CS266577B2

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

Info

Publication number: CS266577B2
Application number: CS861937A
Authority: CS
Inventors: Franz Dipl Ing Rotter
Original assignee: Voest Alpine Ag
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1990-01-12
Also published as: PL145456B1; HUT43655A; DE3669538D1; HU195545B; EP0199706A2; YU44545B; ATE51036T1; AT391707B; CS193786A2; DD244990A5; EP0199706B1; ATA88785A; YU36586A; NO161632B; YU164387A; EP0199706A3; NO861149L; NO161632C; YU44642B

Abstract

1. Process for the heat treatment of rails in the transitional region between the tongue end and the control rail section, the rail being heated above the austenitizing temperature and thereafter being cooled in still air, characterized in that the heat treatment is carried out simultaneously with or immediately after the hot forming of the tongue rail end, in that the transitional region is heated over a depth of at least 7 mm and at most 25 mm, and in that the heat treatment is controlled in such a way that the length of the zone of structural change obtained as a result of the forming of the tongue is kept smaller than 30 mm in the longitudinal direction of the rail.

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.(57) In order to prevent depressions on the running surface of the rails in the transition area between the tongue end and the tongue profile, it is proposed to rapidly heat the transition area starting from the perimeter temperature to a temperature greater than the austenitization temperature. cooling in calm air. This method can be carried out using a burner mounted in a support with a reversible drive, the surface temperature being measured by a measuring instrument.

V závislosti na změřené teplotě probíhá řízení přívodu hořlavého plynu a/nebo spalovacího vzduchu nebo kyslíku a/nebo pojezdové rychlosti suportu.Depending on the temperature measured, the supply of flammable gas and / or combustion air or oxygen and / or the traveling speed of the support is controlled.

CS 266 577 B2CS 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.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for preventing the formation of rail sores in the transition region between the tongue end and the tongue profile.

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 .The end of the tongue rail is usually formed by hot forming in a die. The rail is heated to the required molding temperature in a separate annealing furnace, the rail being inserted into the furnace in the required length. The forming process is usually divided into three working stages, between which it is always necessary to heat the rail to the forming temperature. When the rail end is heated, a temperature transition zone is formed towards its cold end in the profile, resulting in a metallurgical change in the structure of the rail material. This structural change, which occurs in the case of pearlitic rail steel, in particular in the temperature range 750 to 760 ° C, results in some kind of soft annealing effect. The longer the rail steel is in this temperature range, the higher the soft-annealing effect and the lower the strength. The length of the structure change zone is directly related to the forming temperature and the duration of the hot forming process. The drop in strength in the transition zone is of the order of 150 to 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.As a result of this local decrease in strength, a passage of approximately 120 mm occurs when the wheels pass over the rail tongue profile. This depression can only be prevented by limiting the length range in which the decrease in strength can be detected to about 30 mm, thereby reliably preventing plastic deformation due to the Hertz specific pressure as a function of the diameter of the travel wheel and thus the formation of depressions. By limiting the zone by altering the structure of the rail material to said length, the cooperation of the edge zone structure is sufficient to prevent plastic deformation.

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.A process is known in which heat treatment of rails is carried out to form a finely pearlitic material structure. The heating comprises its entire length, with a continuous method of heating the rail. After heating above the austenitization temperature, controlled cooling is carried out using compressed air or compressed air with liquid medium.

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. ,It is an object of the present invention to prevent the rail from decreasing its strength in the transition region to its cold end during the hot forming of the rail, or to restore the already existing structural change in the deformation region to its original state. ,

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.This object has been achieved in a method for avoiding depressions in the transition region between the tongue end and the tongue profile according to the invention, which is characterized in that the heat treatment coincides with or immediately follows the thermoforming of the tongue end of the rail. of a depth of at least 7 mm, preferably about 10 mm to 25 mm, heats above the austenitization temperature, in particular above 860 ° C, and upon reaching the austenitization temperature, the shaped rail tongue is cooled in still air.

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.This heat treatment recreates the original state of the pearlitic structure of the rail material, wherein said temperature penetration depth has been selected considering that the maximum stress usually occurs at a depth of about 7 mm below the workpiece surface. An essential factor for heat treatment is, as far as possible, a short heating time to the molding temperature in order to prevent the temperature from spreading to the cold end of the rail. After pulling the rail tongue profile onto the Vignol profile, the temperature range of the workpiece in the range of the structural change zone is about 400 to 450 ° C, and the post-heat-up time for the subsequent heat treatment can be significantly shortened by heat treatment in close relation to the thermoforming. rail ends. Thus, the heat treatment can be limited to a short length. In a preferred embodiment of the method of the invention, the heat treatment is limited to the rail head. The cooling is then carried out in still air, thereby attaining the original state of the structure prior to forming.

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 zpracováníAdvantageously, in the transition region between the normal rail profile and its tongue end, an area of at least 150 mm, preferably about 300 mm, is exposed to the heat treatment. Depending on the duration of the thermoforming process, the maximum length of the region can generally be limited to below 900 mm. Heat treatment control

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.CS 266 577 B2 is preferably carried out in such a way that the length of the structure change zone resulting from the deformation of the tongue is kept shorter than 30 mm in the longitudinal direction of the rail.

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.The device according to the invention is constituted by a movable gas burner, the travel of which is defined by adjustable limit switches, the burner being mounted in a support with a reversible drive and a measuring device for measuring the surface temperature of the rail head is arranged above the rail head.

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.Advantageously, the supply of flammable gas and / or combustion air or oxygen and / or the linear travel speed of the support with the burner along the rail are controlled in dependence on the measured temperature values. The temperature measuring device may be connected to the process computer by the control lines and the control system of the valves connected to the gas-oxygen mixing device for the burner.

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.Taking into account the non-linear temperature profile in the temperature transition region, the process computer-controlled device appears to be particularly useful. The burner assembly is mounted on the support and the length of the heat treatment can be optimally adjusted by limit switches. The thermal input can be monitored by a built-in temperature measuring device, for example a milliscope or a pyrometer, and the flame intensity can be controlled by a process computer. The operation can be conducted in such a way that, in particular during glowing, an intense flame can be used and only a soft flame can be used in the temperature maintenance stage. In this way, it is possible to avoid overheating of the regions which have already reached the structure transformation temperature.

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.An exemplary embodiment of a method of preventing rail sags and apparatus to be carried out is shown in the drawing, wherein FIG. 1 is a schematic side view of the device according to the invention and FIG.

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.FIG. 1 shows a support 6 carrying at least one burner 2, preferably a set of water-cooled burners, the flames of which are directed towards the rail head 6. The burners 2 are connected by hoses 4 to a set of control valves 4, shown schematically in FIG. 2. In the travel path of the slide 6, limit switches 7 and 8 are provided to define the travel path of the slide 6. Above the rail 8 there is a temperature measuring device 8 connected by signal lines 10 to the process computer 11. The measured temperature is indicated on the indicating device 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.As shown in Fig. 2, the reversing drive 13 of the slide 6 is arranged on the side next to the rail 6. The limit switches 7 and 8 are also located in the travel path of the reversing drive 53 to define the travel path of the drive. The slide 6 travels on the table 14 and is supported by it. The travel range of the carriage 6 is usually limited to 600 to 900 mm, with a minimum travel of about 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.Cooling the molded part of the tongue rail in still air has proven to be sufficient to prevent unwanted curing and only to re-establish the structure of the material that predominated before the rail was heated to the hot-forming temperature.

CS 266 577 B2CS 266 577 B2

PŘEDMĚT VYNALEZUOBJECT OF THE INVENTION

Claims

A method for preventing rail sags in the transition region between a tongue end and a tongue profile, characterized in that, immediately after hot forming the tongue end of the rails, it is heat treated by heating the transition region to a depth of 7-25 mm to a temperature of at least 860 ° C. then cooling in still air.

Method according to claim 1, characterized in that an area of at least 150 mm, preferably about 300 mm, is exposed to the heat treatment in the transition region between the normal rail profile and its tongue end.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the structure change zone resulting from the deformation of the tongue controlled by the heat treatment is kept shorter than 30 mm in the longitudinal direction of the rail.

4. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that only the head of the rail is subjected to heat treatment.

Apparatus for carrying out the method according to Claims 1 to 4, characterized in that it comprises at least one mobile gas burner (2), the travel of which is defined by adjustable limit switches (7, 8), the gas burner (2) being mounted in the slide (1) with reversible drive (13) and above the head (3) of the rail (4) is provided a measuring device (9) for measuring the surface temperature of the head (3) of the rail (4).

Device according to claim 5, characterized in that the supply (5) of the combustible gas and / or combustion air or oxygen and / or the linear travel speed of the support (1) with the gas burner (2) along the rail (4) is on the measured temperature values.

Device according to Claim 5 or 6, characterized in that the temperature measuring device (9) is connected by a control line (10) to a percentage computer (11) which is connected to a gas-oxygen mixing device by a controllable valve assembly (6). gas burner (2).