DE3728498A1 - Vorrichtung und verfahren zur waermebehandlung von schienen - Google Patents

Description

Der Gegenstand der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Eisenbahnschienen und bezieht sich insbesondere auf das Härten einer Schiene aus unlegiertem Hartstahl durch Wärmebe­ handlung.

Die Erfindung ist besonders auf das Härten einer Schiene durch Wärmebehandlung durch Erwärmen der Schiene in einer solchen Weise anwendbar, die während der Behandlung für das Schienenprodukt eine ausgeglichene thermische Deformation mit resultierender Geradlinigkeit erzielt, die den Bedarf nachfolgender mechanischer Schritte zur Kompensation der Verwerfung beträchtlich reduziert. Der Fachmann wird jedoch erkennen, daß diese Er­ findung ohne weiteres für die Verwendung auf an­ deren Gebieten oder für die Anwendung auf andere Gegenstände angepaßt werden kann, zum Beispiel bei denen ähnliche Wärmebehandlungsverfahren an­ gewendet werden und die Deformation des Produktes unerwünscht ist.

Eine Eisenbahnschiene ist typischerweise aus un­ legiertem Hartstahl bzw. Hartstahl (nachfolgend als Hartstahl bezeichnet) zusammengesetzt. Da sich Größe, Leistung und Gewicht der Züge erhöh­ ten, verursachten die erhöhten Belastungen auf die Schiene, genauso wie die erhöhten Rollreibungs- und Seitenschubkräfte eine beschleunigte Abnutzung der Schiene. Diese verringerte Lebensspanne einer solchen Schiene erforderte erhöhte Kosten für Instandhaltungsarbeiten und Austausch, häufigere Inspektionen und wesentliche Sicherheitsbedenken.

Verschiedene Formen und Arten einer verfestigten oder gehärteten Schiene wurden in der Schienenindustrie vorgeschlagen und angewandt, um diese Probleme zu überwinden, alle mit unterschiedlichem Erfolgsgrad. Es wurde gefunden, daß die Mängel, die in den mei­ sten herkömmlichen Vorschlägen vorhanden sind, so sind, daß diese Vorschläge selbst von begrenzter Ökonomie und praktischem Wert sind. Es ist bekannt, Schienenabschnitte, die diesen Abnutzungskräften unterzogen werden, mit Wärme zu behandeln. Eine solche Wärmebehandlung ist für eine Hartstahl- oder Legierungsstahlschiene anwendbar. Diese Ver­ fahren zeigen jedoch das Problem, daß die metallur­ gische Umwandlung, metallurgische Volumenveränderungen oder thermische Deformierung in der Schiene oftmals mechanische Schritte erfordern, um die Deformierung der Schiene zu kompensieren. Solche mechanische Kompensationsschritte sind teuer und schwer durch­ führbar, beinhalten gewöhnlich relativ große Kräfte und beschränken die Länge der Schiene, die bearbeitet werden kann. Trotzdem ist ein nachfol­ gendes Richten erforderlich, um eine annehmbare Schiene herzustellen.

Andere Vorschläge beinhalteten die Anwendung einer Legierungsstahlschiene mit besseren Abnutzungsei­ genschaften, eine solche Schiene hat jedoch in ihrem Volumen durchweg die gleichen Eigenschaften und umfaßt folglich eine vergleichsweise teure Schiene. Der erhöhte Aufwand der Legierungsschiene hat ihre Anwendbarkeit auf solche Situationen be­ grenzt, bei denen diese Kosten gerechtfertigt sein können.

Folglich bestand in der Industrie ein gesteigerter Bedarf nach verbesserten Vorrichtungen und Ver­ fahren zur Herstellung von Eisenbahnschienen mit verbesserten Abnutzungseigenschaften, die jedoch mit Kosten hergestellt werden können, die geringer als die des Legierungsstahls sind.

Die vorliegende Erfindung betrachtet eine neue und verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zum Härten einer Hartstahleisenbahnschiene, das alle oben genannten Probleme und andere überwindet, um ein neues Verfahren und eine Ausrüstung zu schaffen, die in ihrer Gestaltung einfach ist, die Schiene, wo es erforderlich ist, ökonomisch härtet, leicht auf eine Vielzahl von Abmessungseigenschaften der Schiene anzupassen ist, und die eine abnutzungs­ beständige Schiene liefert, wobei der Bedarf nach nachfolgenden mechanischen Schritten zur Kompen­ sation der Verwerfung verringert wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und ein Aufbau bzw. eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung einer Eisenbahnschiene geschaffen, um eine Schiene mit verbesserten Abnutzungseigen­ schaften herzustellen. Die Schiene weist Kopf-, Steg- und Flanschabschnitte auf, die um vertikale und horizontale neutrale Achsen angeordnet sind. Das Verfahren umfaßt den ersten Schritt der Vor­ erwärmung der gesamten Schiene, einschließlich der Kopf-, Steg- und Flanschabschnitte auf eine erste ausgewählte Temperatur unterhalb der me­ tallurgischen Transformationstemperatur bzw. Um­ wandlungstemperatur (nachfolgend als Transforma­ tionstemperatur bezeichnet) des Schienenstahls. Der zweite Schritt umfaßt das Erwärmen des Kopf­ abschnittes und des Flanschabschnittes der Schiene auf ausgewählte Temperaturen oberhalb der metallur­ gischen Transformationstemperatur für eine ausge­ glichene thermische Deformation der Schiene um diese Achsen herum. Der dritte Schritt umfaßt das Abschrecken der Kopf- und Flanschabschnitte der Schiene, um die gewünschte metallurgische Struktur in der Schiene mit verbesserten Abnutzungseigen­ schaften zu erzeugen, wobei während des Abschreck­ verfahrens eine ausgeglichene thermische Defor­ mation der Schiene um diese Achsen herum erzielt wird. Das Abschreckverfahren umfaßt die Verrin­ gerung der Temperatur der Kopf- und Flanschab­ schnitte der Schiene auf eine Temperatur unter­ halb der metallurgischen Transformationstemperatur. Der vierte Schritt in diesem Verfahren umfaßt das Nachkühlen der gesamten Schiene auf Raumtemperatur, wobei um die Neutralachsen herum eine ausgeglichene thermische Deformierung aufrechterhalten wird. Die ausgeglichene thermische Deformierung der ge­ samten Kopf-, Steg- und Flanschabschnitte der Schiene ermöglicht das Härten der Schiene, wobei eine Schiene mit wesentlicher Geradlinigkeit her­ gestellt wird und dadurch der Bedarf nach einer nachfolgenden mechanischen Behandlung zur Kompen­ sation der Verwerfung verringert wird.

Nach einem weiteren Aspekt des Gegenstandes dieser Erfindung umfaßt der Vorerwärmungsschritt ein ge­ samtes Erwärmen der Schiene auf eine Temperatur von etwa 1000°F (538°C). Danach werden der Kopfabschnitt und der Flanschabschnitt auf Temperaturen oberhalb der metallurgischen Transformationstemperatur er­ wärmt, nämlich A _s für irgend eine Stahllegierung.

Vorzugsweise werden Verfahren der Wirbelstromerwärmung bzw. Hochfrequenzerwärmung (nachfolgend als Hochfre­ quenzerwärmung bezeichnet) angewendet, um diese ausgeglichene thermische Deformation um die neu­ tralen Achsen der Schiene zu erzielen. Der dritte Schritt des Abschreckens der Kopf- und Flanschab­ schnitte umfaßt ein örtlich begrenztes Luftab­ schrecken des Kopf- und Flanschabschnittes auf etwa 1000°F (538°C). Ein gesamtes Sprühabschrecken wird verwendet, um danach die Temperatur der gehärteten Schiene auf Umgebungsraumtemperatur zu verringern.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Aufbau bzw. eine Vorrichtung für das oben beschrie­ bene Verfahren geschaffen. Diese Vorrichtung um­ faßt eine Induktionsspule bzw. Hochfrequenzspule (nachfolgend als Induktionsspule bezeichnet) zum Vorerwärmen, die in Verbindung mit der Schiene an­ geordnet ist, zur allgemeinen gesamten Durchwärmung des Schienenabschnittes auf die erste ausgewählte Temperatur unterhalb der metallurgischen Trans­ formationstemperatur der Schiene. Nachfolgend auf das gesamte Vorerwärmen werden eine Induktionsheiz­ spule für den Schienenkopf und eine Induktionsheiz­ spule für den Schienenflansch angeordnet, um den Kopfabschnitt bzw. den Flanschabschnitt auf ausge­ wählte Temperaturen oberhalb der metallurgischen Transformationstemperatur der Schiene zu erwärmen. Einrichtungen zum Abschrecken und Abkühlen der er­ wärmten Schiene werden nachfolgend um die Schiene herum angeordnet und wirksam geregelt, um eine im allgemeinen ausgeglichene thermische Deformation der Schiene während des Erwärmens, Abschreckens und Abkühlens zu schaffen, um eine gehärtete und ab­ nutzungsbeständige gerade Schiene zu schaffen.

Ein durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung erhaltener Vorteil ist eine Eisenbahnschiene mit ver­ besserten Abnutzungseigenschaften, die durch ver­ besserte Wärmebehandlungsverfahren erhalten werden.

Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhalt einer wärmebehandelten und gehärteten Hartstahlschiene, die im wesentlichen gerade ist, was folglich den Bedarf nachfolgender Behandlungsschritte zur mecha­ nischen Kompensation der Verwerfung verringert.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehand­ lung einer Hartstahleisenbahnschiene, welches die Ausbildung einer Restspannung in der Schiene bei der Wärmebehandlung begrenzt.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit eine unbegrenzte Schienenlänge zu behandeln, im Gegensatz zu herkömmlichen Ver­ fahren, die durch physikalische Zwänge auf relativ kurze Längen begrenzt sind.

Die Erfindung kann in bestimmten Teilen und Anord­ nungen von Teilen und bei bestimmten Schritten und Anordnungen von Schritten physikalische Form annehmen, die bevorzugten Ausführungsformen davon werden de­ tailliert in dieser Beschreibung erläutert und in den Zeichnungen verdeutlicht, welche zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht der Wärmebehandlungs­ vorrichtung der Schiene, die entsprechend der vor­ liegenden Erfindung ausgebildet ist, die eine durch diese Vorrichtung laufende Eisenbahnschiene zeigt,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1 mit ausge­ wählten Abschnitten davon im Querschnitt zur Ver­ einfachung der Darstellung,

Fig. 3A eine Längsansicht einer Schiene in der erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmebehandlungvor­ richtung, in der die Elemente der Vorrichtung zur Vereinfachung der Darstellung im Teilschnitt ge­ zeigt sind und

Fig. 3B eine graphische Darstellung in Verbindung mit der Schiene von Fig. 3A, die die durch die Ele­ mente der Wärmebehandlungsvorrichtung in der Schiene erzeugten Temperaturen besonders verdeutlicht.

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Darstellungen dem Zweck der Verdeutlichung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dienen. Eine Eisenbahnschiene 10 mit einer verti­ kalen neutralen Achse 12 und einer horizontalen neutralen Achse 14 wird zum Härten durch Wärmebe­ handlung in einer Wärmebehandlungsvorrichtung 16 aufgenommen, um eine Schiene mit verbesserten Ab­ nutzungseigenschaften zu schaffen. Noch spezifischer und mit Bezug auf Fig. 1 weist die Schiene 10 in Übereinstimmung mit herkömmlichen Schienenkonstruk­ tionen einen Kopfabschnitt 20, einen Stegabschnitt 22 und einen Flanschabschnitt 24 auf. Die Schiene ist vorzugsweise einstückig aus Hartstahl gebildet.

Da eine typische Schiene 10 eine große Länge auf­ weist, betrachtet der Gegenstand dieser Erfindung das relative Leiten dieser Schiene durch die Vor­ richtung 16 in der Weise, wie es durch den Pfeil 26 der Figur gezeigt ist, wenn die Vorrichtung 16 auf einen Rahmen (nicht gezeigt) befestigt ist, der relativ zur Bewegung der Schiene 10 fixiert ist. Alternativ kann die Vorrichtung 16 auf einen rollenden Rahmen (nicht gezeigt) befestigt sein, der dann entlang der befestigten Schiene 10 ge­ führt werden kann. In jedem oben beschriebenen Verfahren ist die relative Bewegungsrichtung zwischen der Schiene 10 und der Wärmebehandlungs­ vorrichtung 16, so wie es durch den Pfeil 26 ge­ zeigt ist.

Um die Schiene 10 der Wärmebehandlungsvorrichtung 16 auszusetzen, wird zuerst zur allgemeinen Aus­ richtung der Schiene, bezogen auf die Vorrichtung 16 ein Schienenabschnitt vorzugsweise durch An­ druckrollen 32, 34, 36, 38 angeordnet. Eine Vor­ wärm-Induktionsspule 40, durch eine Elektroenergie­ quelle (nicht gezeigt) beschickt, erwärmt die Schiene 10 auf eine Temperatur unterhalb der me­ tallurgischen Transformationstemperatur der Schiene vor, wie es nachfolgend ausführlicher erläutert wird. Führungseinrichtungen, wie die Walzen 42, 44 in entsprechender Verbindung mit der Schienenkopf­ induktionsspule 46 und der entgegengesetzt ange­ ordneten Basis- oder Flanschinduktionsspule 48 richten die Induktionsspulen 46, 48 für ein im wesentlichen gleichzeitiges Erwärmen des Kopfab­ schnittes 20 und des Flanschabschnittes 24 bis zur ausgewählten Temperatur oberhalb der metallur­ gischen Transformationstemperatur aus, um die metallurgische Transformation in der Schiene zu bewirken und schließlich einen gehärteten Schienen­ kopf herzustellen. Das Erwärmen des Kopfabschnittes und des Flanschabschnittes der Schiene in im wesent­ lichen gleichzeitiger Weise resultiert in einer aus­ geglichenen thermischen Deformation der Schiene, um die neutralen Achsen 12 und 14 herum, und verhindert die thermische oder metallurgische Deformation der Schiene bis zu dem Ausmaß, das bewirkt, daß die Schiene aus einer annehmbaren Geradlinigkeit gebogen oder gekrümmt wird.

Führungseinrichtungen, wie die Walzen 50, 52 richten eine Kopfabschreckvorrichtung 54 und eine Flanschab­ schreckvorrichtung 56 aus, die durch Luftabschrecken zur Verringerung der Temperatur des Kopf- und Flansch­ abschnittes auf die Temperatur unter der metallur­ gischen Transformationstemperatur der Schiene wirken. Das geregelte Erwärmen und Abschrecken des Schienen­ kopfes bewirkt das Härten des Schienenkopfes, um die verbesserten Abnutzungseigenschaften zu erzielen, die für Eisenbahnschienen gefordert sind.

Führungswalzen 62, 64 richten eine Sprühwasser-Abkühl­ vorrichtung 66 aus, die die Temperatur der Schiene 10 auf etwa Raumtemperatur verringert. Führungs­ walzen 68, 70, 72, 74 dienen schließlich als Richt­ hilfen für die Schiene, die aus der Wärmebehandlungs­ vorrichtung 16 gleitet.

Mit besonderem Bezug auf Fig. 2 wird eine detaillier­ tere auseinandergezogene Perspektivansicht des Erfin­ dungsgegenstandes zur besonderen Darstellung der Erwärmungs-, Abschreck- und Kühlschritte des Erfin­ dungsgegenstandes gezeigt, wobei die Schiene 10 gleichzeitig mit deren neutralen Achsen 12 und 14 zur Vereinfachung der Darstellung als Phantom gezeigt ist. Das Härten der Schiene 10 wird durch Temperatur­ erhöhung des Kopfabschnittes der Schiene über die metallurgische Transformationstemperatur und Ab­ schrecken des Kopfabschnittes in bekannter Weise durchgeführt, um einen gehärteten Kopfabschnitt 20 mit verbesserten Abnutzungseigenschaften zu bilden. Es ist eine Besonderheit der Erfindung, daß die Wärmebehandlung in ausgeglichener Weise um die neutralen Achsen 12, 14 herum durchgeführt wird, um die Geradlinigkeit der Schiene 10 aufrechtzu­ erhalten und nachfolgende mechanische Schritte der Kompensation der Verwerfung, wie Biegen oder Dehnen der Schiene zu verringern. Das Erwärmen der Kopf- und Flanschabschnittes der Schiene 20, 24 auf eine Temperatur oberhalb der metallurgischen Transformationstemperatur wird durch herkömmliche wassergekühlte Induktionsspulen 46, 48 durchge­ führt, die die Kopf- und Flanschabschnitte durch Hochfrequenzerwärmung erwärmen. Die Hochfrequenz­ erwärmung zeigt die Vorteile eines regelbaren Erwärmungsschrittes zur exakten Regelung der Tem­ peratur und der metallurgischen Transformations­ tiefe. Eine ausgeglichene thermische Deformation um die Horizontalachsen herum wird durch im wesentlichen gleichzeitiges Erwärmen der Kopf- und Flanschabschnitte in der Weise durchgeführt, die ein Gleichgewicht in den thermischen Defor­ mationskräften erzeugt. Dies wird erreicht, indem das Metallvolumen, das im Kopf auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird und das Metallvolumen, das im Flansch auf eine andere Temperatur erwärmt wird, so geregelt werden, daß die Biegekräft im allge­ meinen gleich und entgegengesetzt sind. Eine aus­ geglichene thermische Deformation um die Vertikal­ achse 12 herum wird durch die Symmetrie der Schiene und der Heizelemente durchgeführt.

Nach Temperaturerhöhung der Schiene auf den ausge­ wählten Wert oberhalb der metallurgischen Transfor­ mationstemperatur wird die Schiene mit örtlich be­ grenzten Luftabschreckvorrichtungen 54, 56 abge­ schreckt, um die Temperatur des Kopfabschnittes 20 auf einen bestimmten Wert zu verringern, um das Härten des Kopfabschnittes 20 der Schiene in der gewünschten Weise durchzuführen. Genauso wie die Induktionsspulen in im allgemeinen entgegengesetzter Weise ausgerichtet sind, sind die Luftabschreck­ kammern 54, 56 ähnlich entgegengesetzt ausgerichtet und die Flanschabschreckvorrichtung 56 schreckt den Flansch in der Weise ab, um erneut eine ausge­ glichene thermische Deformation um die Neutral­ achsen herum zu erzielen. Es ist zu bemerken, daß das Abschrecken des Kopfabschnittes 20 in exakter Weise durchgeführt wird, um die gewünschte metallur­ gische Struktur und folglich Härte im Kopfabschnitt der Schiene zu erzeugen. Das Abschrecken des Flanschabschnittes 24 ist nicht so mit dem Erreichen der gewünschten metallurgischen Struktur im Flansch verbunden, wie es mit dem Ausgleichen der thermischen Deformation des Flansches mit der thermischen De­ formation des Kopfabschnittes 20 verbunden ist, so­ daß sie gleich sind und dadurch die Verwerfung der Schiene 10 verhindert wird. Der letzte Schritt beim erfindungsgemäßen Verfahren umfaßt das Abkühlen der Schiene bis zu im wesentlichen Raumtemperatur durch ein gesamtes Wassersprühen 66, das wiederum in der Weise durchgeführt wird, um die ausgeglichene thermische Deformation um die Neutralachsen herum beizubehalten.

Mit besonderem Bezug auf die Fig. 3A und 3B sind die Temperaturwerte, die in der Schiene 10 erzielt werden, sowie sie in dieser Vorrichtung 16 behan­ delt wird, graphisch dargestellt. Die Temperaturen in der graphischen Darstellung des Kopfabschnittes 20 sind durch Kreuze, die Temperaturen des Steges 22 durch Dreieckslinien und die Temperatur des Flansch­ abschnittes 24 durch punktierte Linie dargestellt. Die gestrichelte Linie 80 zeigt allgemein die metallurgische Transformationstemperatur. Sowie sich die Schiene durch die Vorwärmspule 40 bewegt, wie es in Fig. 3A gezeigt ist, wird die Temperatur aller drei Abschnitte der Schiene 10 auf eine Temperatur unterhalb der metallurgischen Transformationstem­ peratur erhöht, in diesem Beispiel etwa 1000°F (538°C). Die metallurgische Transformationstem­ peratur ist die Temperatur oberhalb von A _s für irgend eine Stahllegierung. Die Vorerwärmung der Schiene 10 durch die Vorwärmspule 40 ermöglicht eine vorläufige thermische Ausdehnung der gesamten Schiene und verhindert die Probleme der Ausbildung einer übermäßigen Restspannung im Endprodukt. Es liegt ebenfalls im Schutzumfang der Erfindung, eine Schiene zu bearbeiten, die Restwärme aus dem Walzverfahren aufweist. Die Restwärme kann die Notwendigkeit des Vorwärmschrittes verringern oder gänzlich eliminieren. Nach dem Vorwärmen erhöht das Erwärmen des Kopfabschnittes 20 und des Flanschabschnittes 24 auf eine Temperatur oberhalb der metallurgischen Transformationstem­ peratur durch die Induktionsspulen 46, 48 die Temperatur des Kopfabschnittes auf etwa 1900°F (1038°C) und des Flanschabschnittes auf etwa 1500°F (816°C). Diese Temperaturen werden nur als Bei­ spieltemperatur beschrieben. Die bestimmten Erwär­ mungstemperaturen werden entsprechend der angewendeten Stahllegierung und der Wärmebehandlung variieren, die für das Schienenprodukt erforderlich ist. Die Ab­ schreckkammern 54, 56 richten das Abschreckmedium auf den Kopfabschnitt und den Flanschabschnitt, um diese auf etwa 1000°F (538°C) abzukühlen und die Abkühlsprühvorrichtung 66 kühlt die gesamte Schiene auf etwa Raumtemperatur ab. Das Abschreckmedium kann Luft oder Sprühnebel oder alternativ jeder Typ eines herkömmlich bekannten Abschreckmittels sein.

Es ist zu bemerken, daß durch das gesamte Verfahren hindurch, um die neutralen Achsen 12, 14 der Schiene eine ausgeglichene thermische und metallurgische Deformation auftritt, sodaß die Schiene beim Aus­ tritt aus der Abkühlsprühvorrichtung 66 eine Gerad­ linigkeit aufweist, die der Geradlinigkeit der Schiene im allgemeinen äquivalent ist, sowie sie die Wärmebehandlungsvorrichtung 16 betrat. Die ausge­ glichene thermische Deformation der gesamten Schiene 10 gestattet die Wärmebehandlung einer Hartstahl­ schiene, um eine verbesserte abnutzungsbeständige Schiene zu schaffen und verringert die nachfolgenden Schritte der herkömmlichen Wärmebehandlungsver­ fahren, die einen Biege- oder Dehnungsschritt ein­ schließen, um die während der herkömmlichen Wärme­ behandlungsverfahren erzeugte Verwerfung mechanisch zu kompensieren.

Claims (10)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung einer Schiene, wobei die Schiene Kopf-, Steg- und Flanschabschnitte und eine vertikale und horizontale neutrale Achse aufweist, um eine Schiene mit metallurgischer Struktur mit hoher Abnutzungsbeständigkeit her­ zustellen, gekennzeichnet durch
einen ersten Schritt des Vorwärmens der Schiene auf eine erste ausgewählte Temperatur unterhalb der metallurgischen Transformationstemperatur,
einen zweiten Schritt des Erwärmens des Kopf­ abschnittes und des Flanschabschnittes der Schiene auf ausgewählte Temperaturen oberhalb der metallur­ gischen Transformationstemperatur zur ausgeglichenen thermischen Deformation der Schiene um diese Achsen herum,
einen dritten Schritt des Abschreckens des Kopf- und Flanschabschnittes der Schiene, um während des Abschreckverfahrens die gewünschte metallurgische Struktur in der Schiene mit ausgeglichener ther­ mischer Deformation der Schiene um diese Achsen herum zu erzeugen und
einen vierten Schritt des Nachkühlens der ge­ samten Schiene von unterhalb der Transformations­ temperatur auf Umgebungsraumtemperatur, wobei das Gleichgewicht der thermischen Deformation um diese Achsen herum beibehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schritt ein gesamtes Erwärmen der Schiene auf eine Temperatur von etwa 1000°F (538°C) umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schritt das Erwärmen des Kopfabschnittes auf etwa 1900°F (1038°C) und des Flanschabschnittes auf etwa 1500°F (816°C) umfaßt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schritt die Hochfrequenzerwärmung der Kopf- und Flanschabschnitte umfaßt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schritt das Abschrecken der Kopf- und Flanschabschnitte auf etwa 1000°F (538°C) umfaßt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schritt ein örtlich begrenztes Abschrecken der Kopf- und Flanschabschnitte mit Luft umfaßt.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Schritt ein gesamtes Sprühabschrecken um­ faßt.

8. Wärmebehandlungsvorrichtung für eine Schiene zum Härten einer Schiene für hohe Abnutzungsbeständig­ keit, wobei eine wesentliche Geradlinigkeit der Schie­ ne durch die Wärmebehandlung hindurch aufrechterhalten wird, gekennzeichnet durch
eine Vorwärm-Induktionsspule (40), die in Ver­ bindung mit der Schiene (10) angeordnet ist, um den Schienenabschnitt auf eine erste ausgewählte Tem­ peratur unterhalb der metallurgischen Transformations­ temperatur der Schiene allgemein insgesamt durchzu­ wärmen,
eine Induktionsheizspule (46) des Schienen­ kopfes zum Erwärmen des Schienenkopfabschnittes (20) der Schiene (10) auf eine zweite ausgewählte Tem­ peratur oberhalb der metallurgischen Transformations­ temperatur,
eine Induktionsheizspule (48) des Schienen­ flansches zum Erwärmen des Flanschabschnittes (24) der Schiene (10) auf eine dritte ausgewählte Tem­ peratur oberhalb der metallurgischen Transformations­ temperatur, wobei die erste, zweite und dritte Tem­ peratur für eine im allgemeinen ausgeglichene ther­ mische Deformation der Schiene während des Erwärmens ausgewählt sind und
Einrichtungen (54, 56, 66) zum Abschrecken und Kühlen der Schiene (10), worin während des Abschreckens und Abkühlens eine im allgemeinen ausgeglichene ther­ mische Deformation erzielt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspule (46) für den Kopf und die Heizspule (48) für den Flansch im allgemeinen entgegengesetzt zueinan­ der angeordnet sind, um den Kopfabschnitt (20) und den Flanschabschnitt (24) der Schiene im wesentlichen gleichzeitig zu erwärmen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Abschrecken und Kühlen einer Luftabschreckvorrichtung 54 für den Kopf, eine ent­ gegengesetzt angeordnete Luftabschreckvorrichtung 56 für den Flansch und eine gesamte Sprühwasserabkühl­ vorrichtung 66 umfaßt, wobei die Abschreckvorrichtungen für eine im allgemeinen ausgeglichene thermische Deformierung der Schiene 10 während des Abschreckens angeordnet sind.