ES2661299T3

ES2661299T3 - Método y dispositivo para la producción de raíl soldado tratado térmicamente para el transporte ferroviario y raíl producido con el mismo

Info

Publication number: ES2661299T3
Application number: ES15763947.7T
Authority: ES
Inventors: Daniel Jonathan PYKE; Howard Martin Smith
Original assignee: British Steel PLC
Current assignee: British Steel PLC
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: AU2015321012A1; WO2016046092A3; PL3186402T3; US20180016654A1; EP3186402B1; SA517381144B1; WO2016046092A2; EP3186402A2; AU2015321012B2

Abstract

Un método para la producción de un raíl soldado tratado térmicamente para el transporte ferroviario que comprende las etapas siguientes de: i. proporcionar tramos de raíl con las especificaciones deseadas; ii. soldar dos tramos de raíl juntos en una unidad de soldadura para producir un raíl soldado continuo, CWR, o producir un raíl soldado continuo más largo al soldar uno o más tramos de raíl adicionales al raíl soldado continuo; iii. opcionalmente eliminar un recalcado o recalcados de soldadura, o partes de la misma; caracterizado por: iv. tratar térmicamente posterior a la soldadura la totalidad del raíl soldado continuo en una unidad de tratamiento térmico calentando la totalidad del raíl soldado continuo, o calentando todas las secciones transversales sucesivas del raíl soldado continuo, por encima de la temperatura Ac3 para lograr una microestructura completamente austenítica en la totalidad del raíl soldado continuo, seguido por mantener el raíl soldado continuo o todas las secciones transversales sucesivas de la sección de raíl soldado continuo por encima de Ac3 durante un tiempo prescrito ta seguido por someter el raíl soldado continuo o todas las secciones transversales sucesivas del raíl soldado continuo a enfriamiento a una velocidad de enfriamiento utilizando un medio de enfriamiento a una temperatura de parada de enfriamiento Tparada prescrita para lograr la microestructura y las propiedades finales transformadas deseadas a lo largo de la totalidad del tramo del raíl soldado continuo tratado térmicamente posterior a la soldadura; v. opcionalmente proporcionar la cabeza del raíl soldado continuo tratado térmicamente posterior a la soldadura en las ubicaciones de una soldadura con un perfil de cabeza de raíl deseado.

Description

Método y dispositivo para la producción de raíl soldado tratado térmicamente para el transporte ferroviario y raíl producido con el mismo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método y dispositivo para la producción de un raíl soldado tratado térmicamente para el transporte ferroviario, tal como ferrocarriles y tranvías.

La invención también se refiere a un raíl producido con el método y/o el dispositivo.

Antecedentes tecnológicos y técnica anterior

Tradicionalmente, se produjeron tramos cortos de raíles y se utilizaron para construir ferrocarriles. Estos tramos cortos de (por ejemplo) 12 m fueron conectados por medio de eclisas que dejaban algún espacio intermedio para absorber la expansión y contracción térmica.

Hoy en día, los tramos de raíles generalmente se sueldan juntos en la vía colocada en sitio para formar un raíl soldado continuo (CWR). En esta forma de vía, los raíles generalmente se sueldan entre sí mediante (por ejemplo) soldadura a tope por chisporroteo (FBW) o soldadura aluminotérmica (ATW) para formar un raíl continuo que puede tener varios kilómetros de longitud, o para reparar o empalmar juntos los segmentos CWR existentes. Esta forma de vía proporciona una conducción suave y necesita menos mantenimiento. Las velocidades del tren, las cargas axiales y los tonelajes totales transportados han aumentado en consecuencia. Los raíles soldados son más caros de colocar que las vías articuladas, pero tienen costes de mantenimiento mucho más bajos.

FBW es actualmente el proceso preferido para unir juntos los raíles tal como se fabrican e implica el calentamiento por resistencia eléctrica de los dos extremos del raíl, después de lo cual los dos extremos del raíl se unen a tope entre sí. Esto generalmente se lleva a cabo fuera del sitio, ya sea en la planta de fabricación de raíles o en un depósito "independiente". Las “cadenas” soldadas resultantes son soldadas por soldadura a tope por chisporroteo (FBW) o soldadura aluminotérmica (ATW) en la vía. La ATW es esencialmente un proceso manual que requiere un crisol de reacción y una parte de soldadura que consiste en aluminio y polvos de óxido de hierro que junto con adiciones de aleación adecuadas y una reacción exotérmica finalmente forman una unión soldada por fundición. No hay un límite teórico sobre cuánto tiempo puede durar un raíl soldado.

Si no se limita, los raíles se alargarían en climas cálidos y se contraerían en climas fríos. Para proporcionar esta limitación, se evita que el raíl se mueva en relación con la traviesa mediante el uso de abrazaderas o anclajes. Los anclajes son más comunes para las traviesas de madera, mientras que la mayoría de las traviesas de hormigón o acero se sujetan al raíl mediante abrazaderas especiales que resisten el movimiento del raíl.

Para producir CWR es ventajoso utilizar tramos largos de raíles para reducir el número de soldaduras que se deben realizar. Las soldaduras generalmente se consideran puntos débiles en el largo raíl soldado acabado. Para producir raíles con las propiedades mecánicas requeridas, como dureza, resistencia y propiedades de fatiga, los raíles están siendo sometidos cada vez más a un tratamiento térmico antes de ser suministrados a los clientes. Sin embargo, al soldar estos raíles tratados térmicamente juntos, como con cualquier operación de soldadura, la influencia del calor de la soldadura da como resultado una zona afectada por el calor dentro de la cual se cambian las propiedades del raíl tratado térmicamente original. Dependiendo de las condiciones de soldadura precisas y la composición de acero, la dureza de la HAZ crítica alrededor de la soldadura (es decir, esa parte que se reausteniza por completo durante la etapa de precalentamiento) es a menudo más alta que la del raíl matriz como resultado de la velocidad de enfriamiento más rápida experimentada que sigue a la soldadura que para el raíl laminado en bruto. En el caso del raíl tratado térmicamente, la operación de soldadura generalmente da como resultado una menor dureza y pérdida de resistencia a la tracción en la HAZ crítica puesto que la soldadura se enfría más lentamente que lo hace en el raíl original durante la operación de tratamiento térmico del raíl. En ambos casos, sin embargo, aquellas partes del raíl adyacentes a la HAZ crítica han visto temperaturas elevadas por debajo de aquellas requeridas para reaustenizar el acero. En cambio, estas áreas se someten a una esferoidización de la perlita que da como resultado una dureza significativamente menor tanto que la del raíl matriz como de las HAZ de dureza crítica. De manera importante, el perfil de dureza no uniforme resultante a través de una soldadura puede conducir a un desgaste preferencial localizado en las zonas blandas y, finalmente, a un "combado" de las soldaduras. Las soldaduras también producen variaciones en las tensiones residuales o patrones de tensión a lo largo del tramo del raíl. Para los raíles que tienen una microestructura bainítica, el proceso de soldadura puede dar como resultado una destrucción local de la microestructura bainítica.

Otro problema con el método según se describió anteriormente en la presente memoria es que el tramo del raíl debe ser lo más largo posible para reducir los costes de soldadura y el número de soldaduras, pero ese transporte de estos tramos largos provoca problemas logísticos cuando se suministran a ubicaciones que no tienen acceso a una infraestructura capaz de manejar tramos largos, o hacia donde no es posible o económico transportar tramos largos de raíl.

El documento CN 1648263 describe un método y dispositivo para producir raíles largos mediante la soldadura de tramos de acero más cortos y el tratamiento térmico de cada soldadura individual in situ en el sitio de instalación utilizando quemadores de oxiacetileno para elevar la soldadura a una temperatura de aproximadamente 900 °C y acto seguido enfriarla usando agua o agua nebulizada a una temperatura por debajo de aproximadamente 400 °C. Sin embargo, la aplicación de un procedimiento de este tipo en el sitio de instalación está plagada de posibles problemas prácticos, con la desventaja añadida de tensiones residuales inconsistentes y/o variaciones en la microestructura que permanecen a lo largo del tramo del raíl. El documento US2013/133784 describe un método en donde solo se mejora la microestructura en y alrededor de una zona afectada de una soldadura del raíl. La soldadura del raíl se calienta y se enfría con el fin de formar una estructura perlítica resultante dentro de la soldadura del raíl con el fin de restaurar la microestructura de la soldadura a la microestructura de la parte no afectada por el calor del raíl soldado por medio de un tratamiento térmico localizado en la ubicación de la soldadura.

Objetivos de la invención

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un método para producir un raíl de longitud "infinita" con propiedades homogéneas a lo largo de la totalidad de su longitud.

La invención también tiene como objetivo obtener un raíl de longitud "infinita" con propiedades homogéneas a lo largo de la totalidad de su longitud.

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un método para producir un raíl tratado térmicamente de longitud "infinita" con propiedades homogéneas a lo largo de toda su longitud, y el raíl producido con el mismo.

La invención también tiene como objetivo proporcionar un método de bajo costo para producir un raíl de longitud "infinita" con propiedades homogéneas a lo largo de toda la longitud a partir de tramos cortos de raíl. Dentro del contexto de esta invención, el término "raíl" no está destinado a querer decir partes de la vía férrea tales como interruptores, cruces y similares.

“Infinito” pretende significar que se pueden soldar juntos en un CWR tantos tramos de raíles como sea necesario y que no existe un límite teórico para la cantidad de tramos, solo un límite práctico.

Resumen de la invención

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un método para la producción de un raíl soldado tratado térmicamente para el transporte por ferrocarril que comprende las siguientes etapas de:

i. proporcionar tramos de raíl con las especificaciones deseadas (por ejemplo, longitud, perfil, propiedades, composición, etc.);

ii. soldar dos tramos de raíl juntos en una unidad de soldadura para producir un raíl soldado continuo (CWR), o producir un CWR más largo al soldar uno o más tramos de raíl adicionales al CWR;

iii. opcionalmente eliminar el recalcado o recalcados de la soldadura, o partes de la misma, por ejemplo, mediante raspado, rectificado, fresado o cualquier combinación de los mismos,

iv.: tratar térmicamente posterior a la soldadura la totalidad del CWR en una unidad de tratamiento térmico calentando todo el CWR, o calentando todas las secciones transversales sucesivas del CWR, por encima de la temperatura de Ac3 para lograr una microestructura completamente austenítica en el CWR o en las sucesivas secciones transversales del CWR, seguido por mantener el CWR o las sucesivas secciones transversales del CWR a una temperatura de mantenimiento superior a Ac3 durante un tiempo prescrito ta seguido por someter el CWR o las sucesivas secciones transversales del CWR a enfriamiento a una velocidad de enfriamiento utilizando un medio de enfriamiento hasta una temperatura de parada de enfriamiento Tparada para lograr la microestructura final transformada deseada en el CWR o en las secciones transversales sucesivas del CWR logrando de este modo la microestructura y las propiedades finales transformadas deseadas a lo largo de la totalidad del tramo del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura;

v.: opcionalmente proporcionar a la cabeza del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura en las ubicaciones de una soldadura el perfil deseado de la cabeza del raíl, por ejemplo, mediante rectificado o fresado.

Al lograr la microestructura y las propiedades finales transformadas deseadas a lo largo de la totalidad del tramo del CWR tratado térmicamente se quiere decir que hay tan pocas diferencias como sea posible sobre el tramo del CWR tratado térmicamente. La influencia perturbadora de la soldadura conjunta de dos tramos de raíl se "mitiga" mediante el tratamiento térmico posterior a la soldadura, mientras que el tratamiento térmico previo a la soldadura convencional aún carga al CWR con las variaciones en la microestructura y propiedades como resultado de la presencia de las zonas afectadas por el calor provocadas por el proceso de soldadura.

La principal diferencia entre el método de acuerdo con la invención y el estado de la técnica es que es un tratamiento térmico posterior a la soldadura, y no un tratamiento térmico previo a la soldadura como en el estado de la técnica. Otra diferencia principal entre el método de acuerdo con la invención y el estado de la técnica es que

cada sección transversal del raíl soldado se somete al tratamiento térmico posterior a la soldadura, y no solo la soldadura y las partes en las proximidades de la soldadura que se vieron afectadas por la soldadura. En efecto, la totalidad del raíl, las secciones soldadas y las partes entre las soldaduras, son tratadas térmicamente. La estructura resultante del raíl tratado térmicamente posterior a la soldadura es consecuentemente homogénea por todas partes, siendo la única excepción las líneas de fusión. No hay HAZ discernible como resultado de la soldadura después de que el raíl soldado ha sido sometido al tratamiento térmico posterior a la soldadura. Esta es la gran diferencia entre el método de acuerdo con la invención y el método descrito en el documento US2013/133784 donde solo se mejora la microestructura en y alrededor de una zona afectada de una soldadura del raíl. En el método de acuerdo con la técnica anterior, la soldadura del raíl se calienta y enfría con el fin de formar una estructura perlítica resultante dentro de la soldadura del raíl con el fin de hacer que la microestructura de la soldadura sea idéntica a la microestructura de la parte no afectada por el calor del raíl soldado. Por lo tanto, el documento US2013/133784 tiene por objetivo restaurar un grado de homogeneidad después de la soldadura, mientras que el método de acuerdo con la invención produce la microestructura final homogénea durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura a lo largo de la totalidad del raíl soldado. En la Figura 6, esto se representa esquemáticamente. Es probable que este tratamiento térmico local de cómo resultado variaciones locales en las tensiones internas debido a que el área próxima al área restaurada (por ejemplo, en el documento US2013/133784: el alma debajo de la cabeza, o la cabeza del raíl próxima al dispositivo de calentamiento y de enfriamiento 130) se verá afectada por la entrada de calor del tratamiento térmico local, que también puede afectar a la microestructura (y por lo tanto las propiedades) en estas nuevas zonas afectadas por el calor. La ventaja del método de acuerdo con la invención sobre el método de la técnica anterior es que un tratamiento térmico posterior a la soldadura somete cada sección transversal del raíl al mismo tratamiento térmico, produciendo de este modo inherentemente una microestructura homogénea pero también tensiones residuales bajas y homogéneas. El método de acuerdo con la técnica anterior requiere que el raíl se trate térmicamente antes de la soldadura, a continuación, se suelde junto, creando una microestructura y patrón de tensiones diferentes en la ubicación de la soldadura, y a continuación se trate térmicamente solo la soldadura y sus alrededores para reproducir la microestructura original. Es evidente que el método de acuerdo con la invención, normalmente (pero no necesariamente) comienza con un raíl no tratado térmicamente (NHT) que se suelda junto y posteriormente se trata térmicamente después de la soldadura (es decir, posterior a la soldadura) es inevitablemente más homogéneo que un raíl presoldado, pretratado térmicamente (HT), soldado y posteriormente tratado térmicamente localmente. Según se ha indicado, si se desea, el método de acuerdo con la invención también se puede utilizar para raíles soldados tratados térmicamente posteriormente a la soldadura que ya se habían tratado térmicamente antes de la soldadura, pero ciertamente desde una perspectiva económica, este no es el modus operandi preferible. Es preferible que los raíles a soldar juntos sean NHT, recibiendo su tratamiento térmico y, por lo tanto, sus propiedades finales, en el tratamiento térmico posterior a la soldadura de acuerdo con la invención. Aunque todo el CWR (modo por lotes) o cada sección transversal del CWR (modo continuo) se somete al tratamiento térmico posterior a la soldadura, esto significa que un punto en el raíl, por ejemplo, 10 mm por debajo de la superficie que recorre la línea central tiene la misma microestructura a lo largo de todo el CWR final tratado térmicamente, porque ha recibido el mismo tratamiento térmico posterior a la soldadura a lo largo de todo el CWR. En el método de acuerdo con el documento US2013/133784 solo las soldaduras y sus HAZ se tratan térmicamente posterior a la soldadura, que es un tratamiento térmico local. Otro problema asociado con la técnica anterior que el método de acuerdo con la invención resuelve es que ya no es necesario controlar muy cuidadosamente las condiciones de enfriamiento después de la soldadura, porque las propiedades serán “fabricadas” por el tratamiento térmico posterior a la soldadura.

En una forma de realización ta es al menos 1 minuto y/o como máximo 10 minutos. Preferiblemente ta es como máximo 5 minutos. Ac3 depende en gran medida de la química del raíl y de las condiciones de calentamiento, y se puede determinar fácilmente mediante, por ejemplo, dilatometría. Preferiblemente, la temperatura de mantenimiento no supera los 1000 °C. Preferiblemente, la combinación de temperatura de mantenimiento y el tiempo de mantenimiento se elige de modo que el CWR o las posteriores secciones transversales del CWR alcancen una microestructura completamente austenítica con un tamaño de grano pequeño, y por lo tanto la temperatura de mantenimiento debe ser lo más baja posible (pero superior a Ac3) y el tiempo de mantenimiento lo más corto posible. Después de la austenización, la velocidad de enfriamiento, la temperatura de parada de enfriamiento y el medio de enfriamiento se eligen con el fin de obtener una microestructura homogénea con bajas tensiones internas. Preferiblemente, el enfriamiento desde la región de austenita se realiza por enfriamiento acelerado, por ejemplo, a una velocidad de 1 a 50 °C/s, preferiblemente a lo sumo 20 °C/s, más preferiblemente a lo sumo 10 °C/s. Después de alcanzar la temperatura de parada de enfriamiento deseada, el resto del enfriamiento hasta la temperatura ambiente se realiza preferiblemente mediante enfriamiento con aire en calma (= no acelerado).

El documento CN 1648263 describe un método y dispositivo para producir raíles largos soldando juntos tramos de acero más cortos y tratando térmicamente las soldaduras individuales in situ en el sitio de instalación utilizando quemadores de oxiacetileno para elevar la soldadura a una temperatura de aproximadamente 900 °C. La desventaja más importante es que solo las soldaduras individuales se someten al tratamiento térmico prescrito, en lugar de la totalidad del raíl que incluye las soldaduras de acuerdo con nuestra invención. El recalentamiento relativamente localizado en la ubicación de cada soldadura del documento CN1648263 conduce a otra HAZ en la interfaz entre esa parte del raíl o soldadura que ha sido tratada térmicamente y la parte adyacente tratada sin calor. Además, incluso cuando se utiliza el método del documento CN1648263, el número de soldaduras debe reducirse al mínimo,

ya que cada soldadura y cada tratamiento térmico de una soldadura de este tipo aumenta el coste total y el tiempo necesario para producir el largo tramo final del raíl soldado.

La ventaja de un raíl producido por el método de acuerdo con la invención es que la totalidad del CWR (es decir, los múltiples tramos de raíl soldados juntos) se ha sometido al tratamiento térmico in situ, preferiblemente cerca de donde se tiene que instalar el raíl. Por lo tanto, las propiedades mecánicas de la soldadura y el raíl se pueden producir cerca del sitio de instalación después de que la soldadura haya tenido lugar y no haya HAZ introducidas por el tratamiento térmico localizado de las soldaduras individuales ya que la totalidad del tramo del raíl soldado que contiene múltiples soldaduras se somete a un solo tratamiento térmico continuo que implica recalentamiento y enfriamiento posterior. Esto tiene efectos beneficiosos significativos. Lo más importante, las propiedades mecánicas de la soldadura y el cuerpo del raíl son prácticamente idénticas (siendo la única excepción posible la propia línea de fusión muy estrecha). Todas las trazas previas de las soldaduras individuales son erradicadas por el tratamiento térmico posterior a la soldadura. Además, las tensiones residuales en el CWR producido de acuerdo con la invención serán las mismas en todas las ubicaciones a lo largo del tramo del raíl. Al utilizar el método prescrito, se pueden utilizar tramos relativamente cortos de raíl (pero aún lo más largos posible para reducir el número de soldaduras), lo que permite/facilita el transporte, por ejemplo, libre en la bodega o en contenedores normalizados ISO por mar y/o en camiones. La utilización de raíles cortos permite una logística simplificada para el transporte de raíles por carretera/ferrocarril o por mar. De esta manera, el método de acuerdo con la invención elimina la necesidad de grandes gastos de capital en lugares sin un productor de raíles local o sin un productor de raíles local capaz de suministrar raíles de larga longitud.

Si la instalación de tratamiento térmico es lo suficientemente larga como para recocer por lotes un determinado tramo de CWR, entonces el método de acuerdo con la invención se puede realizar en modo por lotes. Sin embargo, es preferible realizar el tratamiento térmico en una instalación de tratamiento térmico continuo a través de la cual se alimenta el CWR a una determinada velocidad de alimentación, de manera que el tratamiento térmico se produce en una parte limitada del CWR en cualquier momento dado. En una instalación de tratamiento térmico continuo, cada sección transversal del CWR se somete sucesivamente al mismo tratamiento térmico a medida que el raíl se alimenta a través de la instalación de tratamiento térmico a una velocidad de alimentación elegida (preferiblemente constante). Una instalación de tratamiento térmico según se describe en el documento EP0765942-A1 sería adecuada para este proceso de tratamiento térmico continuo. Una instalación de tratamiento térmico continuo de este tipo podría ser, por ejemplo, una unidad de calentamiento por inducción o un conjunto de unidades de calentamiento por inducción. En ese caso, el raíl soldado continuo sería tratado térmicamente alimentando el raíl a través de una (un conjunto de) unidad(es) de tratamiento térmico y se trataría térmicamente el raíl calentando una sección transversal del raíl por encima de la temperatura Ac3 para lograr un microestructura completamente austenítica en la sección del raíl, seguida por el mantenimiento de la sección del raíl por encima de Ac3 durante un tiempo ta prescrito seguido por someter a las partes del raíl a enfriamiento a una velocidad de enfriamiento utilizando un medio de enfriamiento hasta una temperatura de parada de enfriamiento Tparada prescrita para lograr la microestructura final transformada homogénea deseada en las partes seleccionadas del raíl a lo largo de la totalidad del tramo del raíl soldado continuo tratado térmicamente. En el modo por lotes, la totalidad del raíl se somete al mismo tratamiento térmico al mismo tiempo. Por lo tanto, la longitud del horno es al menos tan larga como el CWR más largo tratable en este horno. En modo continuo, cada sección transversal del raíl se somete al mismo tratamiento térmico, pero no al mismo tiempo. Estas instalaciones continuas pueden, por lo tanto, ser mucho más cortas que el CWR, y no están limitadas a tratar determinadas longitudes de CWR.

Aunque es preferible realizar el tratamiento térmico continuo calentando la totalidad del raíl (modo por lotes) o cada sección transversal (modo continuo) hasta superar Ac3, también es posible, por ejemplo, calentar solo la cabeza, o la cabeza y el alma, o el pie hasta superar Ac3. Sin embargo, esto puede dar como resultado variaciones en las tensiones internas sobre la sección transversal, y esto puede ser indeseable.

Es posible soldar juntos varios tramos de raíl con una unidad de soldadura para crear un CWR que consta de dichos varios tramos de raíl soldados juntos (por ejemplo, 10 raíles de 12 m soldados juntos para producir un raíl soldado de 120 m de longitud), emulando de este modo la capacidad para producir tramos largos en un sitio donde no hay instalaciones disponibles para producir estos tramos largos por laminación, y a continuación posteriormente alimentar este raíl de longitud larga, que consta de dichos varios tramos de raíl soldados juntos, en una unidad de tratamiento térmico para tratar térmicamente cada parte del raíl que incluye las soldaduras, y no solo las soldaduras. Esto dará como resultado un CWR de calidad, microestructura y propiedades constantes. Por lo tanto, aunque el método se puede utilizar para producir CWR de longitudes muy largas, también es posible cortar el CWR después de que se haya obtenido un determinado tramo si se debe transportar el CWR cortado. Los tramos largos producidos de este modo se pueden soldar juntos en el sitio de colocación de la vía por medios convencionales, tales como FBW o ATW. Al utilizar el método de acuerdo con la invención, la longitud del raíl soldado y tratado térmicamente continuo es teóricamente ilimitada, y solo está limitada por cuestiones prácticas tales como el transporte del raíl a la ubicación de instalación.

En una forma de realización preferible de la invención, la velocidad de alimentación para la etapa de tratamiento térmico está entre al menos 0,5 m·min-1 y/o a lo sumo 10 m·min-1. Preferiblemente, la velocidad de alimentación es de al menos 1 m·min-1 y/o a lo sumo 7 y más preferiblemente a lo sumo 5 m·min-1. Idealmente, la velocidad de

alimentación está entre 2 y 4 m·min-1 . Preferiblemente, la velocidad de alimentación es una velocidad de alimentación constante, porque esta es la mejor garantía para una calidad constante del raíl tratado térmicamente.

La invención se materializa en un método en donde el (los) recalcado(s) de soldadura se elimina(n) del pie, preferiblemente en donde el recalcado de soldadura se elimina del pie, el alma y la cabeza del CWR. Aunque el método de acuerdo con la invención no requiere la eliminación del recalcado de soldadura, es preferible eliminar la denominada tira de pie para fines de tratamiento térmico y rendimiento. El recalcado de soldadura en el alma y la cabeza del CWR se puede dejar, pero también se puede eliminar para mejorar el rendimiento estético. Además, puede actuar como un "elevador de calor" no deseado. Al eliminar el recalcado de soldadura del pie, o desde el pie, el alma y la cabeza del CWR, se mejora la calidad del CWR, tanto estética como mecánicamente, ya que la superficie lisa no aportará elevadores de tensión, y el posterior tratamiento térmico es más homogéneo

El CWR puede enderezarse y/o perfilarse después de la soldadura y antes del tratamiento térmico posterior a la soldadura. También es posible enderezar y/o perfilar después del tratamiento térmico posterior a la soldadura.

En una forma de realización preferible, la etapa de tratamiento térmico utiliza preferiblemente aire comprimido o enfriamiento por nebulización de aire para enfriar el CWR tratado térmicamente.

En una forma de realización preferible de la invención, el CWR se produce mediante la soldadura juntos de tramos de acero que tienen una composición adecuada para la obtención de una microestructura perlítica después del tratamiento térmico posterior a la soldadura, en donde la temperatura de parada de enfriamiento está por debajo de Ar1, y en donde la microestructura final transformada del CWR tratado térmicamente es totalmente perlítica y está libre de fases de martensita o bainita. Los raíles perlíticos son el tipo más comúnmente utilizado en la industria ferroviaria, incluidos los aceros para raíles hipereutectoides que contienen una gran mayoría de perlita. Cuando se sueldan juntos estos aceros perlíticos (hipoeutectoides, eutectoides o hipereutectoides), se produce una HAZ grande, y el método de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para producir un raíl largo a partir de raíles más cortos sin estas grandes HAZ que de otro modo solo es posible produciendo tramos largos de raíles como una sola pieza. La soldadura junto del raíl seguida del tratamiento térmico de la totalidad del raíl produce un raíl que tiene las propiedades favorables de un raíl tratado térmicamente y no tiene HAZ que afecten adversamente las propiedades. En cambio, el raíl tiene propiedades de tratamiento térmico favorables en la totalidad del tramo y no tiene HAZ en absoluto. Para obtener esto, es importante que el tratamiento térmico se diseñe de tal manera que la estructura austenítica se enfríe a una velocidad lo suficientemente alta como para producir una estructura perlítica muy fina, pero que no sea tan alta como para correr el riesgo de formación de bainita o martensita, y a una temperatura lo suficientemente baja para promover la formación de perlita. La velocidad de enfriamiento desde el rango austenítico debe ser lo suficientemente alta como para evitar la nariz de ferrita (si es que está presente) en el diagrama CCT. Esta tecnología está fácilmente disponible para el experto en la técnica y, por lo tanto, es comúnmente conocida. Someter muestras de la composición, tal como un R260, a pruebas como la dilatometría proporcionará fácilmente la información requerida sobre Ar1 y Ac3, y por lo tanto sobre las temperaturas de recocido para lograr una microestructura austenítica en el raíl y sobre las velocidades de enfriamiento requeridas para obtener la microestructura final deseada en el raíl. El método es aplicable a todos los grados de raíl perlítico hipo, hiper o eutectoide. Las Figuras 8 a 9 dan composiciones químicas de los grados para los cuales se puede aplicar el método de acuerdo con la invención. El método es particularmente adecuado para los grados tratables térmicamente (R350HT, R350LHT, R370CrHT, R400HT y HP355).

En una forma de realización preferible de la invención, el CWR se produce soldando juntos tramos de acero que tienen una composición adecuada para lograr una microestructura bainítica después del tratamiento térmico, en donde la temperatura de parada de enfriamiento está por debajo de la temperatura de acabado bainítico (Bf), y en donde la microestructura final transformada del CWR tratado térmicamente es completamente bainítica y está sustancialmente o preferiblemente completamente libre de martensita y sustancialmente o preferiblemente completamente libre de fases de perlita o ferrita. Hay diferentes familias de raíles bainiticos. Algunos son raíles de alta resistencia que ofrecen una buena resistencia al desgaste y se utilizan principalmente para la vía de transporte pesado, mientras que otros se han diseñado específicamente para abordar la fatiga al contacto rodante en líneas de tráfico mixto. Al soldar juntos estos aceros, las propiedades resultantes dentro de la soldadura y las HAZ pueden cambiar con respecto a las de los raíles tal como se fabricaron. El método de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para evitar esto sin la necesidad de producir tramos largos de raíles como una sola pieza. La soldadura juntos de los tramos de los raíles seguida del tratamiento térmico de la totalidad del raíl produjo un raíl que tiene las propiedades favorables de un raíl tratado térmicamente, pero sin soldaduras en cuyas ubicaciones se destruyan las propiedades de tratamiento térmico favorables. En cambio, el raíl tiene propiedades de tratamiento térmico favorables en la totalidad del tramo y no tiene HAZ en absoluto. Para obtener esto, es importante que el tratamiento térmico se diseñe de tal manera que la estructura austenítica se enfríe a través de una curva de temperatura contra tiempo que produzca la microestructura deseada. Esta tecnología está fácilmente disponible para el experto en la técnica y, por lo tanto, es comúnmente conocida. Someter muestras de la composición, como B320, a pruebas como la dilatometría proporcionará fácilmente la información requerida sobre Ar1 y Ac3, y por lo tanto sobre las temperaturas de recocido para lograr una microestructura austenítica en el raíl y sobre las velocidades de enfriamiento requeridas para obtener la microestructura final deseada en el raíl. El método es aplicable a todos los grados de raíles bainíticos. Por ejemplo, un acero bainítico cuya composición en peso incluye de 0,05 a 0,50% de carbono, 1,00 a 3,00% de silicio, 0,50 a 2,50% de manganeso, 0 a 0,10% de aluminio, 0,25 a 2,50% de cromo, 0 a

3,00% de níquel; 0 a 0,025% de azufre ; 0 a 0,025% de fósforo, 0 a 1,00% de molibdeno; 0 a 1,5% de cobre; 0 a 0,10% de titanio, 0 a 0,50% de vanadio; 0 a 0,005% de boro, 0 a 0,01% de N, balance de hierro e impurezas inevitables.

La soldadura es preferiblemente de un tipo que genera una soldadura a partir de solo material matriz, es decir, no se utiliza material de relleno. Estos tipos de soldadura abarcan la soldadura a presión de gas, la soldadura por fricción, la soldadura por haz de electrones. En una forma de realización preferible, el proceso de soldadura es un proceso de soldadura a tope por chisporroteo.

En una forma de realización de la invención, la soldadura de los tramos de los raíles para formar un CWR o la soldadura de un tramo de raíl a un CWR se realiza en una atmósfera controlada para evitar la descarburación de los aceros en la línea de fusión.

Enderezar después o antes de soldar los tramos de raíles juntos se podría realizar presionando. Es preferible perfilar el raíl soldado, por ejemplo, mediante rectificado, después del enderezado.

Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo para realizar el método de acuerdo con la invención provisto con:

i. una unidad de soldadura para soldar dos tramos de raíl juntos para producir un CWR, o para producir un CWR más largo al soldar tramos de raíl adicionales al CWR;

ii. una unidad opcional para eliminar parte de, o todo el recalcado de soldadura o recalcados de soldadura, por ejemplo, un raspado, rectificado o fresado o una combinación de los mismos,

iii. una unidad de tratamiento térmico

-: para el tratamiento térmico posterior a la soldadura del CWR al someter la totalidad del CWR sustancialmente al mismo tratamiento térmico por encima de la temperatura Ac3 para lograr una microestructura completamente austenítica en el CWR en una unidad de tratamiento térmico por lotes, o -para el tratamiento térmico posterior a la soldadura del CWR alimentando el CWR a través de la unidad de tratamiento térmico para calentar todas las secciones transversales sucesivas del CWR por encima de la temperatura Ac3 para lograr una microestructura completamente austenítica en las sucesivas secciones transversales,

iv.: una unidad de mantenimiento para mantener el CWR o las sucesivas secciones transversales del CWR por encima de Ac3 durante un tiempo ta, estando dicha unidad de mantenimiento opcionalmente integrada en la unidad de tratamiento térmico,

v.: una unidad de enfriamiento para enfriar las partes del CWR o las sucesivas secciones transversales del CWR (cabeza, base del pie, alma) o la totalidad del CWR o las sucesivas secciones transversales del CWR utilizando un medio de enfriamiento hasta una temperatura de parada de enfriamiento Tparada para lograr la microestructura y propiedades finales transformadas deseadas en el CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura a lo largo del tramo de CWR,

vi. medios de perfilado de la cabeza opcionales para proporcionar la cabeza del CWR en las ubicaciones de la soldadura o soldaduras con el perfil de la cabeza del raíl deseado,

vii. medios de enderezamiento opcionales para enderezar el CWR y/o medios de enderezamiento opcionales para enderezar el CWR soldado y tratado térmicamente.

En una forma de realización preferible de la invención, la unidad de tratamiento térmico y sus dispositivos auxiliares (tales como la unidad de soldadura y rectificado) se diseñan y construyen de tal manera que es relativamente fácil de construir en un sitio dado, y que también es relativamente fácil deconstruir y reubicarse en un sitio diferente a donde el raíl debe ser tratado térmicamente.

En una forma de realización de la invención, la unidad de soldadura contiene medios para realizar la soldadura en una atmósfera controlada para evitar la descarburación de los raíles en la línea de fusión.

En un tercer aspecto de la invención, se proporciona un CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura producido de acuerdo con el método de la invención o producido utilizando el dispositivo de acuerdo con la invención. En una forma de realización, el CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura comprende zonas no afectadas térmicamente en ninguna posición a lo largo de la totalidad del tramo del raíl soldado continuo tratado térmicamente. Es preferible que la diferencia entre la dureza mínima del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura sea inferior al 10%, preferiblemente al 7,5%, más preferiblemente al 5% del valor de dureza promedio del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura (HV30). Nota: todos los valores de dureza se dan en HV30 a menos que se indique lo contrario y se determinan de acuerdo con ISO 6507-1: 2005. Es preferible que la diferencia entre la dureza máxima del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio del CWR tratado térmicamente

posterior a la soldadura sea inferior al 15%, preferiblemente inferior al 10%, más preferiblemente al 7,5%, incluso más preferiblemente 5% del valor de dureza promedio del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura (HV30). Es preferible que la diferencia entre la dureza mínima del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura sea inferior al 10%, preferiblemente al 7,5%, más preferiblemente al 5% del valor de dureza promedio del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura (HV30) y la diferencia entre la dureza máxima del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura es inferior al 15%, preferiblemente inferior al 10%, más preferiblemente al 7,5%, incluso más preferiblemente al 5% del valor de dureza promedio del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura (HV30). La Figura 2 muestra un valor de dureza promedio en HV30 indicado por "Media P" en la figura. Obsérvese que el valor en la línea de fusión se ignora a este respecto según el estándar relevante. En un raíl perlítico tratado térmicamente previo a la soldadura la dureza mínima generalmente es causada por la esferoidización de la perlita en la HAZ.

La invención se explicará ahora adicionalmente por medio de un ejemplo y figuras no limitativas. Se proporcionaron cinco raíles de longitudes cortas de R350HT todavía no tratados térmicamente (es decir, que tienen una composición comparable a R260) que se soldaron juntos por soldadura a tope por chisporroteo en el aire utilizando un programa de soldadura adecuado para la soldadura a tope por chisporroteo. Cada dispositivo de soldadura a tope por chisporroteo es diferente y no hay disponible un conjunto estandarizado de parámetros operativos, pero está bien dentro del alcance del experto en la técnica tratar de encontrar un programa de soldadura adecuado para cualquier composición estandarizada y no es una carga excesiva tratar de encontrar un programa de soldadura de este tipo. Se hace referencia al documento WO 2005/001204-A1 a modo de ejemplo para los grados R220. Cuatro soldaduras fueron producidas de este modo. De estas, dos fueron sometidas a un rectificado estándar de la cabeza (1 y 2) según el procedimiento de preparación estándar FBW (BS EN14587-1: 2007), así como la base del pie para un manejo más fácil, y dos fueron sometidas a un rectificado estándar de la cabeza y la base y la parte superior del pie (3 y 4). El CWR producido de este modo, se procesó a través de una planta de tratamiento térmico por inducción austenitizando cada sección transversal del CWR y enfriándola después de que cada sección transversal se mantuvo por encima de Ac3 y posteriormente se enfrió por medio de enfriamiento acelerado hasta Tparada El enfriamiento a la temperatura ambiente se realizó en aire inmóvil. Un ejemplo de una planta de tratamiento térmico adecuada y detalles del tratamiento térmico de las muestras se da en el documento EP0765942-A1, cuyos contenidos se incluyen en la presente memoria por referencia.

El material se examinó posteriormente metalúrgicamente de acuerdo con BS EN14587-1: 2007. Esto incluyó la evaluación de la anchura de la zona afectada por el calor (HAZ), la microestructura y la dureza del raíl utilizando los criterios especificados para el raíl de grado R350HT (composición a continuación). Se concluyó que el tratamiento térmico de las combinaciones de raíl/soldadura no afectó los resultados de la prueba de flexión de tres puntos realizada en las soldaduras instantáneas. La evaluación microestructural de la soldadura tratada térmicamente reveló que la microestructura era extremadamente homogénea y consistente con los valores de dureza medidos. La microestructura se muestra en la Figura 1a-d donde se muestra la microestructura para la línea de fusión (a), 4 mm desde la línea de fusión (b), 8 mm desde la línea de fusión (c) y 20 mm desde la línea de fusión (d). Este último se puede considerar el material matriz tratado térmicamente. Los valores de dureza se presentan en la Figura 2. Con la excepción de la línea de fusión, el material es completamente perlítico, y no se observó evidencia de martensita o bainita. En la Figura 3 estos valores de dureza se comparan con las soldaduras no tratadas térmicamente (que son obviamente más bajas y en el nivel R260). La línea de fusión, donde está presente algo de ferrita, es tan estrecha que no afecta el rendimiento del raíl soldado. Pero la principal diferencia es el amplio rango de valores de dureza y la anchura del HAZ de aproximadamente 30 mm en comparación con la anchura de aproximadamente 15 mm para la variante tratada térmicamente donde, además, el aumento en la dureza es relativamente marginal (15 HV30 en un nivel de 344 HV30 (< 4.3%)) en comparación con el aumento de la dureza para la versión sin tratamiento térmico (60 HV30 en un nivel de 260 HV30 > 20%). Obsérvese que de acuerdo con BS EN14587-1: 2007, el valor de dureza en la línea de fusión se ignora al decidir si se cumplen o no los requisitos para un determinado grado. En la Figura 2, el valor mínimo y máximo para el raíl R350HT (325 y 410 HV30) se presenta junto con la media P del raíl matriz. La dureza se midió utilizando un probador de dureza calibrado HTM4225 a una profundidad de 5 mm por debajo de la superficie de rodadura y con un intervalo de marcado de 2 mm a una carga de 30 kg.

Composición de R350 HT (balance de hierro e impurezas inevitables).

Pieza fundida: C Si Mn P S Cr Mo Ni Al N V

62958: 0,79 0,43 1,13 0,015 0,016 0,026 0,002 0,018 0,001 0,0054 0,006

Composición de R350 HT fundido (% en peso)

Similares resultados se pueden obtener con el acero de la tabla a continuación (balance de hierro e impurezas inevitables). C, D y E son aceros hipereutectoides (HP355). F y G son aceros bainíticos.

C: Si Mn P S Cr V Al N B Mo

C: 0,92 0,92 0,85 0,014 0,012 0,02 0,11 0,001 37 imp imp

D: 0,95 0,89 0,88 0,015 0,016 0,02 0,11 0,001 41 imp imp

E: 0,94 0,87 0,85 0,010 0,014 0,02 0,12 0,002 43 imp imp

F: 0,20 1,20 1,50 0,015 0,015 0,50 0,18 0,003 60 30 0,16

G: 0,33 1,20 1,50 0,015 0,018 0,55 0,01 0,003 60 30 0,16

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1a-d muestra la microestructura del raíl soldado tratado térmicamente del ejemplo anterior en la línea de fusión (a) y 4 (b), 8 (c) y 20 (d) mm desde la línea de fusión.

La Figura 2 es el perfil de dureza de la microestructura de la Figura 1. Es claramente visible que el perfil de dureza es muy plano, con solo un valor menor en la línea de fusión y una pareja de valores más altos al lado de la línea de fusión.

La Figura 3 es el perfil de dureza de un raíl tratado térmicamente posterior a la soldadura (línea continua) en comparación con un raíl tratado térmicamente previamente a la soldadura (línea discontinua) como una función de la distancia a la soldadura (siendo 0 la línea de fusión). La comparación de estos perfiles muestra una diferencia muy grande en el perfil de dureza cerca de la soldadura que lleva a la conclusión de que el raíl tratado térmicamente posterior a la soldadura tiene una distribución de dureza mucho más uniforme a lo largo de la longitud del raíl.

La Figura 4 es un dibujo esquemático y no limitativo de un dispositivo de acuerdo con la invención en donde R representa una cantidad de tramos de raíl que se sueldan juntos en una unidad de soldadura (WU) para formar un CWR y posteriormente tratados térmicamente en una unidad de calentamiento (HU) y enfriados en una unidad de enfriamiento (CU). La WU se dibuja para estar en línea con la HU en esta figura, pero lo más probable es que la WU y la HU sean procesos desacoplados por razones prácticas. También se proporciona un perfil de temperatura esquemático. La ubicación de las soldaduras se indica esquemáticamente con una 'W'.

La Figura 5 es un gráfico de los valores de tensión residual a lo largo del tramo de raíl soldado desde la soldadura hasta 250 mm desde la soldadura, que muestra la tensión residual longitudinal en la superficie del pie en la línea central del raíl y la tensión residual vertical en la superficie del alma del raíl en la posición media del alma del raíl. Es evidente a partir de esta figura que la tensión residual en el raíl producido de acuerdo con la invención es mucho más baja y más uniforme que la de aquel en el proceso en el que la soldadura no se trata térmicamente, que es el proceso de última generación según se describe en [0007]. En la Figura, las líneas continuas representan el raíl tratado térmicamente posterior a la soldadura y las líneas discontinuas representan el raíl tratado térmicamente previo a la soldadura. Los triángulos muestran la tensión residual vertical (en MPa) del alma, y los diamantes muestran la tensión residual longitudinal (en MPa) del pie del raíl, todo como una función de la distancia (en mm) desde la soldadura.

La Figura 6 muestra la diferencia entre el método de acuerdo con la técnica anterior (a) y el método de acuerdo con la invención (b). En la Figura 6a, los raíles tratados térmicamente (HT) se sueldan juntos, formando una zona afectada térmicamente en la ubicación de cada soldadura. El método de acuerdo con la técnica anterior trata a continuación térmicamente la soldadura (indicada con el elipsoide discontinuo) para restaurar las propiedades y la microestructura de vuelta al nivel de los raíles tratados térmicamente originales. Sin embargo, es probable que este tratamiento térmico local de cómo resultado variaciones locales en las tensiones internas y cree nuevas zonas junto al área de tratamiento térmico local, donde el tratamiento térmico local influye en la microestructura del raíl tratado térmicamente previo a la soldadura (HT). En el método de acuerdo con la invención, los raíles sin tratamiento térmico (NHT) se sueldan juntos (véase también la Figura 7), formando también una zona afectada térmicamente en la ubicación de cada soldadura. Pero después de esto, la totalidad del raíl se trata térmicamente, ya sea de una sola vez (modo por lotes), o de cada sección transversal después de cada sección transversal (modo continuo). Dado que la composición de la soldadura es, en esencia, idéntica a la composición del raíl, este tratamiento térmico posterior a la soldadura conduce a una microestructura homogénea a lo largo del raíl, con la posible excepción de la línea de fusión. Al estudiar la microestructura, solo se puede discernir la línea de fusión (ver también la Figura 1). Esto se indica en la Figura 6b con la línea punteada. Además de la línea de fusión, no existe una diferencia discernible entre la HAZ tratada térmicamente posterior a la soldadura y el raíl tratado térmicamente en el método de acuerdo con la invención.

La Figura 7 muestra el método de acuerdo con la invención después de la soldadura (a) y después del tratamiento térmico posterior a la soldadura (b) con las soldaduras "invisibles". Las Figuras 8 y 9 muestran composiciones de aceros que se pueden procesar con el método de acuerdo con la invención.

La Figura 10 muestra una macro-fotografía de una zona afectada por el calor (izquierda) después de soldar dos raíles juntos y después del recocido de acuerdo con la invención (derecha). La parte superior de las imágenes muestra el efecto en las partes gruesas del raíl (cabeza) y las partes inferiores muestran el efecto en las partes delgadas del raíl (pie). La imagen de la derecha muestra la microestructura después del recocido de acuerdo con la invención, donde solo la línea de fusión es todavía visible, pero el resto de la HAZ ha desaparecido por completo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para la producción de un raíl soldado tratado térmicamente para el transporte ferroviario que comprende las etapas siguientes de:

i. proporcionar tramos de raíl con las especificaciones deseadas;

ii. soldar dos tramos de raíl juntos en una unidad de soldadura para producir un raíl soldado continuo, CWR, o producir un raíl soldado continuo más largo al soldar uno o más tramos de raíl adicionales al raíl soldado continuo;

iii. opcionalmente eliminar un recalcado o recalcados de soldadura, o partes de la misma;

caracterizado por:

iv.

tratar térmicamente posterior a la soldadura la totalidad del raíl soldado continuo en una unidad de tratamiento térmico calentando la totalidad del raíl soldado continuo, o calentando todas las secciones transversales sucesivas del raíl soldado continuo, por encima de la temperatura Ac3 para lograr una microestructura completamente austenítica en la totalidad del raíl soldado continuo, seguido por mantener el raíl soldado continuo o todas las secciones transversales sucesivas de la sección de raíl soldado continuo por encima de Ac3 durante un tiempo prescrito ta seguido por someter el raíl soldado continuo o todas las secciones transversales sucesivas del raíl soldado continuo a enfriamiento a una velocidad de enfriamiento utilizando un medio de enfriamiento a una temperatura de parada de enfriamiento Tparada prescrita para lograr la microestructura y las propiedades finales transformadas deseadas a lo largo de la totalidad del tramo del raíl soldado continuo tratado térmicamente posterior a la soldadura;

v.

opcionalmente proporcionar la cabeza del raíl soldado continuo tratado térmicamente posterior a la soldadura en las ubicaciones de una soldadura con un perfil de cabeza de raíl deseado.
2.

El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el raíl soldado continuo se trata térmicamente a una velocidad de alimentación constante de al menos 0,5 y/o como máximo 10 m·min-1 .
3.

El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el recalcado de soldadura se retira del pie, preferiblemente en donde el recalcado de soldadura se retira del pie, el alma y la cabeza del raíl.
4.

El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el raíl soldado continuo se produce soldando juntos tramos de acero que tienen una composición adecuada para obtener una microestructura que es, en esencia, eutectoide o hipereutectoide después del tratamiento térmico, en donde la temperatura de parada de enfriamiento está por debajo de Ar1, y en donde la microestructura final transformada tratada del raíl soldado continuo tratado térmicamente posterior a la soldadura consiste, en esencia, en perlita o perlita y cementita y, en esencia, libre o completamente libre de fases de martensita y/o bainita.
5.

El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el raíl soldado continuo se fabrica soldando juntos tramos de acero que tienen una composición adecuada para producir una microestructura bainítica después del tratamiento térmico, en donde la temperatura de parada de enfriamiento es tal que la microestructura final transformada del raíl soldado continuo tratado térmicamente posterior a la soldadura es completamente bainítica y considerablemente o totalmente libre de martensita y considerablemente o totalmente libre de perlita o fases de ferrita.
6.

El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el proceso de soldadura es un proceso de soldadura a tope por chisporroteo.
7.

Un dispositivo para realizar el método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 provisto con:

i. una unidad de soldadura (WU) para soldar dos tramos de raíles juntos en la unidad de soldadura (WU) para producir un raíl soldado continuo, CWR, o para producir un raíl soldado continuo más largo al soldar tramos de raíles adicionales al raíl soldado continuo;

ii. una unidad opcional para eliminar parte de, o un recalcado de soldadura completo o recalcados de soldadura;

caracterizado por:

iii.

una unidad de tratamiento térmico (HU)

a.

para tratar térmicamente posterior a la soldadura el raíl soldado continuo sometiendo la totalidad del raíl soldado continuo a, en esencia, el mismo tratamiento térmico por encima de la temperatura Ac3 para lograr una microestructura completamente austenítica en el raíl soldado continuo en una unidad de tratamiento térmico por lotes, o

b. para tratar térmicamente posterior a la soldadura el raíl soldado continuo alimentando la totalidad del raíl soldado continuo a través de la unidad de tratamiento térmico (HU) para calentar todas las secciones transversales sucesivas del raíl soldado continuo por encima de la temperatura Ac3 para lograr una microestructura completamente austenítica en todas las secciones transversales sucesivas;

iv.

una unidad de mantenimiento para mantener el raíl soldado continuo o todas las secciones transversales sucesivas por encima de Ac3 durante un tiempo ta, estando dicha unidad de mantenimiento opcionalmente integrada en la unidad de tratamiento térmico;

v.

una unidad de enfriamiento (CU) para enfriar partes del raíl soldado continuo o la totalidad del raíl soldado o todas las secciones transversales sucesivas del CWR utilizando un medio de enfriamiento a una temperatura de parada de enfriamiento Tparada para lograr la microestructura y propiedades finales transformadas homogéneas deseadas en la totalidad del raíl soldado continuo tratado térmicamente posterior a la soldadura,

vi. medios de perfilado de cabeza opcionales para proporcionar la cabeza del raíl soldado continuo en las ubicaciones de la soldadura o soldaduras con el perfil de cabeza de raíl deseado;

vii. medios de enderezamiento opcionales para enderezar el raíl soldado continuo y/o medios de enderezamiento opcionales para enderezar el raíl soldado continuo tratado térmicamente.
8.

Un raíl tratado térmicamente posterior a la soldadura producido de acuerdo con el método de la reivindicación 1 a 6 o producido utilizando el dispositivo de la reivindicación 7.
9.

Un raíl de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que no hay zonas afectadas térmicamente en ninguna posición a lo largo de la totalidad del tramo del raíl tratado térmicamente posterior a la soldadura.
10.

Un raíl de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en donde:

-

la diferencia entre la dureza mínima en HV30 del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio en HV30 del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura es inferior al 10% del valor de dureza promedio en HV30, o en donde

-

la diferencia entre la dureza máxima en HV30 del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio en HV30 del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura es inferior al 15% del valor de dureza promedio en HV30, o en donde

-

que la diferencia entre la dureza mínima del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio en HV30 del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura es inferior al 10% del valor de dureza promedio en HV30 y la diferencia entre la dureza máxima en HV30 del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura y la dureza promedio en HV30 del CWR tratado térmicamente posterior a la soldadura es inferior al 15% del valor de dureza promedio en HV30; y

en donde las durezas en HV30 se determinan de acuerdo con ISO 6507-1: 2005.