于取出、引导并且夹持轧制的轨道，以进行热处理。在处理的结尾，轨道通过相同的辊台被卸载至冷却板5上。

对于每一对起动的辊10，还设置有导辊12，当台车在位置(b)时，导辊12具有竖直轴，导辊12与轨道底的基部相接触，以更好地将轨道引导至与轨道从最后的轧机机架排出时的位置相同的位置。

在一个优选的变化形式中，多对起动的辊10、10′可被打开，并且在接收待处理的轧制的轨道的步骤期间，以水平位置固定于轴的下辊接收轨道，而可移动的上辊从工作位置被提升。例如，所述上辊可通过围绕销旋转而被提升，以方便轨道向本发明的装置内的插入。一旦轨道被完全插入，所述上辊和所述导辊12分别附于轨道的腰和底，以确保夹持。

有利地，整个纵向的辊台被合适地枢轴旋转，从而围绕平行于所述轧制轴X的纵向轴旋转，以使轨道头部朝向下方。

每个台车3、4进一步包括纵向的罐11、11′，罐11、11′容纳冷却液体，所述冷却液体优选但不一定是含有诸如乙二醇的合成添加剂的水，在罐11、11′中浸泡轨道头部。罐11、11′具有与轨道的延伸范围至少相等的纵向的延伸范围，并且被放置在台车的基部上。

用于罐11、11′的合适的致动工具设置成将罐11、11′从台车的基部提升直至预先确定的高度，以便进行轨道头部在冷却液体中的浸泡。这样的致动工具可包括，例如，液压起重器或者杠杆系统。有利地，辊10、10′的厚度被减少，例如减少在60mm至80mm之间的范围，以便避免当位于下方的冷却罐被提升时与所述位于下方的冷却罐的边缘干扰。

罐11、11′中的冷却液体的水平可靠近边缘或者液体可充满，从而在每次浸泡轨道时横向地溢出。在充满的情况下，可设置侧收集罐13、13′，并且，有利地，还可设置用于液体的再循环工具，将所收集的液体再次引入罐。还可设置用于搅拌罐中的冷却液体的搅拌工具，例如震荡发生器。

有利地，喷射喷嘴14被设置在辊台15、16上，喷射喷嘴14旨在进行对轨道底的冷却，以避免作为在轨道的头部和底之间产生的温度差的结果的热变形。进一步的优点在于，通过这种方式，在处理的轨道中获得较少的残余应力。喷射喷嘴14优选喷射与罐中容纳的冷却液体相同的冷却液体，该冷却液体与空气尽可能均一地混合。

已经提及的辊对10、10′的起动决定轨道的纵向的交替运动，该交替运动允许专用喷嘴14在底的整个长度上冷却底，并且因此还冷却底的与导辊12接触的部分。

下文公开涉及本发明的装置的优选实施方式的工作循环，其中两个台车3、4具有相应的辊台15、16：

1)第一台车3初始地沿轧制轴X(图2中的位置b)，并且接收第一轨道9，所述第一轨道9例如长达150m，并且以8至10m/s被轧制。当轨道9被夹持在辊台15中时，轨道9不保持静止，而是持续地向前和向后移动，以便使夹持辊10上的热负荷均匀，并且不在轨道的腰上产生冷点；

2)在已经接收轧制的轨道9之后，第一台车3从通过线或轧制线(图2中的位置b)移动至右侧(位置c)，而第一台车3的辊台15逆时针旋转90°，使得轨道的对称轴被导向于竖直，且头部朝向下方；同时，第二台车4从其侧位置(位置a)向沿轧制线的位置(位置b)移动；

3)台车3上的轨道9的空气冷却继续，直到达到高于720℃、优选为在800℃至850℃之间的范围的温度，总时间例如在40秒至90秒之间的范围，优选为等于80秒；同时，第二台车4(位置b)接收第二轨道9′，第二轨道9′也向前和向后移动，以便使夹持辊10′上的热负荷均匀，并且不在轨道的腰上产生冷点；

4)当第二轨道9′被接收时，第二台车4返回其侧位置(位置a)，而其辊台16逆时针旋转90°，使得轨道9′的对称轴被导向于竖直，且头部朝向下方；同时，第一台车3移动以沿轧制线(位置b)返回，并且第一台车3的罐11被诸如液压起重器的所述致动工具(未示出)提升，以通过第一轨道9的头部在被提升的罐11中的浸泡来进行第二冷却步骤。有利地，上文的轨道9的所述纵向的交替运动诱导倾向于在冷却期间与头部的表面接触而产生的蒸汽膜在头部被浸泡时被抑制，从而改进热交换；

5)在为浸泡步骤提供的，例如，在10至20秒之间的范围、优选等于15秒的时间的结尾，然后第一台车3(位置b)的罐11被降低以进行空气均等化步骤(air equalizing step)(具有，例如，在10秒至60秒之间的范围、优选等于15秒的持续时间)；同时，第二轨道9′(位置a)的第一空气冷却步骤完成，并且提升第二台车4的罐11′，以便通过轨道9′的头部的浸泡来进行第二冷却步骤；

6)接下来，罐11′(位置a)随后被降低以进行空气均等化步骤(具有，例如，在10秒至60秒之间的范围、优选等于15秒的持续时间)，并且罐11(位置b)再次被提升以通过第一轨道9的头部的浸泡进行最后的冷却步骤(具有，例如，大约250秒的持续时间)；

7)相似地，罐11′(位置a)再次被提升以通过第二轨道9′的头部的浸泡进行最后的冷却步骤；

8)当对第一轨道9的热处理的最后步骤结束时，罐11(位置b)再次被降低，辊台15以与之前的方向相反的方向旋转90°，以将轨道的对称轴带回水平位置，起动的辊10通过将热处理的轨道9卸载在被放置在下游的冷却板5上来转运轨道9，并且在待处理的第三轨道从最后的轧机机架排出时接收(步骤1)待处理的第三轨道；

9)当第三轨道被接收时，第一台车3重复在步骤2)和3)中所描述的操作，此时在第二台车4中，当对于第二轨道9′的最后的热处理步骤结束时，罐11′(位置a)再次被降低，辊台16以与之前的方向相反的方向旋转90°，以将轨道的对称轴带回水平位置，此时第二台车4移动以返回与轧制线对准的位置(位置b)，起动的辊10′通过将第二热处理的轨道9′卸载在被放置在下游的冷却板5上来转运轨道9′，并且在待处理的第四轨道从最后的轧机机架排出时接收待处理的第四轨道。

循环通过重复上文描述的步骤4至9继续。轨道9、9′始终沿轧制轴X被装载在相应的台车上并且从相应的台车卸载。

根据替代地提升和降低罐11、11′的变化形式，有可能分别设置降低和提升已经被逆时针旋转90°的辊台15、16。

包括上文描述的四个冷却步骤的用于轨道的热处理以硬化头部的工艺，即本发明的目的，还可通过使用与上文描述的装置不同的装置进行。

在任何情况下，根据本发明的工艺都在一条线上进行，即当轨道已经到达热处理区域时在轧机机组的出口进行，使得等于大约900-950℃的轧制残余温度被有利地利用。以这种方式，相对于离线工艺实现了大量的能量节约，所述离线工艺在淬火热处理之前需要再次加热轨道。

下文公开根据本发明的工艺的涉及具有在0.7％至0.9％之间的范围的碳百分比和在0.75％至1.25％之间的范围的锰含量的钢的优选实施方案。

在轧机机组的出口，当轨道在时间t＝0已经到达热处理区域时(图3)，所有轨道都被空气冷却，直到达到至少720℃、优选在800℃至850℃之间的范围的表面温度。该第一空气冷却步骤具有，例如，在40秒至90秒之间的范围、优选等于80秒的持续时间。在该第一步骤中，避免了低于720℃的温度，从而始终具有用于确保在后续的第二冷却步骤中没有奥氏体的冶金学转变发生的良好的余量。

因此，提供通过冷却液体仅对轨道头部冷却的第二步骤，直到头部的表面温度达到略高于从奥氏体向珠光体转变的Ar3温度。具体地，该表面温度的值比Ar3温度高50℃至150℃，并且因此避免了从奥氏体向珠光体的相变。具有，例如，在10至20秒之间的范围、优选等于15秒的持续时间的该第二步骤可通过在最终含有合成添加剂的水或者其他合适的液体的罐中浸泡轨道头部来进行，或者可通过最终含有合成添加剂的水或者其他合适的液体的射流来进行，所述射流被导向轨道头部上，并且来自设置在冷却箱中并被排列以覆盖轨道的全部长度的专用喷嘴。

有利地，根据本发明的工艺提供中断通过所述液体的冷却，并且提供进行再次在空气中的第三冷却步骤，持续例如在10至60秒之间的范围的时间、优选等于15秒，以使轨道头部表面的温度平衡至与轨道头部的预先确定的表面层相应的温度，所述表面层具有从所述表面开始测量的优选为在25mm至25mm的深度。实际上，内层的热将表面层回火直至大约720-840℃的温度。

该第三步骤可通过将轨道头部从上述的罐取出或者通过关闭产生被导向头部上的射流的喷嘴来进行。

后续地，提供再次通过相同的冷却液体的第四冷却步骤，直到达到低于500℃、优选低于450℃的表面温度。该第四步骤持续例如大约250秒，可通过轨道头部在所述罐中的浸泡进行，或者通过使用上文所述的冷却箱的喷嘴的喷射来进行。

第四步骤的最大持续时间在180秒至350秒之间的范围，并且这是为了产生足够高的冷却速率以获得细晶粒珠光体结构，并且同时避免如人们熟知地具有刚性但脆的贝氏体和贝氏体-索氏体结构的形成。作为刚刚描述的实施方案的例子，所述冷却速率不高于3-4℃/s。

包括所有四个冷却步骤的热处理循环的总持续时间取决于组成轨道的钢的在碳百分比(在0.45％至1.2％之间的范围)和其中含有的合金元素百分比方面的成分。上文所公开的热处理的总时间在，例如，240至520秒之间的范围，优选等于360秒。

此外，前三个冷却步骤的持续时间也取决于轨道从轧机机组的出口到达的条件，例如残余表面温度以及轨道头部的表面和轨道头部的上述表面层之间的温度的均等化的条件。当轨道以相对低的温度并且以在轨道头部的表面和轨道头部的核心之间的温度的良好的均等化条件从轧机排出时，前三个步骤的持续时间也可被大幅度减少。

当所述工艺通过使用在液体罐中浸泡的方法进行时，根据本发明的一个有利的实施方案提供：

还通过使用专用喷射喷嘴冷却轨道的基部或者底，以避免热变形；

沿纵向轴交替地向前和向后移动轨道，以允许所述专用喷嘴既均匀地冷却整个底又避免当头部被浸泡在罐中时蒸汽膜保持与头部表面接触。

在根据本发明的工艺中，进行没有相变发生的第一液体冷却的事实允许减少轨道头部热处理循环的总时间；中断通过液体的第二冷却步骤并进行通过空气冷却(回火)的第三步骤的进一步的事实，从冶金学的观点来看，允许轨道头部的上述表面层的温度和外表面的温度均等化。以这种方式，对于之后的通过液体的第四冷却步骤，将在所述表面和所有所述表面层上都发生大约相同的奥氏体向珠光体相变的起始温度，并且因此发生大约相同的冷却速率。因此，在所述相变的结尾，在大约15-25mm厚、优选至少20mm的表面层或者厚度中有利地获得精细的且均一的珠光体结构。精细的且均一的珠光体结构对于轨道在非常低的温度，例如直至-60℃，下的操作使用为必要的。

图3描绘示出在轨道头部的表面上以及对应于轨道头部的具有距离所述表面20mm的厚度的内层，在轨道头部的四个冷却步骤(在空气中，在液体中，在空气中均等化，在液体中)期间温度随时间的趋势的图。该图涉及根据本发明的可分别通过用于轨道的热处理的装置的两个变化形式进行的工艺：

提供轨道头部在可能含有合成添加剂的水或者其他合适的液体的罐中浸泡的变化形式；以及

提供通过喷射喷嘴产生具有添加剂的水或者其他合适的液体的射流的变化形式，所述喷射喷嘴根据将要进行的冷却步骤被打开或者关闭。

在通过在液体中浸泡的冷却步骤中，使用在35℃至55℃之间的范围的温度的加入了合适的聚合物的水或者在接近沸点的温度的纯水是可能的。

具体地，曲线20示出轨道头部的表面温度的趋势，而曲线21示出轨道头部的20mm厚的内层的温度的趋势。曲线20、21二者都包括分别对应第一、第二、第三和第四冷却步骤的四个部分。

图4描绘示出轨道头部的在最后的冷却步骤期间温度随时间的趋势的以对数尺度表示的图。在该图中，还表示了CCT转变曲线，或Bain曲线，该曲线划出以下相的区的界限：奥氏体、珠光体、贝氏体。根据本发明，仅在该最后的冷却步骤中进行轨道头部的冶金学转变：曲线20和21实际上进入CCT曲线代表的珠光体区。

优选图4中曲线20和21的高斜率，即在热处理的最后步骤中的高冷却速率，以获得特别精细的珠光体晶粒，而不导致贝氏体和/或贝氏体-索氏体结构的形成。具体地，根据本发明的工艺，冷却曲线20和21的斜线必须能靠近而不穿过贝氏体区(图4)。

有利地，本发明的热处理的最终步骤中的优选冷却速率在2℃/s和7℃/s、优选为2-5℃/s之间的范围。在使用具有在0.7％至0.9％之间的范围的碳百分比和在0.75％至1.25％之间的范围的锰含量的钢制造的轨道的实施例中，最优冷却速率等于3-4℃/s。

有利地，提供立即进行的在空气中冷却的第三步骤(图3中的均等化)允许轨道头部的整个预先确定的表面层具有与外表面大约相同的温度，以这种方式确保沿在通过液体的最后的冷却步骤期间所处理的整个厚度获得均一的珠光体结构，并且因此获得均一的力学性能。图5和6描绘以对数尺度表示的两个温度-时间图，这两个图分别涉及：

提供单独的通过浸泡的冷却步骤的已知的工艺；

根据本发明的工艺的前三个冷却阶段。在图5和6中，由参考数字20表示的曲线代表轨道头部的表面温度的趋势；由参考数字21表示的曲线代表轨道头部的20mm厚的内层中的温度的趋势。

从比较来看，可值得注意的是，使用根据本发明的工艺(图6)，在导致奥氏体向珠光体转变(A点和B点)的冷却之前，表面和所述内层之间的温度差比使用已知的工艺可获得的温度差低大约三倍。由于该后一个方面，最后的冷却步骤允许在上述的整个预先确定的表面层中获得珠光体结构的均一性，并且因此获得力学性能的均一性。

Claims (16)

1.一种在线上热处理的工艺，该工艺用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理，所述工艺包括以下步骤：

轨道的在空气中的第一冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到至少720℃；

通过冷却流体的第二冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到比Ar3温度高50℃至150℃，以避免从奥氏体向珠光体的相变；

在空气中的具有预先确定的持续时间的第三冷却步骤，凭借所述第三冷却步骤，所述表面温度平衡直至轨道头部的表面层的温度，所述表面层具有在距离表面15mm至25mm之间的范围的深度；

通过冷却流体的第四冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到低于500℃，凭借所述第四冷却步骤，从奥氏体向珠光体的相变发生；

其中，所述珠光体在所述表面层中具有带有精细的粒度的均一的结构。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述第四冷却步骤中的冷却速率等于大约2-7℃/s。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述第二冷却步骤和所述第四冷却步骤通过轨道头部在容纳所述冷却流体的罐中的浸泡来进行。

4.根据权利要求3所述的工艺，其中，所述第三冷却步骤通过将轨道头部从所述罐中取出来进行。

5.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述第二冷却步骤和所述第四冷却步骤通过冷却流体射流来进行，所述冷却流体射流被导向轨道头部，并且来自被排列以覆盖轨道的整个长度的专用喷嘴。

6.根据权利要求5所述的工艺，其中，所述第三冷却步骤通过关闭所述喷嘴来进行。

7.一种轨道，通过根据权利要求1所述的工艺获得，其中，轨道头部具有表面层，所述表面层具有在距离头部表面15mm至25mm之间的范围的深度，所述表面层显示具有精细的粒度的均一的珠光体结构。

8.一种用于在线上热处理的装置，所述装置用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理，所述装置包括至少一个可移动的台车(3)，所述可移动的台车(3)则包括：

纵向的辊台(15)，其包括辊对(10)，所述辊对(10)适合于沿轧制轴接收从所述系统排出的轨道(9)，保持所述轨道(9)的轧制位置，所述辊台适合于围绕平行于轧制轴(X)的纵向轴旋转，以使轨道头部朝向下方；以及

纵向的罐(11)，其用于容纳冷却流体，轨道头部能浸泡在冷却流体中。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，设置有两个可移动的台车(3、4)，所述可移动的台车(3、4)相互平行排列并且平行于所述轧制轴(X)排列，所述可移动的台车(3、4)适合于沿所述轧制轴交替地布置，以各自接收待热处理的轨道(9、9′)。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，设置有操纵工具，所述操纵工具适合于将所述可移动的台车(3、4)平行地平移到所述轧制轴(X)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述罐(11、11′)具有至少等于轨道的纵向的延伸范围的纵向的延伸范围，并且被设置在每个台车(3、4)的基部上。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，设置有用于所述罐(11、11′)的致动工具，以升高或者降低所述罐至预先确定的高度。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，辊对(10、10′)具有被赋予形状的轮廓，以与腰-底交界区域相一致地引导轨道(9、9′)。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述辊对(10、10′)可全部被起动或者可交替地被起动，并且其中，对于每个起动的辊对(10、10′)，设置有导辊(12)，所述导辊(12)具有垂直于起动的辊的轴的轴，并且适合于与轨道的底接触。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，设置有喷射喷嘴(14)，所述喷射喷嘴(14)放置在所述辊台(15、16)上，所述喷射喷嘴(14)适合于冷却轨道的底。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述辊对(10、10′)的起动决定轨道的交替的纵向的运动，以允许所述喷射喷嘴(14)还冷却底的与所述导辊(12)接触的部分。

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