CN110777245B - 杆件加热方法、加热设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种杆件加热方法、加热设备及计算机可读存储介质，其中杆件加热方法包括：对杆件的预设位置进行加热；当加热的时间到达预设时间和/或加热的温度到达预设温度时，将所述杆件向加热单元内移动预设距离继续加热。本发明的杆件加热方法能够显著缩短杆件在局部加热过程中处于加热单元炉口处的温度与组织过渡区的长度，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
Description
技术领域
本发明涉及工件加工领域，具体而言，涉及一种杆件加热方法、一种加热设备及一种计算机可读存储介质。
背景技术
随着铁路向高速重载方向的快速发展，线路运输密度逐渐增大，对列车运行的平顺度要求也越来越高，为进一步延长线路钢轨的使用寿命，提高运行的安全与可靠性，目前铁路总公司要求道岔及正线都需采用在线热处理钢轨，同时作为道岔中起引导转换作用关键部件的非对称断面尖轨、心轨及不同轨型线路连接用异型轨，其跟端局部均通过热锻成与线路可以方便联结的另一标准轨，由于高温锻压引起的跟端局部性能下降，所以该锻压局部区域还需进行再次热处理，以恢复性能，从而满足轨件使用要求。
随着要求的进一步提高，为保证钢轨局部锻压区与在线热处理原材部分整体性能保持一致，同时提高轨件压型跟端的热处理质量，目前行业内逐渐对钢轨压型跟端采用全断面加热及持续喷风冷却的方式进行强化处理，以进一步提高此处强化的效果与质量的稳定可靠性。由于钢轨局部热处理强化需对全断面进行较长时间加热，因此在钢轨加热与非加热部分会产生一个一定长度范围的温度与组织过渡区，此区域由温度梯度原因会造成金属组织不均匀，存在一定范围的粒状组织，从而产生一定宽度的硬度软化区，如此软化区较大，在实际线路应用中，易导致由于长期冲击、振动及碾压造成的局部快速磨损，即所谓的马鞍形磨耗，不利于列车运行的平顺性，长期会影响线路运营的效率，降低钢轨的使用寿命，提高线路维护成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明第一方面提供了一种杆件加热方法。
本发明第二方面提供了一种加热设备。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质。
有鉴于此，根据本发明的第一个目的，提供了一种杆件加热方法，包括：对杆件的预设位置进行加热；当加热的时间到达预设时间和/或加热的温度到达预设温度时，将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热。
本发明的技术方案在对杆件加热过程中，当对杆件完成初步加热后将杆件向加热装置内移动预设距离继续加热，通过这种方式能够显著缩短杆件在局部加热过程中处于加热单元炉口处的温度与组织过渡区的长度，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
进一步地，将杆件初步加热的时间和/或者温度作为开始向加热单元内移动杆件的标准，使杆件加热控制更为精准，批量热处理杆件时，杆件加热效果统一。
具体地，通过本申请的杆件加热方法对轨件进行局部加热时，通过在加热一定时间后将轨件向加热单元内移动一段距离形成分段式加热的方式，降低轨件在炉口外侧受热温度，提高加热与非加热过渡区温度梯度，从而缩短热影响区宽度范围，改善钢轨局部淬火质量。降低列车通过轨件时由热影响区宽度较大、硬度较低带来的冲击磨耗和不平顺。避免轨件磨损造成列出运行事故，延长轨件使用寿命。
另外，根据本发明提供的上述技术方案中的杆件加热方法，还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，杆件加热方法还包括：在继续加热到目标温度，保温至目标时间后，将杆件经由加热单元退出进行冷却。
在该技术方案中，当杆件向加热单元移动预设距离后，进一步继续加热直至加热温度到达目标温度，保温目标时间，确保杆件能够达到预期的加热效果，而后将杆件移出加热单元进行冷却，完成对杆件的加热。
在上述任一技术方案中，优选地，预设距离的取值范围大于或等于50mm。
在该技术方案中，预设距离的选定与杆件加热目标温度正相关，杆件目标加热温度越高则预设距离的选定越大，通过预设距离大于或等于50mm的选定，能够至少将杆件在局部加热过程中形成的温度与组织过渡区长度缩短50mm，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
在上述任一技术方案中，优选地，杆件加热方法还包括：预设时间的取值范围为120s至180s。
在该技术方案中，将预设时间作为将杆件向加热单元内移动的标准，通过120s至180s的选取，确保能够在杆件达到初步加热效果，且杆件未在加热单元的炉口处形成较长温度与组织过渡区时向加热单元内移动，能够显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
在上述任一技术方案中，优选地，加热温度到达预设温度包括：获取预设位置处的加热温度达到第一温度阈值；和/或获取位于加热单元的炉口处的杆件的加热温度到达第二温度阈值。
在该技术方案中，将杆件的加热温度作为将杆件向加热单元内移动的标准，进一步地，基于杆件处于加热单元内预设位置处的温度和/或处于加热单元炉口处杆件的温度作为向加热单元内移动的标准，使杆件加热控制更为精准，多批次处理杆件时，能够确保生产的杆件加热效果统一。
在上述任一技术方案中，优选地，第一温度阈值的取值范围为650℃至750℃；第二温度阈值的取值范围为450℃至550℃。
在该技术方案中，通过第一温度阈值与第二温度阈值的选取，确定向加热单元内移动杆件的节点，确保能够在杆件达到初步加热效果，且杆件未在加热单元的炉口处形成较长温度与组织过渡区时向加热单元内移动，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
在上述任一技术方案中，优选地，杆件为钢轨，预设位置为钢轨压型跟端。
在该技术方案中，对钢轨的压型跟端进行加热处理，能够提高轨件压型跟端的热处理质量，保证钢轨局部锻压区与在线热处理原材部分整体性能保持一致，同时能够显著缩短钢轨在局部加热过程中处于加热单元炉口处温度与组织过渡区的长度，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度，延长钢轨使用寿命。
在上述任一技术方案中，优选地，加热单元为两端开口的感应加热炉。
在该技术方案中，感应加热炉的加热速度快，能够缩短杆件加热过程中温度与组织过渡区的长度，进一步地选用两端开口的感应加热炉，便于对杆件的预设位置进行加热，便于杆件的移动，使用更为方便。
根据本发明的第二个目的，还提出了一种加热设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一技术方案所述的杆件加热方法。该加热设备包括杆件加热方法的全部技术效果。
根据本发明的第三个目的，还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行实现上述任一技术方案所述的杆件加热方法。该计算机可读存储介质包括杆件加热方法的全部技术效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例一的杆件加热方法的流程图；
图2是本发明实施例二的杆件加热方法的流程图；
图3是本发明实施例三的杆件加热方法的流程图；
图4是本发明实施例四的杆件加热方法的流程图；
图5是本发明一个实施例的加热设备的示意框图；
图6是本发明一个实施例的钢轨静止加热状态示意图；
图7是本发明一个实施例的钢轨向炉内移动后加热状态示意图。
其中，图5至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
100加热设备，110存储器，120处理器，130感应加热炉，140钢轨。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图7来描述根据本发明一些实施例提供的杆件加热方法、加热设备及计算机可读存储介质。
实施例一
如图1所示，本发明的一个实施例的杆件加热方法的流程包括：
步骤102，对杆件的预设位置进行加热；
步骤104，当加热的时间到达预设时间和/或加热的温度到达预设温度时，将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热。
通过该实施例的杆件加热方法对杆件加热过程中，当对杆件完成初步加热后将杆件向加热装置内移动预设距离继续加热，通过这种方式能够显著缩短杆件在局部加热过程中处于加热单元炉口处的温度与组织过渡区的长度，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
进一步地，将杆件初步加热的时间和/或者温度作为开始向加热单元内移动的标准，使杆件加热控制更为精准，在多批次热处理杆件时，多批次的杆件加热效果统一。
具体地，可以通过本实施例的杆件加热方法对轨件进行局部加热时，通过在加热一定时间后将杆件相加热单元内移动一段距离形成分段短式加热的方式，降低轨件在炉口外侧受热温度，提高加热与非加热过渡区温度梯度，从而减小热影响区宽度范围，改善钢轨局部淬火质量。降低列车通过轨件时由热影响区宽度较大、硬度较低带来的冲击磨耗和不平顺。避免轨件磨损或列出运行事故的发生，延长轨件使用寿命。
实施例二
如图2所示，本发明的一个实施例的杆件加热方法的流程包括：
步骤202，对杆件的预设位置进行加热；
步骤204，当加热的时间到达预设时间，将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热；
步骤206，在继续加热到目标温度，保温至目标时间后，将杆件经由加热单元退出进行冷却。
在该实施例中，当杆件向加热单元移动预设距离后，进一步继续加热直至加热温度到达目标温度，保温目标时间，确保杆件能够达到预期的加热效果，而后将杆件移出加热单元进行冷却，完成对杆件的加热。
可选地，预设距离的取值范围大于或等于50mm。
在该实施例中，预设距离的选定与杆件加热目标温度呈正相关，杆件目标加热温度越高则预设距离的选定越大，通过预设距离大于或等于50mm的选定，能够至少将杆件局部加热过程中的温度与组织过渡区的长度缩短50mm，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
可选地，预设时间的取值范围为120s至180s。
在该实施例中，将预设时间作为将杆件向加热单元内移动的标准，通过120s至180s的选取，确保能够在杆件达到初步加热效果，且杆件未在加热单元的炉口处形成较长温度与组织过渡区时向加热单元内移动，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
实施例三
如图3所示，本发明的一个实施例的杆件加热方法的流程包括：
步骤302，对杆件的预设位置进行加热；
步骤304，加热的温度到达预设温度时，将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热；
步骤306，在继续加热到目标温度，保温至目标时间后，将杆件经由加热单元退出进行冷却。
可选地，预设距离的取值范围大于或等于50mm。
可选地，加热温度到达预设温度包括：获取预设位置处的加热温度达到第一温度阈值；和/或获取位于加热单元的炉口处的杆件的加热温度到达第二温度阈值。
在该实施例中，将杆件的加热温度作为将杆件向加热单元内移动的标准，进一步地，基于杆件处于加热单元内预设位置的温度和/或处于加热单元炉口处杆件的温度作为向加热单元内移动的标准，使杆件加热控制更为精准，杆件加热效果统一。
可选地，第一温度阈值的取值范围为650℃至750℃；第二温度阈值的取值范围为450℃至550℃。
在该实施例中，通过第一温度阈值与第二温度阈值的选取，确定向加热单元内移动杆件的节点，确保能够在杆件达到初步加热效果，且杆件未在加热单元的炉口处形成较长温度与组织过渡区时向加热单元内移动，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度。
实施例四
如图4所示，本发明的一个实施例的杆件加热方法的流程包括：
步骤402，对杆件的预设位置进行加热；
步骤404，当加热的时间到达预设时间和加热的温度到达预设温度时，将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热；
步骤406，在继续加热到目标温度，保温至目标时间后，将杆件经由加热单元退出进行冷却。
在该实施例中，将杆件初步加热的时间和温度作为开始向加热单元内移动的标准，当加热时间到达预设时间且加热温度到达预设温度时将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热，使杆件加热控制更为精准，多批次热处理杆件时，多个杆件之间加热效果统一。
具体地，若加热时间到达预设时间，加热温度未到达预设温度时，检测加热单元工作状态，在确保加热单元正常工作的情况下，继续加热直到加热温度到达预设温度后，将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热。
具体地，若加热温度到达预设温度，加热时间未到达预设时间时，将杆件向加热单元内移动预设距离继续加热。
可选地，预设距离的取值范围大于或等于50mm。
可选地，预设时间的取值范围为120s至180s。
可选地，加热温度到达预设温度包括：获取预设位置处的加热温度达到第一温度阈值；和/或获取位于加热单元的炉口处的杆件的加热温度到达第二温度阈值。
可选地，第一温度阈值的取值范围为650℃至750℃；第二温度阈值的取值范围为450℃至550℃。
可选地，杆件为钢轨140，预设位置为钢轨压型跟端。
在该实施例中，对钢轨140的压型跟端进行加热处理，能够提高轨件压型跟端的热处理质量，保证钢轨局部锻压区与在线热处理原材部分整体性能保持一致，同时能够显著缩短钢轨140在局部加热过程中处于加热单元炉口处的温度与组织过渡区的长度，显著缩短加热热影响球化区组织的长度，提高热影响区的硬度，延长轨件使用寿命。
可选地，加热单元为两端开口的感应加热炉130。
在该实施例中，感应加热炉130的加热速度快，能够缩短杆件加热过程中温度与组织过渡区的长度，进一步地选用两端开口的感应加热炉130，便于对杆件的预设位置进行加热，便于杆件的移动，使用更为方便。
实施例五
如图5所示，该实施例提供了一种加热设备100，包括存储器110、处理器120及存储在存储器110上并可在处理器120上运行的计算机程序，处理器120执行计算机程序时实现上述任一技术方案的杆件加热方法。该加热设备100包括杆件加热方法的全部技术效果。
实施例六
该实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器120执行实现上述任一技术方案的杆件加热方法。该计算机可读存储介质包括杆件加热方法的全部技术效果。
具体实施例
如图6和图7所示，其中，箭头方向代表钢轨140移动方向，a表示为钢轨压型跟端向炉内伸进的距离，该实施例通过杆件加热方法对钢轨140进行局部加热，包括：
步骤1，钢轨140进入两端开口的感应加热炉130中调整好位置后开始静止加热。
步骤2，静止加热至加热时间为120-180秒，炉内轨件加热到650℃-750℃，炉口位置温度约450℃～550℃。
步骤3，将钢轨压型跟端炉口区域沿纵向向炉内伸进大于或等于50mm长度继续加热到目标温度。
步骤4，加热及保温结束后退出进行冷却。
该实施例克服现有技术存在的不足，提供了一种能够有效减小长大杆件局部加热热影响区的方法，以适应钢轨140等长大杆件开放式局部整体持续加热的连续制造与工艺特点。
该实施例的杆件加热方法为分阶段渐进式：第一阶段首先对固定长度的钢轨压型跟端进行静止加热，加热一段时间，待炉内轨件及炉口位置温度分别达到一定温度后；第二阶段将此时的钢轨压型跟端炉口区域沿纵向向炉内多伸进杆件加热方法50mm长度继续加热直到目标温度，加热及保温结束后退出进行冷却。通过这种方式可将原固定不动一次持续升温引起的钢轨炉口中高温热影响软化区温度(650～750℃)提高到目标温度，而新产生的炉口区域由于加热时间相对较短，所以温度较低，约为300～500℃，通过这种方式可有效降低钢轨局部加热热影响区的长度，提高热影响区硬度和耐磨性，延长轨件使用寿命。解决以往存在的钢轨局部加热热影响区较长，控制难度大，影响加热效率及效果的问题。
与现有技术相比，本实施例的有益效果是：
(1)有效减小钢轨局部加热热影响区的长度，易于实现自动化控制。
(2)成本低，不影响开放式局部加热炉内加热效果与效率。
(3)改善列车通过轨件的平顺性，降低轨件跟端磨耗。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种杆件加热方法，其特征在于，包括：
对杆件的预设位置进行加热, 所述预设位置为钢轨压型跟端；
当加热的时间到达预设时间和/或加热的温度到达预设温度时，将所述杆件向加热单元内移动预设距离继续加热，所述预设距离与所述杆件的加热目标温度正相关。
2.根据权利要求1所述的杆件加热方法，其特征在于，还包括：
在所述继续加热到目标温度，保温至目标时间后，将所述杆件经由所述加热单元退出进行冷却。
3.根据权利要求1所述的杆件加热方法，其特征在于，
所述预设距离的取值范围大于或等于50mm。
4.根据权利要求1所述的杆件加热方法，其特征在于，还包括：
所述预设时间的取值范围为120s至180s。
5.根据权利要求1所述的杆件加热方法，其特征在于，所述加热温度到达预设温度包括：
获取所述预设位置处的加热温度达到第一温度阈值；和/或
获取位于所述加热单元的炉口处的杆件的加热温度到达第二温度阈值。
6.根据权利要求5所述的杆件加热方法，其特征在于，
所述第一温度阈值的取值范围为650℃至750℃；
所述第二温度阈值的取值范围为450℃至550℃。
7.根据权利要求1所述的杆件加热方法，其特征在于，
所述加热单元为两端开口的感应加热炉。
8.一种加热设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的杆件加热方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的杆件加热方法。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| GB2118579A (en) * | 1982-01-29 | 1983-11-02 | British Steel Corp | Heat treatment of rails |
| CN1034583A (zh) * | 1988-01-26 | 1989-08-09 | 冶金工业部攀枝花钢铁公司 | 生产高强度钢轨的热处理方法和装置 |
| CN101245577A (zh) * | 2008-03-07 | 2008-08-20 | 中铁宝桥股份有限公司 | 一种提高道岔尖轨心轨跟端耐磨耗的方法 |
| CN101438620A (zh) * | 2006-04-24 | 2009-05-20 | 感应加热有限公司 | 管状材料端部的电感应加热处理 |
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-
2019
- 2019-11-05 CN CN201911072044.4A patent/CN110777245B/zh active Active
Patent Citations (6)
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