CS266577B2 - Method of rails depressions' formation prevention zone between point's end and points' profile and device for realization of this method - Google Patents

Description

(57) Pro zabránění vytváření proláklin na pojezdové ploše kolejnic v přechodové oblasti mezi koncem jazyka a profilem jazyka je navrženo rychlé ohřátí přechodové oblasti s vycházením z obvodové teploty na teplotu vyšší než je austenitizační teplota, jejíž hloubka průniku je omezena na nejvýše 25 mm, načež proběhne ochlazení v klidném vzduchu. Tento způsob je možno realizovat s použitím hořáku, uchyceného v suportu s reverzačním pohonem, přičemž teplota povrchu je měřena měřicím přístrojem.

V závislosti na změřené teplotě probíhá řízení přívodu hořlavého plynu a/nebo spalovacího vzduchu nebo kyslíku a/nebo pojezdové rychlosti suportu.

CS 266 577 B2

CS 266 577 B2

Vynález se týká způsobu zabránění vzniku proláklin kolejnic v přechodové oblasti mezi koncem jazyka a profilem jazyka a zařízení к provádění tohoto způsobu.

Vytvarování konce jazykové kolejnice se obvykle provádí tvářením za tepla v zápustce. Ohřátí kolejnice na potřebnou tvářecí teplotu probíhá ve zvláštní žíhací peci, přičemž kolejnice se do pece zasunuje vždy v potřebné délce. Postup tvarování je obvykle rozložen do tří pracovních stupňů, mezi nimiž je vždy nutné přihřátí kolejnice na tvářecí teplotu. Při ohřívání konce kolejnice vzniká směrem к jejímu studenému konci v profilu přechodové pásmo teploty, mající za následek metalurgickou změnu struktury materiálu kolejnice. Tato změna struktury, к níž u perlitické kolejnicové ocele dochází zejména v oblasti teplot 750 až 760 °C, má za následek určitý druh účinku vyžíhání na měkko. Cím déle je kolejnicová ocel v této oblasti teplot, tím vyšší je účinek vyžíhání na měkko a tím i pokles pevnosti. Délka pásma změny struktury je přímo závislá na tvářecí teplotě a na době trvání procesu tváření za tepla. Pokles pevnosti v přechodovém pásmu dosahuje řádově 150 až 200 N/mm .

V důsledku tohoto lokálního poklesu pevnosti dochází pak při přejezdu kol přes profil jazyka kolejnice ke vzniku prolákliny v délce asi 120 mm. Vzniku této prolákliny je možno zabránit jen tím, když se délková oblast, v níž je možno zjistit pokles pevnosti, omezí asi na 30 mm, čímž se spolehlivě zabrání vzniku plastické deformace na základě Hertzova měrného tlaku v závislosti na průměru pojezdového kola a tím i vytváření prolákliny. Při omezení pásma změmy struktury materiálu kolejnice na uvedenou délku je spolupráce struktury okrajových pásem dostačující pro zabránění vzniku plastické deformace.

Je znám postup, podle něhož je prováděno tepelné zpracování kolejnic za účelem vytvoření jemně perlitické struktury materiálu. Ohřátí zahrnuje její celou délku, přičemž je uplatněn průchozí způsob ohřevu kolejnice. Po ohřátí nad teplotu austenitizační se provádí řízené ochlazování s použitím tlakového vzduchu, případně tlakového vzduchu s tekutým médiem.

Záměrem vynálezu je při tváření kolejnice za tepla předejít poklesu její pevnosti v přechodové oblasti к jejímu studenému konci, respektive již proběhlou změnu struktury v oblasti přetvoření vrátit na původní stav. ,

Tohoto záměru bylo dosaženo u způsobu zabránění vzniku proláklin v přechodové oblasti mezi koncem jazyka a profilem jazyka, podle vynálezu, jehož podstatou je, že tepelné zpracování probíhá současně s tvářením za tepla jazykovéo konce kolejnice, případně na ně bezprostředně navazuje, přičemž přechodová oblast se do hloubky alespoň 7 mm, s výhodou kolem 10 mm až 25 mm, ohřeje nad austenitizační teplotu, zejména nad teplotu 860 °C a po dosažení austenitizační teploty se provede ochlazení vytvarovaného jazyka kolejnice v klidném vzduchu.

Tímto tepelným zpracováním se znovu vytvoří původní stav perlitické struktury materiálu kolejnice, přičemž uvedená hloubka průniku teploty byla zvolena s ohledem na to, že maximum pnutí se obvykle projevuje v hloubce asi 7 mm pod povrchem obrobku. Podstatným faktorem pro tepelné zpracování je pokud možno krátký čas ohřevu na tvářecí teplotu, aby se zabránilo šíření teploty ke studenému konci kolejnice. Po vytažení profilu jazyka kolejnice na Vignolův profil je oblast teploty obrobku v rozmezí pásma změny struktury asi 400 až 450 °C, přičemž je možno dobu přihřátí pro následné tepelné zpracování výrazně zkrátit tím, že tepelné zpracování se provede v těsné návaznosti na tváření za tepla jazykového konce kolejnice. Tím je možno tepelné zpracování omezit na krátkou délku. Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se tepelné zpracování omezí na hlavu kolejnice. Ochlazování pak probíhá v klidném vzduchu, čímž je dosaženo původní stav struktury před tvářením.

Je výhodné, když se podle vynálezu postupuje tak, že v přechodové oblasti mezi normálním profilem kolejnice a jejím jazykovým koncem se tepelnému zpracování vystaví oblast v délce alespoň 150 mm, s výhodou kolem 300 mm. Maximální délka oblasti může přitom být podle trváni procesu tváření za tepla zpravidla omezena pod 900 mm. Řízení tepelného zpracování

CS 266 577 B2 se s výhodou provádí tak, že délka pásma změny struktury, vzniklé přetvořením jazyka, se v podélném směru kolejnice udržuje kratší než 30 mm.

Podstatou zařízení podle vynálezu je, že je tvořeno pojízdně uloženým plynovým hořákem, jehož dráha pojezdu je vymezena přestavitelnými koncovými spínači, přičemž hořák je upevněn v suportu s reverzačním pohonem a nad hlavou kolejnice je uspořádán měřicí přístroj pro měření teploty povrchu hlavy kolejnice.

Je výhodné, když přívod hořlavého plynu a/nebo spalovacího vzduchu nebo kyslíku a/nebo lineární rychlost pojezdu suportu s hořákem podél kolejnice jsou řízeny v závislosti na naměřených hodnotách teploty. Měřicí přístroj teploty může být ovládacími vedeními spojen s procesním počítačem a ten řiditelnou soustavou ventilů spojen se směšovacím zařízením plynu s kyslíkem pro hořák.

S přihlédnutím к nelineárnímu průběhu teploty v přechodové oblasti teploty se procesním počítačem řízené zařízení jeví jako zvlášť účelné. Soustava hořáků je přitom upevněna na suportu a délka tepelného zpracování může být optimálně nastavena koncovými spínači. Tepelný příkon může být sledován zabudovaným měřicím přístrojem teploty, utvářeným například jako miliskop nebo pyrometr, přičemž intenzita plamene může být řízena procesním počítačem. Provoz může být přitom veden tak, že zejména při žhavení může být použit intenzivní plamen a ve stádiu udržování teploty jen měkký plamen. Tím je možno vyloučit přehřátí oblastí, které již dosáhly teplotu přeměny struktury.

Příklad provedení způsobu zabránění vzniku proláklin kolejnice a zařízení к jeho provádění jsou znázorněny na výkrese, kde obr. 1 představuje schematický boční pohled na zařízení podle vynálezu a obr. 2 pohled na zařízení podle vynálezu ve směru šipky II podle obr. 1.

Na obr. 1 je znázorněn suport £, nesoucí alespoň jeden hořák 2, s výhodou soustavu vodou chlazených hořáků, jejichž plameny jsou nasměrovány na hlavu £ kolejnice £. Hořáky 2 jsou přitom hadicemi £ spojeny se soustavou regulačních ventilů £, znázorněnou schematicky na obr. 2, V dráze pojezdu suportu £ jsou začleněny koncové spínače 7 a 8 pro vymezení dráhy pojezdu suportu £. Nad kolejnicí £ je umístěn měřicí přístroj £ teploty, spojený signálními vedeními 10 s procesním počítačem 11. Naměřená teplota je ukazována na ukazovacím přístroji 12.

Jak je znázorněno na obr. 2, je reverzační pohon 13 suportu £ uspořádán na boku vedle kolejnice £. V oblasti dráhy pojezdu reverzačního pohonu £3 jsou rovněž umístěny koncové spínače 7 a 8 pro vymezení dráhy pojezdu pohonu £3. Suport £ pojíždí po stole 14 a je jím podepřen. Rozsah pojezdu suportu £ je obvykle omezen na 600 až 900 mm, přičemž minimální dráha jeho pojezdu je obvykle volena kolem 300 mm.

Ochlazení vytvarované části jazykové kolejnice v klidném vzduchu se projevilo jako dostačující pro předcházení nežádoucímu vytvrzení a pro pouze opětovné obnovení stavu struktury materiálu, který převládal před ohřátím kolejnice na teplotu tváření za tepla.

CS 266 577 B2

PŘEDMĚT VYNALEZU

Claims (7)

1. Způsob zabránění vzniku proláklin kolejnic v přechodové oblasti mezi koncem jazyka a profilem jazyka, vyznačující se tím, že bezprostředně po tváření jazykového konce kolejnic za tepla se provede jeho tepelné zpracování ohřevem přechodové oblasti do hloubky 7 až 25 mm na teplotu alespoň 860 °C, načež se provede ochlazení na klidném vzduchu.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že v přechodové oblasti mezi normálním profilem kolejnice a jejím jazykovým koncem se tepelnému zpracování vystaví oblast v délce alespoň 150 mm, s výhodou kolem 300 mm.

3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že délka pásma změny struktury, vzniklé přetvořením jazyka řízeným tepelným zpracováním se v podélném směru kolejnice ' udržuje kratší než 30 mm.

4. Způsob podle kteréhokoliv z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že tepelnému zpracování se podrobuje jen hlava kolejnice.

5. Zařízení к provádění způsobu podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je tvořeno alespoň jedním pojízdně uloženým plynovým hořákem (2), jehož dráha pojezdu je vymezena přestavitelnými koncovými spínači (7, 8), přičemž plynový hořák (2) je upevněn v suportu (1) s reverzačním pohonem (13) a nad hlavou (3) kolejnice (4) je uspořádán měřicí přístroj (9) pro měření teploty povrchu hlavy (3) kolejnice (4).

6. Zařízení podle bodu 5, vyznačující se tím, že přívod (5) hořlavého plynu a/nebo spalovacího vzduchu nebo kyslíku a/nebo lineární rychlost pojezdu suportu (1) s plynovým hořákem (2) podél kolejnice (4) jsou řízeny v závislosti na naměřených hodnotách teploty.

7. Zařízení podle bodu 5 nebo 6, vyznačující se tím, že měřicí přístroj (9) teploty je ovládacími vedeními (10) spojen s procentním počítačem (11), který je řiditelnou soustavou ventilů (6) spojen se směšovacím zařízením plynu s kyslíkem pro plynový hořák (2).