CN107312920A - 用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置及方法，其装置包括风机、风管、蒸汽管和复合管，所述风管与风机连接，所述风管和蒸汽管与复合管连接，所述复合管内部为套管结构，其内部为与蒸汽管连接的通道，外部为与风管连接的通道，所述复合管的端部设有喷嘴，所述风管上设有风量控制阀，所述蒸汽管上设有蒸汽控制阀。本发明采用风加蒸汽的冷却方式进行钢件热处理，在风冷管中设置蒸汽管，在对钢轨表面进行淬火处理吹风的同时进行喷蒸汽冷却。本发明通过蒸汽冷却可以有效的加大钢轨淬透深度，改善钢轨组织，提高淬火钢轨质量和性能。

Description

用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置及方法
技术领域
本发明涉及热处理领域，更具体地说，涉及一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置及方法。
背景技术
众所周知，淬火冷却要求高、技术难度大，一直是热处理生产关注的重点。如果钢件淬火冷却速度过慢，就不能获得要求的淬火硬度和淬硬层深度；而冷却速度过快，又可能引起淬裂和过深的淬硬层。同时，淬火冷却速度过快或冷却速度不足，都可能引起工件的超差变形。不仅如此，冷却过程中，工件的形状越复杂，不同部位温度差就越大，要得到不淬裂和没有超差变形就越难。所有迫切的需要开发出一种新的淬火冷却方式，来稳定的实现钢件高质量的批量化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置及方法，可以加快钢轨淬火的速度，并明显提高产品合格率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置，包括风机、风管、蒸汽管和复合管，所述风管与风机连接，所述风管和蒸汽管与复合管连接，所述复合管内部为套管结构，其内部为与蒸汽管连接的通道，外部为与风管连接的通道，所述复合管的端部设有喷嘴，所述风管上设有风量控制阀，所述蒸汽管上设有蒸汽控制阀。
本发明还提供了一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火方法，包括以下步骤：
S1、热轧钢轨进入钢轨接收辊道；
S2、对钢轨进行翻钢和矫直；
S3、钢轨在750℃以上进入淬火机，采用权利要求1中所述的淬火装置对钢轨进行风结合蒸汽的淬火，钢轨冷却至450～500℃，淬火时间为200s以上。
上述方案中，冷却风通入的冷却速率为5-10℃/s，蒸汽通入的蒸汽量速率为5-10℃/s风和水蒸气混合的冷却速率最大为20℃/s。
实施本发明的用于钢轨的风结合蒸汽的淬火方法，具有以下有益效果：
1、本发明采用风加蒸汽的冷却方式进行钢件热处理，在风冷管中设置蒸汽管，在对钢轨表面进行淬火处理吹风的同时进行喷蒸汽冷却。本发明通过蒸汽冷却可以有效的加大钢轨淬透深度，改善钢轨组织，提高淬火钢轨质量和性能。
2、经济环保，可以明显减少淬火设备投入，并满足节能环保要求。
3、可以方便稳定地改善钢件的性能，扩大钢件在各领域的使用范围，使其满足在铁路、机械制造等高质量要求，开拓新市场，提高竞争力，创造更大的经济效益。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置的示意图；
图2是用于钢轨的风结合蒸汽方法的曲线示意图；
图3是钢轨断面示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置包括风机、风管、蒸汽管和复合管。
风管与风机连接，风管和蒸汽管与复合管连接。复合管内部为套管结构，其内部为与蒸汽管连接的通道，外部为与风管连接的通道，即在风冷管中设置蒸汽管。复合管的端部设有喷嘴，风管上设有风量控制阀，蒸汽管上设有蒸汽控制阀。风量调整通过风量控制阀门调节，蒸汽量调整通过蒸汽控制阀门调节，根据淬火件淬火所需的冷却速度，通过调节对应阀门来控制淬火冷却速度。
如图2所示，本发明还提供了一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火方法，包括以下步骤：
S1、热轧钢轨进入钢轨接收辊道，温度在850℃左右；
S2、对钢轨进行翻钢和矫直，中间采取保温措施，避免钢轨温度快速下降；
S3、钢轨在750℃以上进入淬火机，采用上述的淬火装置对钢轨进行风结合蒸汽的淬火，钢轨冷却至450～500℃，淬火时间为200s以上。冷却风通入的冷却风速率为5-10℃/s，蒸汽通入的蒸汽量速率为5-10℃/s，风和水蒸气混合的冷却速率最大为20℃/s，最小可调。
在空气干燥且天气炎热时，用纯风冷淬火工艺，即使压力及流量均足够大时，淬透深度也不能100％达到要求，而加入蒸汽后就能解决这一问题。
本发明还提供了具体实施例如下：
采用钢种为U75V的60AT钢轨试验，分别采用纯风冷淬火及风+蒸汽淬火，得到试验数据如下：
1)轨面硬度
表1钢轨顶面硬度及钢轨抗拉强度
2)断面硬度
表2轨断面硬度
钢轨断面如图3所示，第1点距离表面5mm，其余点间距均为5mm，D、E线与下颚距离为5mm，B、C线为A、D和A、E线的角平分线。
3)显微组织
风淬火钢轨全断面的显微组织应为珠光体组织，含少量的铁素体，部分钢轨含有少量马氏体、贝氏体及晶界渗碳体。风+蒸汽淬火钢轨全断面的显微组织应为珠光体组织，含少量的铁素体，不含马氏体、贝氏体及晶界渗碳体。
从试验数据可以看出，用纯风冷淬火工艺，即使压力及流量均足够大时，淬透深度也不能100％达到要求，而加入蒸汽后就能解决这一问题。风结合蒸汽淬火方式相比风淬火方式，可以有效的加大钢轨淬透深度，改善钢轨组织，提高淬火钢轨质量和性能；且风结合蒸汽淬火方式清洁环保，高效节能。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火装置，其特征在于，包括风机、风管、蒸汽管和复合管，所述风管与风机连接，所述风管和蒸汽管与复合管连接，所述复合管内部为套管结构，其内部为与蒸汽管连接的通道，外部为与风管连接的通道，所述复合管的端部设有喷嘴，所述风管上设有风量控制阀，所述蒸汽管上设有蒸汽控制阀。
2.一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、热轧钢轨进入钢轨接收辊道；
S2、对钢轨进行翻钢和矫直；
S3、钢轨在750℃以上进入淬火机，采用权利要求1中所述的淬火装置对钢轨进行风结合蒸汽的淬火，钢轨冷却至450～500℃，淬火时间为200s以上。
3.根据权利要求1所述的用于钢轨的风结合蒸汽的淬火方法，其特征在于，冷却风通入的冷却速率为5-10℃/s，蒸汽通入的蒸汽量速率为5-10℃/s风和水蒸气混合的冷却速率最大为20℃/s。
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