CN107312920B - 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
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,蒸汽通入的冷却速率为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,蒸汽通入的冷却速率为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5 mm,D、E线与下颚距离为5 mm,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 (1)
1.一种用于钢轨的风结合蒸汽的淬火方法,钢轨的材质为U75V,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;
所述淬火装置包括风机、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;冷却风通入的冷却速率为5-10℃/s,蒸汽通入的冷却速率为5-10℃/s,风和水蒸气混合的冷却速率最大为20℃/s。
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