ES2331316T3 - Metodo de fabricacion de carriles. - Google Patents
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Abstract
Un método de fabricación de carriles, que comprende: a) laminar en caliente un tocho hasta una forma de carril (1) que tiene una temperatura alta; b) después del paso (a), enfriar el carril (1) que tiene una alta temperatura hasta la temperatura ambiente, caracterizado porque el carril es mantenido en una posición vertical cuando la temperatura de una superficie de una cabeza (3) de un carril (1) se encuentra en un intervalo de temperaturas de 400ºC a 250ºC, y en dicho intervalo de temperaturas el carril es enfriado de forma natural en un lecho de enfriamiento sin uso de un aislamiento y de un procedimiento de enfriamiento acelerado, en el que la curvatura del carril en la dirección vertical puede ser controlada mediante el peso del carril propiamente dicho.
Description
Método de fabricación de carriles.
El presente invento se refiere a un método de
fabricación de carriles de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1, véase p.ej. JP-A 59.031.824.
En general, los carriles para uso en
ferrocarriles mediante el calentamiento del tocho y laminándolo en
caliente en una forma específica, y entonces, después de realizar
el tratamiento en caliente de acuerdo con las propiedades mecánicas
deseadas, se enfría a temperatura ambiente. Entonces, después de
realizar la rectificación, se puede realizar un examen específico y
el carril ya es un producto final. El tratamiento térmico se realiza
si es necesario, y hay casos en los que se pueden omitir estas
operaciones.
En el método de fabricación de carriles
anteriormente descrito es normal realizar el proceso de laminación
en caliente mientras que el carril está colocado lateralmente.
Cuando no se realiza tratamiento térmico, el carril se transporta
sobre su lado al lecho de de enfriamiento, donde es enfriado.
Sin embargo, como la forma de la sección
transversal del carril es asimétrica en la dirección vertical cuando
está en posición vertical, se puede producir una curvatura en la
dirección de la altura durante el proceso de enfriamiento después
de la laminación en caliente (aquí, nos referimos a la curvatura en
la dirección vertical cuando el carril está vertical y flexiona en
la dirección de la altura, y la curvatura en la dirección lateral
cuando flexiona en la dirección de la anchura). En los métodos de
funcionamiento normales, como la flexión en la dirección de la
altura puede aumentar y es fácil para el carril desequilibrarse y
volcar, esto provoca dificultades en el transporte normal del
carril, en la colocación del carril sobre el lecho de enfriamiento,
y en la retirada del carril del lecho. Por lo tanto, desde el punto
de vista de tratar de impedir este estado de desequilibrio, en la
mayoría de los anteriores procesos de fabricación el carril es
tratado y transportado sobre su lado. No obstante, cuando se enfría
rápidamente el carril utilizando aire o vapor, esta operación de
enfriamiento se realiza sobre el carril cuando está vertical, pero,
como se describe en la Publicación de la Solicitud de Patente No
Examinada Japonesa S62-13528, es normal que el
tratamiento térmico se realice sobre el carril en una posición
vertical, y después el carril se coloque lateralmente hasta que
alcance el lecho de
enfriamiento.
enfriamiento.
Cuando se pone el carril sobre su lado y se deja
enfriar de esta manera (o sea, permitiendo que el calor se disipe
de forma natural sin enfriamiento forzado), es más fácil que el
carril se flexione, ya que no existen limitaciones en la dirección
de la altura. Además, a medida que se desarrolla una diferencia de
temperaturas entre la superficie lateral del carril que está más
cerca del lecho de enfriamiento y la superficie lateral opuesta, la
flexión también se puede producir en la dirección de la anchura.
Este tipo de curvatura del carril se rectifica
al final del proceso de fabricación en el que los carriles que han
desarrollado una curvatura se colocan sobre un rectificador que
tiene laminadores dispuestos en forma de zig-zag, y
experimentan una posterior operación de prensado si es necesario.
Sin embargo, como este proceso de rectificado puede requerir una
gran cantidad de tiempo si la curvatura es grande, puede dar lugar a
una reducción de la productividad o a un aumento de los costes de
fabricación. Además, para los carriles que se van a usar en los
ferrocarriles de alta velocidad, de los que recientemente hay una
gran demanda, como estos carriles requieren una rectitud
especialmente alta, pueden producirse casos en los que no es posible
rectificar suficientemente la curvatura mediante rectificación por
prensado, dando lugar a una reducción de la producción.
Se han expuesto los siguientes tipos de
tecnologías como métodos de control de la curvatura.
Primero, en la Publicación de Solicitud de
Patente No Examinada Japonesa H05-076921 se describe
un método en el que el carril a alta temperatura es enfriado sobre
su lado en el lecho de enfriamiento, y ambos extremos del carril
que es cargado dentro del lecho de enfriamiento son flexionados de
forma que la cabeza del carril se mueve hacia el lado exterior de
la flexión. Además, en la Publicación de Solicitud de Patente No
Examinada Japonesa H09-168814 se describe un método
en el que se usa un medio de transferencia y una placa de asiento
sobre el lecho de enfriamiento para flexionar el carril lateral de
forma que esté recto después del enfriamiento.
Sin embargo, en estos métodos, puede ser difícil
ajustar el grado de curvatura y la forma de esta curvatura de ambos
extremos del carril, y no es posible controlar rigurosamente esta
curvatura. Además, puede ser difícil controlar la curvatura en la
dirección de la anchura del carril.
En la Publicación de Solicitud de Patente No
Examinada Japonesa S59-031824 se describe un método
en el que la curvatura del carril durante el proceso de
enfriamiento se impide mediante la fijación del carril en una
posición vertical, aislando la parte inferior del carril, y
sincronizando la velocidad de enfriamiento del pie del carril con
la velocidad de enfriamiento de la cabeza del carril. Mediante este
método se reduce la curvatura del carril, pero es difícil
seleccionar el aislamiento con el fin de sincronizar las velocidades
de enfriamiento del pie y de la cabeza del carril, y pueden
aumentar las inversiones de capital. Además, el tiempo requerido
para enfriamiento crecerá probablemente debido a este aislamiento
con el fin de disminuir la velocidad de enfriamiento, dando lugar a
un descenso de la producción.
Además, cuando se realiza el anterior tipo de
aislamiento en varios carriles, si las condiciones de enfriamiento
de todos los carriles son las mismas, entonces la rectitud de los
carriles se produce de una forma eficaz, pero si en el proceso de
enfriamiento se mezclan conjuntamente carriles de tamaños
diferentes, pueden diferir las condiciones de enfriamiento de cada
carril, dando lugar a carriles en los que no se ha reducido la
curvatura. Además, si bien a medida que aumenta el tiempo requerido
para el proceso de enfriamiento se tiene en cuenta bastante tiempo
para que ocurra la expansión y contracción del material, lo que
resulta preocupante ya que puede aumentar de hecho el grado de
curvatura.
El presente invento intenta resolver las
deficiencias anteriormente descritas de la técnica anterior y
proporcionar un método de fabricación de carriles que es sencillo y
en el que es posible reducir el grado de curvatura después del
enfriamiento por un método de acuerdo con la reivindicación 1.
El tocho puede ser laminado en caliente hasta
una forma de carril, y cuando después del laminado en caliente, el
carril a alta temperatura es enfriado a temperatura ambiente, que es
un método de fabricación de carriles. El carril puede no solamente
ser mantenido en una posición vertical hasta que la temperatura de
la superficie de la cabeza del carril alcance el intervalo de
temperaturas entre los 800ºC hasta 400ºC, sino que también el pie
del ferrocarril puede ser mecánicamente empotrado.
Si bien al empotrar mecánicamente el pie del
carril y, al mismo tiempo, manteniendo el carril en una posición
vertical, es preferible realizar un enfriamiento acelerado de la
cabeza y del pie del carril a una velocidad desde 1ºC por segundo a
20ºC por segundo al menos hasta que la temperatura superficial de la
cabeza del carril alcance el intervalo de temperaturas comprendido
entre 550ºC y 450ºC, o hasta que la temperatura superficial del pie
del carril alcance el intervalo de temperaturas comprendido entre
500ºC y 450ºC.
De acuerdo con otra realización a modo de
ejemplo del presente invento puede ser preferible hacer que la
temperatura de la superficie de la cabeza del carril sea la que
comience el enfriamiento acelerado o la temperatura de la
superficie de la parte del pie del carril la que comience el
enfriamiento acelerado de la temperatura cuando la estructura del
carril es austenítica.
Puede ser preferible mantener el carril después
de la laminación en caliente en una posición vertical hasta que
alcance la temperatura ambiente. También puede ser preferible
colocar el carril en una posición vertical después de la laminación
en caliente durante el transporte y medir la forma de la sección
transversal del carril en línea. Además, puede ser preferible para
la longitud del carril estar comprendido entre 80 y 250 metros.
De acuerdo con una realización posterior a modo
de ejemplo del método del presente invento de fabricación del
carril, enfriando de forma natural el carril que está mantenido en
una posición vertical hasta que la temperatura superficial de la
cabeza del carril alcance el intervalo comprendido entre 400ºC y
250ºC sin usar aislamiento o enfriamiento acelerado es posible
controlar la curvatura del carril en la dirección vertical debido
al peso del carril propiamente dicho. Como consecuencia, es posible
impedir la curvatura del carril en la dirección vertical sin
necesidad de realizar operaciones de deformación previas para
impedir la flexión convencional. Además, como ninguno de los dos
bordes del carril hace contacto con el lecho de enfriamiento ambos
lados dejan escapar calor de la misma manera, y no se genera un
gradiente de temperatura en la dirección de la anchura del carril
(no existe una diferencia de temperatura entre las dos superficies
laterales del carril), es posible controlar la curvatura del carril
en la dirección de la anchura.
Enfriando de forma natural el carril sin
aislamiento puede no ser necesario realizar la selección de un
material de aislamiento y no es necesario realizar gastos en
materiales de aislamiento. Además, es posible acortar el tiempo
requerido en el enfriamiento en comparación con un proceso que
incluye el aislamiento.
Además, enfriando de forma natural el carril sin
realizar un enfriamiento acelerado, es más difícil desarrollar
estructuras extrañas dentro de la estructura metálica que en una
operación de enfriamiento acelerado, y por lo tanto, las
propiedades del metal después del enfriado son estables.
Adicionalmente, como es posible reducir la
curvatura del carril cuando se enfría a temperatura ambiente, es
posible impedir por adelantado cualesquiera problemas tales como el
desequilibrio y de vuelco durante las posteriores operaciones de
transporte.
De acuerdo con otra realización a modo de
ejemplo del método de fabricación de carriles de acuerdo con el
presente invento, limitando mecánicamente el pie del carril así como
manteniéndolo en una posición vertical hasta que la temperatura
superficial de la cabeza está comprendida entre 800ºC y 400ºC, la
rectitud del carril puede mantenerse mediante la tensión debida a
la dilatación y contracción térmica diferencial que se genera
debido al gradiente de temperatura entre la cabeza y el pie del
carril, y por tanto, es posible controlar la curvatura del carril
en la dirección vertical. Como consecuencia, es posible impedir la
curvatura del carril en la dirección vertical sin necesidad de
realizar operaciones de deformación convencionales previas para
impedir la flexión.
La Figura 1 ilustra una vista de la sección
transversal de un carril en una posición vertical para ser enfriado
de acuerdo con una realización a modo de ejemplo del presente
invento.
Como se muestra en la Figura 1, mientras que la
forma del pie 2 del carril 1 para uso en un ferrocarril es como una
placa y se extiende en la dirección lateral, la cabeza 3 es masiva,
y como consecuencia, durante el enfriamiento del carril a alta
temperatura después de la laminación en caliente, el enfriamiento
del pie 2 avanzará más rápido que el de la cabeza 3. Por lo tanto,
correspondiendo con el descenso de la temperatura, el carril 1 que
ha sido dejado en el lecho de enfriamiento probablemente, después de
que el extremo del carril 1 flexione hacia el lado del pie 2,
finalmente flexiona en la dirección de la cabeza 3 (que flexiona en
la dirección de la altura). Además, cuando el carril 1 se enfría en
su lado, el carril 1 puede flexionar en la dirección de la anchura
debido a la diferencia en la velocidad de enfriado del lado que está
en contacto con el lecho de enfriamiento y el lado que ha sido
dejado expuesto, así como debido a las propiedades y estructura del
lecho de enfriamiento.
Como resultado de los métodos de estudio para
impedir la generación de curvatura en el lecho de enfriamiento los
presentes inventores consideraron que es eficaz enfriar de forma
natural el carril 1 sin aislamiento o enfriamiento acelerado
mientras se mantiene el carril 1 en una posición vertical hasta que
la temperatura superficial de la parte de la cabeza 3 del carril 1
alcance una temperatura comprendida entre 400ºC y 250ºC. Como
consecuencia, es posible obtener los efectos de rectificación de
curvatura sobre la flexión en la dirección de la altura debido al
peso del carril propiamente dicho, así como obtener los efectos de
rectificación de curvatura en cuanto a flexión en la dirección de
la anchura igualando aproximadamente las velocidades de enfriamiento
de ambos lados del carril 1, y por lo tanto, es posible mejorar en
consecuencia la rectitud del carril 1.
La razón para seleccionar la temperatura de
enfriamiento natural sin aislamiento o enfriamiento acelerado
mientras se mantiene el carril 1 en una posición vertical y para
permitir que la temperatura superficial de la parte de la cabeza 3
del carril 1 alcance el intervalo comprendido entre 400ºC y 250ºC es
como sigue. En el intervalo de temperaturas superior a 250ºC, como
disminuirá la tensión del carril de acuerdo con la dilatación y
contracción térmica diferencial de la resistencia del acero,
cambiando la posición del carril 1 o realizando un enfriamiento
acelerado mediante agua, se genera una dilatación y contracción
diferencial debido a la diferencia de temperatura entre la parte de
la cabeza 3 y la parte del pie 2, y por tanto, se generará una
curvatura en el acero que ha sido liberado de tensiones a alta
temperatura.
Por lo tanto, puede ser preferible realizar un
enfriado natural en este intervalo de temperaturas sin aislar el
carril 1 o enfriarlo de una forma acelerada. Sin embargo, en el
intervalo de temperaturas por debajo de 250ºC, como la resistencia
del acero aumentará junto con la tensión que acompaña a la
dilatación y contracción térmica diferencial, incluso si la
posición del carril 1 se cambia o si se realiza un enfriamiento
acelerado con agua, no se producirá flexión en el acero. Cuando
también se considera la relación con el tratamiento térmico
discutido posteriormente, el carril 1 se coloca en una posición
vertical después del laminado en caliente, y después se realiza el
proceso mientras se mantiene la posición hasta que se alcanza la
temperatura ambiente, de forma que también es preferible en cuanto
a configuración del equipo de fabricación.
Además, en el intervalo de temperaturas por
encima de 400ºC, incluso si el carril 1 de acero al carbono se
enfría de una forma acelerada o se aísla, no se generarán
estructuras de metal no deseadas tales como martensita. No
obstante, en el intervalo de temperaturas por debajo de 400ºC, si el
carril 1 de acero al carbono se enfría de una forma acelerada o se
aísla, es posible para las estructuras de metal, tales como la
martensita, que no sería deseable que se generaran en un carril de
ferrocarril. Por lo tanto, puede ser preferible en este intervalo
de temperaturas para que el enfriamiento se realice de forma
natural, sin aislamiento o enfriamiento acelerado del carril 1.
Basándose en las anteriores razones, manteniendo
el carril 1 en una posición vertical hasta que la temperatura
superficial de la parte de la cabeza 3 del carril 1 alcance el
intervalo comprendido entre 400ºC y 250ºC, es posible controlar la
curvatura en la dirección de la altura por el peso del carril
propiamente dicho. Además, manteniendo el carril 1 en una posición
vertical, ni el lado derecho ni el izquierdo del carril 1 hace
contacto con el lecho de enfriamiento, y el calor se disipa por
ambos lados de la misma forma, por lo que no se crea un gradiente
de temperatura en la dirección de la anchura del carril 1, y es
posible controlar la curvatura en la dirección de la anchura. Ni
que decir tiene
que es efectivo mantener el carril 1 en una posición vertical a partir de intervalos de temperatura más altos que éste.
que es efectivo mantener el carril 1 en una posición vertical a partir de intervalos de temperatura más altos que éste.
En la operación de enfriamiento en este punto,
es importante que no exista aislamiento o enfriamiento acelerado.
Si no se realiza un aislamiento, no hay necesidad de seleccionar un
material de aislamiento, y no hay necesidad de realizar gastos en
materiales de aislamiento. Además, es posible acortar el período de
enfriamiento en comparación con un proceso que incluye el
aislamiento. También, cuando se comparan los procesos que incluyen
y que no incluyen enfriamiento acelerado, en el caso de que no se
lleve a cabo un enfriamiento forzado, es más difícil que se generen
estructuras
extrañas dentro de la estructura del metal, y por lo tanto, las propiedades del metal después del enfriado son estables.
extrañas dentro de la estructura del metal, y por lo tanto, las propiedades del metal después del enfriado son estables.
Con el fin de mantener el carril 1 en una
posición vertical y asegurar que no se vuelque sobre el lecho de
enfriamiento, además de mantener el carril 1 en una posición
vertical, la parte del pie 2 del carril 1 tiene que ser empotrada
mecánicamente hasta que la temperatura del carril 1 después de la
laminación en caliente esté comprendida en un intervalo de
temperaturas en el que sea posible la deformación plástica, en otras
palabras, hasta que la temperatura superficial de la parte de la
cabeza 3 del carril 1 esté comprendida entre 800ºC y 400ºC.
Empotrando mecánicamente de esta manera la parte
del pie 2 del carril 1 es más difícil generar una gran curvatura en
la fase previa al enfriamiento natural, y por lo tanto es más
difícil para el carril 1 volcar incluso en una posición
vertical.
Puede ser incluso más eficaz enfriar la parte de
la cabeza 3 y la parte del pie 2 del carril 1 de una forma
acelerada a una velocidad de 1ºC por segundo a 20ºC por segundo
mientras se mantiene el carril 1 en una posición vertical y
empotrada mecánicamente la parte del pie 2 del carril 1 hasta que la
temperatura de cada parte del carril 1 alcance un intervalo de
temperaturas en la que la estructura del carril 1 comienza a
cambiar, en otras palabras, hasta que la temperatura superficial de
la parte de la cabeza alcance una temperatura comprendida entre
550ºC y 450ºC y hasta que la temperatura superficial de la parte del
pie 2 del carril 1 alcance el intervalo de temperaturas comprendido
entre 550ºC y 450ºC. Enfriando el carril 1 de una forma acelerada en
las anteriores condiciones es posible controlar la curvatura
generada cuando la estructura del metal comienza a deformarse, y
por lo tanto, se aumenta la rectitud del carril 1. Aquí, para que la
selección de la velocidad de enfriamiento sea de 1ºC a 20ºC por
segundo, se debe al hecho de que, en comparación con un proceso de
enfriamiento natural de menos de 1ºC por segundo, no hay solamente
una pequeña diferencia en la eficacia, sino que, a una velocidad
mayor de 20ºC por segundo, hay más probablemente una anomalía de
temperatura debido a las diferencias en la zona, que pueden generar
dificultades en el ajuste de la temperatura para mantener la
operación de enfriamiento acelerado.
En tal caso, si no se ha realizado un
tratamiento térmico en el carril 1, el carril 1 puede ser enfriado
de forma natural después de la laminación en caliente hasta que
alcance las anteriores temperaturas. Cuando se realiza el
tratamiento térmico es preferible realizar el enfriamiento acelerado
del carril 1 a una velocidad de enfriamiento de 1 a 20ºC por
segundo desde el intervalo de temperaturas en el que la estructura
metálica es austenítica. Haciendo que el intervalo de temperaturas
en el que se realiza el enfriamiento acelerado sea 450ºC, es
posible controlar simultáneamente la curvatura del carril 1.
Como método de enfriamiento acelerado es posible
usar un método convencional tal como, por ejemplo, el método en el
que se sopla sobre el carril aire o agua nebulizada, o el método en
el que el carril se sumerge en agua o aceite.
El aparato que empotra la parte del pie 3 del
carril 1 es, como se ha descrito previamente en combinación con el
aparato de tratamiento térmico del carril 1. Por ejemplo, es posible
usar un aparato empotrador como se describe en la Publicación de la
Solicitud de Patente No Examinada Japonesa
2003-160813.
También puede ser efectivo fijar que la longitud
del carril 1 durante el enfriamiento sea una cierta longitud o
superior. Fijando la longitud del carril en una cierta longitud en
el lecho de enfriamiento, se generan efectos del em-
potramiento debidos al peso del carril, y es posible controlar más efectivamente el control de la curvatura del carril 1.
potramiento debidos al peso del carril, y es posible controlar más efectivamente el control de la curvatura del carril 1.
La longitud del carril comercializado en Japón
es generalmente 25 metros, y si bien es normal cortar el carril a
esta longitud en el proceso de enfriamiento para enfriarlo,
enfriando incluso un carril más largo en posición vertical es
posible aprovechar los efectos de control del peso del carril sobre
la curvatura. La longitud más preferible es mayor que o igual a 80
metros. De acuerdo con una realización a modo de ejemplo del
presente invento, no hay necesidad de establecer un límite superior
a la longitud del carril 1, pero en cuanto a las instalaciones de
fabricación del carril en general, la longitud se limitará debido a
las limitaciones de manipulación. En el presente invento es posible
fijar el límite superior de la longitud para que sea menor que o
igual a 250 metros.
El lecho de enfriamiento usado en la realización
a modo de ejemplo del presente invento puede ser la misma que la
estructura convencional de la técnica anterior. Los lechos de
enfriamiento convencionales dan importancia a los transportadores
así como a los servicios de suministro de agua para aumentar la
velocidad de enfriamiento después de enfriar el carril hasta menos
de 200ºC, pero no hay necesidad de aparatos de rectificación como
se describe en la Publicación de la Solicitud de la Patente No
examinada Japonesa H05-076921 y en la Publicación
de la Solicitud de la Patente No examinada Japonesa
H09-168814 o para el equipo de aislamiento del lecho
de enfriamiento descrito en la Publicación de la Solicitud de la
Patente No examinada Japonesa S59-031824.
Como se ha descrito antes, de acuerdo con el
método de fabricación de carriles de la realización a modo de
ejemplo del presente invento, manteniendo el carril en una posición
vertical durante el período en el que la temperatura superficial
del carril está cayendo de 400ºC a 250ºC es posible controlar la
flexión en la dirección vertical debida al peso del carril
propiamente dicho. Además, a medida que el calor se disipa en ambos
lados del carril aproximadamente por igual y de que no hay
diferencia de temperatura en la dirección de la anchura del carril
1, es posible controlar la flexión en la dirección de la anchura del
carril. Por lo tanto, es posible impedir la curvatura del carril en
la dirección vertical sin necesidad de realizar operaciones de
deformación convencionales previas para impedir la flexión.
De acuerdo con la realización a modo de ejemplo
del presente invento, como no se realizan operaciones de deformación
previas para impedir la flexión, la máquina giratoria que cambia la
dirección del carril probablemente necesita sólo ser una única
unidad en el proceso que sigue a la laminación en caliente. Por lo
tanto, es posible no sólo reducir los costes sino también reducir
el nivel de equipamiento de la zona de presión en el suelo para el
aparato de enfriamiento. Además, como el área del lecho de
enfriamiento cuando el carril está vertical será menor que el área
del lecho de enfriamiento cuando el carril está posicionado
lateralmente, es posible aumentar el número de carriles para ser
enfriados en un único período de tiempo, por lo que se aumenta la
productividad y se reduce el nivel de equipamiento de la zona de
presión en el suelo al mismo tiempo que se mantiene la
productividad.
Además, poniendo el carril en una posición
vertical después de la laminación en caliente es posible incorporar
la medida de las dimensiones de la forma de la sección transversal
durante el transporte, por lo que es posible la simplificación de
la extracción de muestras de la muestra caliente. Las muestras de
la forma se extraen principalmente midiendo las porciones
respectivas de la sección transversal del carril, no alineada,
cuando se corta después de la laminación en caliente, y se usan
para ajustar las posteriores condiciones de presión de la
laminación en caliente del material, pero debido a que los sitios de
corte están limitados por la longitud del producto, y la línea está
detenida mientras se corta el producto, se producen descensos en la
eficiencia de la producción.
En el caso en que se realizó la medición
dimensional de la forma de la sección transversal en línea, en el
método convencional del transporte lateral, el grado de curvatura
durante el transporte era extremadamente grande, entonces la forma
del gálibo tuvo que ser agrandada para ser igual a ese tamaño.
Además, no fue posible obtener suficiente precisión. Por lo tanto,
transportando el carril en una posición vertical como en el presente
invento y reduciendo adicionalmente el grado de curvatura
previamente, se hace posible una medida altamente precisa, y,
además, es posible la medida de cualquier posición en toda la
longitud del carril. También, usando estos resultados de la medida
en los ajustes de
corrección realizados después del enfriamiento a temperatura ambiente es posible aumentar más la rectitud del carril.
corrección realizados después del enfriamiento a temperatura ambiente es posible aumentar más la rectitud del carril.
El gálibo dimensional de la forma de la sección
transversal está situado en el comienzo del transporte,
preferiblemente mientras está dirigida al suelo de enfriamiento, y
la medida se realiza con el movimiento del carril. Para la forma
del gálibo dimensional es posible aplicar un aparato bien conocido,
por ejemplo, un sistema en el que se hace que una varilla se lleva
a hacer contacto y se mide el desplazamiento, o un sistema en el que
la distancia se mide mediante luz, tal como un láser.
Ejemplo de la Variante
1
Los carriles JIS (Normas Industriales Japonesas)
de 50 kg N que fueron cortados en longitudes de 25 metros, 50
metros, 100 metros, y 150 metros después de la operación de
laminación en caliente fueron divididos en grupos de 20 carriles
por cada longitud. Entonces, todos los carriles fueron apoyados
sobre sus lados, y fueron dejados (enfriamiento natural) hasta que
la temperatura superficial de la parte de la cabeza alcanzó los
400ºC. Después, todos los carriles fueron puestos verticales y
fueron dejados mientras la temperatura superficial de la cabeza del
carril descendió a una temperatura entre 400ºC y 250ºC. A
continuación, manteniendo la mitad de los carriles dentro de cada
grupo en una posición vertical, la mitad restante de los carriles
fue colocada lateralmente y fue dejada a temperatura ambiente sobre
un lecho de hormigón (lecho de enfriamiento). Después de terminada
la operación de enfriamiento el número de carriles que había volcado
fue contado y medido y se hicieron mediciones sobre el grado de
curvatura de cada carril en la dirección de la altura así como en la
dirección de la anchura (toda la curvatura en la dirección
vertical).
Para el grado de curvatura en la dirección de la
altura se midió la distancia entre ambos extremos del carril y el
le-
cho en la posición vertical, y se buscó el valor medio de ambas medidas. Después, se midió de la misma forma el grado de curvatura en la dirección de la anchura, y se determinó el valor medio. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
cho en la posición vertical, y se buscó el valor medio de ambas medidas. Después, se midió de la misma forma el grado de curvatura en la dirección de la anchura, y se determinó el valor medio. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Además, como comparación con el anterior Ejemplo
de la Variante 1, los carriles JIS 50 Kg N que fueron cortados en
longitudes de 25 metros, 100 metros, y 150 metros después de la
operación de laminación en caliente fueron divididos en grupos de
20 carriles por cada longitud. Después, todos los carriles fueron
colocados sobre sus lados y fueron dejados (enfriamiento natural)
hasta que la temperatura superficial de la parte de la cabeza del
carril del carril alcanzó 400ºC. Después de esto, todos los carriles
fueron mantenidos en la posición lateral y fueron dejados hasta que
la temperatura superficial de la parte de la cabeza se redujo de
400ºC a 250ºC. Después, fijando la mitad de los carriles dentro de
cada grupo en una posición vertical, los carriles de la mitad
restante fueron dejados enfriarse a temperatura ambiente sobre un
lecho de enfriamiento de hormigón. Después de concluida la
operación de enfriamiento se contó el número de carriles que habían
volcado y se hicieron medidas del grado de curvatura de cada carril
en la dirección de la altura así como en la dirección de la anchura
con el mismo método que anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en las anteriores Tablas 1 y 2,
de acuerdo con el presente invento, es posible reducir el grado de
curvatura en las direcciones de la altura y de la anchura del carril
así como mantener los carriles en una posición vertical incluso
durante el enfriamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de la Variante
2
Los carriles JIS 60 Kg que fueron cortados en
longitudes de 150 metros después de la operación de enfriamiento
fueron divididos en grupos de 20 carriles cada uno. Después, todos
los carriles fueron colocados verticales y fueron sometidos a un
enfriamiento forzado soplando aire sobre ellos hasta que la
temperatura superficial de la parte de la cabeza del carril
descendió de 800ºC a 450ºC. La velocidad de enfriamiento acelerado
se fijó en 0ºC por segundo, 10C por segundo, 3ºC por segundo, 5ºC
por segundo y 10ºC por segundo, usando una velocidad de
enfriamiento acelerado diferente para cada grupo. Después,
empotrando la parte del pie de la mitad de los carriles de cada
grupo utilizando un aparato de mordaza, la parte del pie del resto
de los carriles fue dejada libre. Después, todos los carriles
fueron mantenidos en una posición vertical y fueron enfriados a
temperatura ambiente. Después de concluida la operación de
enfriamiento se hicieron medidas del grado de curvatura de cada
carril en la dirección de la altura así como en la dirección de la
anchura con el mismo método que el del anterior ejemplo de la
Variante 1. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la Tabla 3, de acuerdo con
este invento, empotrando el carril en una posición vertical durante
el enfriamiento fue posible reducir el grado de curvatura después
del enfriamiento a temperatura ambiente.
El presente invento se refiere a un método de
fabricación de carriles para laminación en caliente de un tocho
hasta una forma de carril y después de la laminación en caliente
enfriar el carril a alta temperatura a temperatura ambiente, en el
que el carril se mantiene en una posición vertical hasta que la
temperatura superficial del pie del carril alcanza una temperatura
comprendida entre 400ºC y 250ºC, y el carril es enfriado de forma
natural sin usar aislamiento o enfriamiento acelerado. De acuerdo
con el presente invento es posible impedir la curvatura del carril
en la dirección vertical sin la necesidad de realizar operaciones de
deformación convencionales previas de deformación para impedir la
flexión.
Claims (7)
1. Un método de fabricación de carriles, que
comprende:
- a)
- laminar en caliente un tocho hasta una forma de carril (1) que tiene una temperatura alta;
- b)
- después del paso (a), enfriar el carril (1) que tiene una alta temperatura hasta la temperatura ambiente, caracterizado porque el carril es mantenido en una posición vertical cuando la temperatura de una superficie de una cabeza (3) de un carril (1) se encuentra en un intervalo de temperaturas de 400ºC a 250ºC, y en dicho intervalo de temperaturas el carril es enfriado de forma natural en un lecho de enfriamiento sin uso de un aislamiento y de un procedimiento de enfriamiento acelerado, en el que la curvatura del carril en la dirección vertical puede ser controlada mediante el peso del carril propiamente dicho.
2. El método de fabricación de carriles de
acuerdo con la reivindicación 1, en el que el carril (1) es
mantenido en una posición vertical hasta que la temperatura de una
superficie de un pie (2) de un carril alcanza un intervalo de
temperaturas sustancialmente entre 800ºC y 400ºC mientras que el pie
del carril se mantiene mecánicamente empotrado en el lecho de
enfriamiento.
3. El método de fabricación de carriles de
acuerdo con la reivindicación 1 ó 7, en el que el paso (b)
comprende, mientras que mecánicamente está empotrado el pie (2) del
carril (1), y mientras que al mismo tiempo se mantiene el carril
(1) en la posición vertical, la realización de un enfriamiento
acelerado de una cabeza (3) y del pie (2) del carril a una
velocidad de sustancialmente 1ºC por segundo hasta 20ºC por segundo,
en el que el enfriamiento acelerado se realiza hasta uno de los
casos: (i) una temperatura superficial de al menos la cabeza (3)
alcanza una temperatura sustancialmente comprendida entre 550ºC y
450ºC, y (ii) la temperatura superficial del pie (2) del carril
alcanza un intervalo de temperaturas comprendidas sustancialmente
entre 500ºC y 450ºC.
4. El método de fabricación de carriles de
acuerdo con la reivindicación 3, en el que una de las temperaturas
superficiales de la cabeza (3) del carril (1) que comienza el
enfriamiento acelerado y la temperatura superficial de la parte del
pie (2) del carril (1) que comienza el enfriamiento acelerado es la
temperatura en la que es austenítica una estructura del carril.
5. El método de fabricación de carriles de
acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que después del paso (a)
el carril (1) es mantenido en la posición vertical hasta que se
alcanza una temperatura ambiente.
6. El método de fabricación de carriles de
acuerdo con la reivindicación 5, en el que se mide una forma de la
sección transversal del carril (1) en línea durante un transporte
del carril que ha sido colocado en posición vertical después del
paso (a).
7. El método de fabricación de carriles de
acuerdo con la reivindicación 6, en el que la longitud del carril
(1) está comprendida sustancialmente entre 80 metros y 250
metros.
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