CN109929990A - 钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置及方法，其中：在冷床区域内设置横向移动机构和横向移动区域，通过横向移动机构使钢轨在横向移动区域内移动，横向移动区域上方设置冷却系统，冷却系统在横向移动区域对钢轨进行淬火冷却。本发明适用于各种形状钢轨和型钢件的淬火冷却，通过发明提高了淬火冷却后钢轨的性能，尤其是在减小畸变方面见到效果，同时也扩大了淬火冷却工艺的调整富裕度。

Description

钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置及方法

技术领域

本发明涉及金属材料热处理领域的淬火冷却方法与装置，具体地，涉及一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置及方法。

背景技术

淬火是指将钢件加热到临界温度AC3或A_C1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得预期组织的热处理工艺。淬火冷却就是实现淬火件加热后的冷却过程。目前钢轨轧后在线直接淬火冷却普遍采用喷水、喷雾、风冷方法实现，具体实施的方式是在轧后的生产线上布置喷水装置、喷雾装置和风冷装置，通过这些装置实现钢轨各个部位按照预定的冷却速率冷却或按预定的水-空交替淬火冷却工艺进行冷却。但是对于现有的生产线由于在轧机和冷床之间预留空间受到限制，无法实现钢轨各个部位按照预定的冷却速率冷却或按预定的水-空交替淬火冷却工艺进行冷却，限制了钢轨轧后淬火冷却能力的发挥或者不得而不降低钢轨轧制的运动速率。例如：对于高碳低淬透性钢轨，要求钢轨踏面表面至一定深度能被快速冷却到珠光体转变温度区间的温度下限区域进行恒温保持一段时间，这个恒温保持时间往往在现有设备的轧机和冷床之间预留的空间内无法实现；对于低碳高淬透性钢轨，要求钢轨踏面表面至一定深度能被快速冷却到贝氏体或马氏体转变温度区间进行恒温保持一段时间，这个恒温保持时间往往在现有轧机和冷床之间预留的空间内难于实现。

经对现有技术的文献检索发现，刘相华等发表的“超快速冷却装置及其在新产品开发中的应用”(钢铁.Vol.39.No.8 2004:P71-74)该文章介绍了由于轧线冷却能力不足，对于对冷却能力有特殊要求的产品，在生产中不得不采取在中间辊道上轧件摆动待温、减慢轧件在层流冷却区间的运动速度等措施，这将降低生产效率。对于较厚钢材淬火，在冷却区间受到限制，同时又不能降低生产效率的情况，目前还没有得到解决。

中国发明专利申请号为201710110163.9，公开了一种可移动式淬火冷却系统及淬火冷却方法，包括淬火槽、传输装置、上料装置、对中装置和料架升降装置；该系统仍旧无法解决上述的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置及方法，解决现有的生产线上轧机和冷床之间预留的空间内无法实现钢轨各个部位按照预定的冷却速率冷却或按预定的水-空交替淬火冷却工艺进行冷却，限制了钢轨轧后淬火冷却能力的发挥或者不得而不降低钢轨轧制的运动速率的技术问题。

根据本发明第一个方面，提供一种钢轨轧后在线淬火冷却的可移动式淬火冷却装置，在所述冷床区域内设置横向移动机构和横向移动区域，通过所述横向移动机构使钢轨在所述横向移动区域内移动，所述横向移动区域上方设置冷却系统，所述冷却系统所述横向移动区域对所述钢轨进行淬火冷却。

优选地，所述冷却系统包括导轨和移动式冷却机构，在所述横向移动区域的上方设置导轨，所述导轨沿钢轨长度方向设置，所述移动式冷却机构设置于所述导轨上，所述移动式冷却机构沿所述导轨的轨道方向运动。

本发明进一步设置为，在每对所述导轨上设置多组所述移动式冷却机构。采用多组移动式冷却机构对钢轨进行冷却，淬火冷却效果更好。

优选地，所述冷却单元为喷水装置、喷雾装置或风冷装置中任意一种或多种；所述运动驱动装置在电机驱动下运动，使所述移动式冷却机构沿所述导轨的轨道方向做往复运动。

优选地，所述可移动式淬火冷却装置还包括：设置于轧机与所述冷床的起始位置之间的第一冷却装置和第一辊道驱动系统，所述第一辊道驱动系统用于驱动所述钢轨，所述第一冷却装置用于对所述钢轨进行冷却；所述第一辊道驱动系统驱动所述钢轨通过所述第一冷却装置冷却后进入所述冷床区域。

优选地，所述可移动式淬火冷却装置还包括第二辊道驱动系统，所述第二辊道驱动系统驱动所述横向移动机构，使所述钢轨在所述横向移动机构的驱动下做横向移动。

根据本发明第二个方面，提供一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却方法，通过在冷床区域内设置冷却系统，使钢轨在所述冷床上均匀冷却，将所述钢轨淬火冷却过程延续到冷床区域。

优选地，所述方法还包括：在所述冷床区域内设置横向移动机构和横向移动区域，在所述横向移动区域的上方设置所述冷却系统，所述钢轨完成所述淬火冷却后移动到所述冷床区域，通过所述横向移动机构使所述钢轨在所述横向移动区域做横向移动；再通过所述冷却系统使钢轨在所述横向移动区域内完成淬火冷却。

优选地，所述冷却方法还包括热态钢坯在轧机的轧制后成型按照预设移动速率在轧机与冷床起始位置区间完成预期的冷却后移动到所述冷床区域，并在所述横向移动机构的驱动下根据设定节拍在所述冷床上做横向移动。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明通过在冷床区域设置冷却装置，使所述钢轨在所述冷床上均匀冷却，将淬火冷却过程延续到冷床区域，解决了现有技术存在的因轧机和冷床之间没有预留的足够空间，而无法实现钢轨各个部位按照预定的冷却速率冷却或按预定的水-空交替淬火冷却工艺进行冷却，限制了钢轨轧后淬火冷却能力的发挥或者不得而不降低钢轨轧制的运动速率等技术问题。例如：对于高碳低淬透性钢轨，要求钢轨踏面表面至一定深度能被快速冷却到珠光体转变温度区间的温度下限区域进行恒温保持一段时间，这个恒温保持时间往往在现有设备的轧机和冷床之间预留的空间内无法实现；对于低碳高淬透性钢轨，要求钢轨踏面表面至一定深度能被快速冷却到贝氏体或马氏体转变温度区间进行恒温保持一段时间，这个恒温保持时间往往在现有轧机和冷床之间预留的空间内难于实现。而通过本发明解决了上述问题，使得较厚钢材淬火，在不需要降低生产效率的情况下，进行淬火冷却。

本发明适用于各种形状钢轨和型钢件的淬火冷却，通过发明提高了淬火冷却后钢轨的性能，尤其是在减小畸变方面见到效果，同时也扩大了淬火冷却工艺的调整富裕度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明一优选实施例中的装置结构示意图；

图2为图1的A-A向剖面示意图；

图3为本发明另一优选实施例中的装置结构示意图；

图中标记分别表示为：轧机1、第一辊道驱动系统2、第一冷却装置3、钢轨4、第二辊道驱动系统5、横向移动机构6、移动式冷却机构7、导轨8。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，本实施例具体涉及一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，在冷床区域内设置横向移动机构6和横向移动区域，通过横向移动机构6使钢轨4在横向移动区域内移动，横向移动区域上方设置冷却系统，冷却系统在横向移动区域对钢轨4进行淬火冷却。

冷却系统包括导轨8和移动式冷却机构7，在横向移动区域的上方设置导轨8，导轨8沿钢轨4长度方向设置，移动式冷却机构7架设于导轨8上，使移动式冷却机构7沿导轨8的轨道方向运动。导轨8可以是双轨也可以是单轨。

如图1所示，钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置还包括在轧机1与冷床的起始位置之间设置第一冷却装置3和第一辊道驱动系统2，第一辊道驱动系统2用于驱动钢轨4，第一冷却装置3用于对钢轨4进行冷却；第一辊道驱动系统2驱动钢轨4通过第一冷却装置3冷却后进入冷床区域。第一冷却装置3可以采用喷水、喷雾、风冷的装置。在冷床区域内设置第二辊道驱动系统5，第二辊道驱动系统5驱动横向移动机构6，使钢轨4在横向移动机构6的驱动下做横向移动。

移动式冷却机构7包括运动驱动装置和冷却单元，运动驱动装置在电机驱动下运动，使移动式冷却机构7沿导轨8的轨道方向做往复运动。冷却单元为喷水装置、喷雾装置或风冷装置中任意一种或多种。用于对钢轨4实现喷水、和/或喷雾、和/或风冷的淬火冷却。作为一优选实施例，冷却单元由一组喷水装置，一组喷雾装置和一组风冷装置构成，对钢轨4同时进行喷水、喷雾和风冷，加快冷却速度。

采用上述实施例的钢轨轧后在线淬火冷却的可移动式淬火冷却装置，进行钢轨轧后在线淬火冷却的可移动式淬火冷却方法，通过在冷床区域设置冷却装置，使钢轨4在冷床上均匀冷却，将淬火冷却过程延续到冷床区域。

本实施例中，可移动式淬火冷却方法的工作过程如下：

热态钢坯在轧机1的轧制后成型为钢轨4，钢轨4在轧机1到冷床之间的第一辊道驱动系统2的驱动下，按照设定的移动速率在轧机1到冷床起始位置区间布置的第一冷却装置3上冷却后进入冷床区域完成预期的冷却后；再在第二辊道驱动系统5的驱动下，钢轨4在横向移动机构6驱动下按照一定节拍横向移动，在钢轨4移动到横向移动机构6的某一位置后停留设定时间，在停留的时间内启动移动式冷却机构7的冷却功能，使移动式冷却机构7沿钢轨4的长度方向在钢轨4的上方做往复运动，在冷床区域内对钢轨4再次进行冷却，将淬火冷却过程延续到冷床区域，解决了现有的生产线由于在轧机1和冷床之间没有预留足够的空间，无法实现钢轨4各个部位按照预定的冷却速率冷却或按预定的水-空交替淬火冷却工艺进行冷却，限制了钢轨4轧后淬火冷却能力的发挥或者不得而不降低钢轨4轧制的运动速率的技术问题。

本实施例在具体实施时，轧机1、第一辊道驱动系统2、第一冷却装置3、第二辊道驱动系统5和横向移动机构6均就可以采用现有设备。

实施例2

本实施例采用的钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，在实施例1的基础上增加2组由可移动的冷却装置7与导轨8组成的冷却系统，可以扩展设备的冷却能力。

如图3所示，在横向移动区域的上方设置三组导轨8，在导轨8上分别设置三组移动式冷却机构7，三组移动式冷却机构7分别沿导轨8的轨道方向做往复运动。采用三组移动式冷却机构7对钢轨4进行冷却，淬火冷却效果更好，扩展了冷却能力。

在其他实施例中，钢轨轧后在线淬火冷却的可移动式淬火冷却装置也可以由其他数量的移动式冷却机构7配合使用，以根据实际需要进行冷却能力扩展。移动式冷却机构7可以根据要求在冷床上间隔一定距离设置。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，其特征在于：在所述冷床区域内设置横向移动机构和横向移动区域，通过所述横向移动机构使钢轨在所述横向移动区域内移动，所述横向移动区域上方设置冷却系统，所述冷却系统在所述横向移动区域对所述钢轨进行淬火冷却。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，其特征在于：所述冷却系统包括导轨和移动式冷却机构，在所述横向移动区域的上方设置导轨，所述导轨沿钢轨长度方向设置，所述移动式冷却机构设置于所述导轨上，所述移动式冷却机构沿所述导轨的轨道方向运动。

3.根据权利要求2所述的一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，其特征在于：在所述导轨上设置多组所述移动式冷却机构。

4.根据权利要求3所述的一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，其特征在于：所述移动式冷却机构还包括运动驱动装置和冷却单元，所述冷却单元为喷水装置、喷雾装置或风冷装置中任意一种或多种；所述运动驱动装置在电机驱动下运动，使所述移动式冷却机构沿所述导轨的轨道方向做往复运动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，其特征在于：所述可移动式淬火冷却装置还包括：设置于轧机与所述冷床的起始位置之间的第一冷却装置和第一辊道驱动系统，所述第一辊道驱动系统用于驱动所述钢轨，所述第一冷却装置用于对所述钢轨进行冷却；所述第一辊道驱动系统驱动所述钢轨通过所述第一冷却装置冷却后进入所述冷床区域。

6.根据权利要求5所述的一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却装置，其特征在于：所述可移动式淬火冷却装置还包括第二辊道驱动系统，所述第二辊道驱动系统驱动所述横向移动机构，使所述钢轨在所述横向移动机构的驱动下做横向移动。

7.一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却方法，其特征在于：通过在冷床区域内设置冷却系统，使钢轨在所述冷床上均匀冷却，将所述钢轨淬火冷却过程延续到所述冷床区域。

8.根据权利要求7所述的一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却方法，其特征在于：所述方法还包括：在所述冷床区域内设置横向移动机构和横向移动区域，在所述横向移动区域的上方设置所述冷却系统，所述钢轨完成所述淬火冷却后移动到所述冷床区域，通过所述横向移动机构使所述钢轨在所述横向移动区域做横向移动；再通过所述冷却系统使钢轨在所述横向移动区域内完成淬火冷却。

9.根据权利要求7或8所述的一种钢轨在线淬火的可移动式淬火冷却方法，其特征在于：所述冷却方法还包括热态钢坯在轧机的轧制后成型按照预设移动速率在轧机与冷床起始位置区间完成预期的冷却后移动到所述冷床区域，并在所述横向移动机构的驱动下根据设定节拍在所述冷床上做横向移动。