JP6357666B2 - Rail manufacturing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、オーステナイト域温度以上の高温のレールの少なくとも頭部の強制冷却を行うレールの製造装置に関する。   The present invention relates to a rail manufacturing apparatus that forcibly cools at least the head of a high-temperature rail having an austenite temperature or higher.

一般に、鉄道用等のレールの製造過程では、鋼素材を加熱し、オーステナイト域温度以上で所定の形状に熱間圧延した後、あるいは、オーステナイト域温度以上に再加熱した後に、レール頭部に要求される硬度等の所望の品質を確保するための強制冷却が行われる。強制冷却(熱処理)は、温度履歴をコントロールしながらレールに冷却媒体(空気、水、ミスト等)を噴射することで行われ、レール頭部を微細なパーライト組織とし、耐摩耗性や靭性を向上させた高硬度のレールとすることができる。例えば石炭等の天然資源採掘場等における鉄道輸送のように、積載重量が客車等と比べて重く過酷なレールの使用環境下では、レールの摩耗が激しく、レールの使用寿命が短く、レールの頭部の中心部(内部)が摩耗するまで使用されることから、内部を含むレール頭部の耐摩耗性および靭性の向上が特に求められている。   In general, in the manufacturing process of rails for railroads, etc., after the steel material is heated and hot-rolled to a predetermined shape above the austenite temperature, or after reheating above the austenite temperature, the rail head is required. Forced cooling is performed to ensure desired quality such as hardness. Forced cooling (heat treatment) is performed by injecting a cooling medium (air, water, mist, etc.) onto the rail while controlling the temperature history, and the rail head has a fine pearlite structure to improve wear resistance and toughness. It is possible to obtain a high hardness rail. For example, in rail transport in natural resource mining sites such as coal, the load is heavy compared to passenger cars, etc. Since it is used until the central part (inside) of the part is worn, improvement in wear resistance and toughness of the rail head including the inside is particularly required.

ここで、レール頭部を安定したパーライト組織とするためには、強制冷却時の冷却速度を適当に速くする必要がある。しかしながら、レール頭部の内部は、表面(頭頂面や頭側面)が温度低下した後に熱伝導によって冷却されるため、表面との距離が長い内部の冷却速度を上昇させることは困難であった。そこで、内部の冷却速度を上昇させるために表面の冷却速度を上昇させると、レール頭部の表面に過冷却部が発生し、この過冷却部が均一なパーライト組織とならずにマルテンサイト変態したりベイナイト変態したりする場合があった。ここで、ベイナイトは耐摩耗性が低く、マルテンサイトは靭性が低い。そのため、高い耐摩耗性と高い靭性とを同時に達成するためには、特にレール頭部の表面に対してはパーライト変態前には緩冷却でレール頭部のベイナイト変態やマルテンサイト変態を防止して、レール頭部の全体を安定的にパーライト組織とすることが必要となる。   Here, in order to make the rail head a stable pearlite structure, it is necessary to appropriately increase the cooling rate during forced cooling. However, since the inside of the rail head is cooled by heat conduction after the temperature of the surface (the top surface and the side surface of the head) is lowered, it is difficult to increase the cooling rate of the inside having a long distance from the surface. Therefore, if the surface cooling rate is increased in order to increase the internal cooling rate, a supercooling part is generated on the surface of the rail head, and this supercooling part does not become a uniform pearlite structure, but martensite transforms. Or bainite transformation. Here, bainite has low wear resistance and martensite has low toughness. Therefore, in order to achieve both high wear resistance and high toughness at the same time, especially for the rail head surface, the bainite transformation and martensitic transformation of the rail head are prevented by slow cooling before pearlite transformation. In addition, it is necessary to stably make the entire rail head a pearlite structure.

通常、レールの強制冷却は、レールの頭部を上に足部を下にしてレールを正立させた状態で、頭部表面と足裏面との両側から行われる。すなわち、前述したように、レール頭部の品質を確保するために頭部の冷却が行われ、頭部と足部との温度差に起因して発生する熱応力によるレールの上下方向の反りを防止するために足部の冷却が行われる。その場合に、さらに、頭部および足部と腹部との温度差に起因して発生する熱応力を低減して曲がりや残留応力の増加を抑制するための技術が知られている。例えば、特許文献1には、頭部表面、足裏面に加え、腹部表面を冷却する技術が開示されている。また、特許文献2には、頭側面を冷却する頭側冷却ヘッダからの空気(冷却媒体)が、顎下面から腹部表面および足部に向けて流れるように、ガイドを設けて各部を冷却する技術が記載されている。   Normally, forced cooling of the rail is performed from both sides of the head surface and the back surface of the foot with the rail head upright with the rail head up and the foot down. That is, as described above, the head is cooled in order to ensure the quality of the rail head, and the vertical warping of the rail due to the thermal stress generated due to the temperature difference between the head and the foot is reduced. To prevent this, the foot is cooled. In that case, a technique for reducing the thermal stress generated due to the temperature difference between the head and the foot and the abdomen and suppressing an increase in bending and residual stress is further known. For example, Patent Document 1 discloses a technique for cooling the abdomen surface in addition to the head surface and the foot sole surface. Patent Document 2 discloses a technique for cooling each part by providing a guide so that air (cooling medium) from the head side cooling header for cooling the head side surface flows from the lower jaw surface toward the abdominal surface and the foot part. Is described.

特開2002−105538号公報JP 2002-105538 A 特開平8−295938号公報JP-A-8-295938

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、腹部表面を冷却する腹部冷却ヘッダは、ノズル直下に対する冷却能率は高いものの、屈折した部位に対する冷却能率は低いため、顎下面の冷却ができず、頭部の内部の冷却速度を上昇させる効果は小さい。また、特許文献2に記載の技術では、頭側冷却ヘッダは、ノズル直下にあたる頭側面に対する冷却能率は高いものの、顎下面や腹部表面に対しては冷却媒体による間接的な冷却に過ぎず、冷却能率は低い。加えて特許文献2に記載の技術では、顎下面および腹部表面の輻射によりガイドが加熱されるため、レールを保温する効果が生じて顎下面および腹部表面の冷却能率が低下し、レール頭部の内部の冷却速度が上昇せず硬度が低下する。   However, in the technique described in Patent Document 1, the abdominal cooling header that cools the abdominal surface has a high cooling efficiency directly under the nozzle, but has a low cooling efficiency with respect to the refracted portion, so the lower surface of the chin cannot be cooled, and the head The effect of increasing the internal cooling rate is small. Further, in the technique described in Patent Document 2, the head side cooling header has a high cooling efficiency with respect to the side of the head that is directly under the nozzle, but the head lower surface and the abdominal surface are only indirectly cooled by a cooling medium, and cooling is performed. Efficiency is low. In addition, in the technique described in Patent Document 2, since the guide is heated by radiation of the lower jaw surface and the abdominal surface, an effect of keeping the rail warm is generated, and the cooling efficiency of the lower jaw surface and the abdominal surface is reduced. The internal cooling rate does not increase and the hardness decreases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内部を含むレール頭部の全体を高硬度化することが可能なレールの製造装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a rail manufacturing apparatus capable of increasing the hardness of the entire rail head including the inside.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るレールの製造装置は、オーステナイト域温度以上で熱間圧延され、あるいは、オーステナイト域温度以上に加熱された高温のレールの少なくとも頭部の強制冷却を行うレールの製造装置であって、レール頭部の頭頂面、頭側面、顎下面、およびレール足部の足裏面のそれぞれに冷却媒体としての空気を噴射する頭頂冷却ヘッダ、頭側冷却ヘッダ、顎下冷却ヘッダ、および足裏冷却ヘッダを備え、前記顎下冷却ヘッダ、前記頭頂冷却ヘッダ、前記頭側冷却ヘッダ、および前記足裏冷却ヘッダは、互いに分離され隙間を有して配置されており、各冷却ヘッダ間の前記隙間に前記冷却媒体の排出口が設られ、前記顎下冷却ヘッダは、前記レール頭部の頭側面より前記レールの幅方向の内側になるように配置されてなることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the rail manufacturing apparatus according to the present invention is at least the head of a high-temperature rail that is hot-rolled at an austenite temperature or higher or heated to an austenite temperature or higher. A rail manufacturing apparatus for forcibly cooling a head part, the head head cooling head for injecting air as a cooling medium to each of the top surface of the head of the rail, the side of the head, the lower surface of the chin, and the bottom of the foot of the rail foot A side cooling header, a submaxillary cooling header, and a sole cooling header, and the submaxillary cooling header, the parietal cooling header, the head side cooling header, and the sole cooling header are separated from each other and have a gap. is disposed, the outlet of the cooling medium into the gap between the cooling header set only are the submandibular cooling header, the width direction of the rail than the head side of the rail head It characterized that you made are disposed such that the side.

また、本発明に係るレールの製造装置は、上記発明において、前記顎下冷却ヘッダが、レール頭部の顎下面およびレール腹部の腹部表面に冷却媒体を噴射することを特徴とする。   The rail manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the submandibular cooling header injects a cooling medium onto the lower jaw surface of the rail head and the abdominal surface of the rail abdomen.

本発明によれば、内部を含むレール頭部の全体を高硬度化することができる。   According to the present invention, the entire rail head including the inside can be increased in hardness.

図1は、本発明の一実施形態の製造装置の要部構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a main configuration of a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本実施の形態の製造装置によるレールの強制冷却部位を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a forced cooling portion of the rail by the manufacturing apparatus of the present embodiment. 図3は、他の実施の形態の製造装置の要部構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a main configuration of a manufacturing apparatus according to another embodiment. 図4は、他の実施の形態の製造装置の要部構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a main configuration of a manufacturing apparatus according to another embodiment. 図5は、比較例1に使用される製造装置の要部構成を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a manufacturing apparatus used in Comparative Example 1. 図6は、比較例2に使用される製造装置の要部構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a manufacturing apparatus used in Comparative Example 2. 図7は、比較例3に使用される製造装置の要部構成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a manufacturing apparatus used in Comparative Example 3.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.

図1は、本実施の形態のレール1の製造装置2の要部構成例を示す模式図であり、図2は、製造装置2によるレール1の強制冷却部位を説明する図である。図1に示すように、レール1の製造装置2は、製品断面形状のレール1を所望の硬度などの要求される品質に応じた所定の冷却条件で強制冷却(以下、単に「冷却」ともいう。)するためのものであり、製造ライン内に搬送装置などで形成されるレール1の搬送経路に沿って加熱炉や圧延機などとともに設置される。製造装置2には、圧延機においてオーステナイト域温度以上で熱間圧延され、あるいは、加熱炉でオーステナイト域温度以上に加熱された高温のレール1が処理位置まで搬入される。製造装置2は、搬入されたレール1の頭部11および足部12を強制冷却する。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a main part of a manufacturing apparatus 2 for a rail 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining a forced cooling portion of the rail 1 by the manufacturing apparatus 2. As shown in FIG. 1, the rail 1 manufacturing apparatus 2 performs forced cooling (hereinafter simply referred to as “cooling”) on a rail 1 having a product cross-sectional shape under predetermined cooling conditions corresponding to required quality such as desired hardness. ) And is installed along with a heating furnace, a rolling mill, and the like along the conveying path of the rail 1 formed by a conveying device or the like in the production line. In the manufacturing apparatus 2, a high-temperature rail 1 that has been hot-rolled at a temperature higher than the austenite temperature in a rolling mill or heated to a temperature higher than the austenite temperature in a heating furnace is carried into a processing position. The manufacturing apparatus 2 forcibly cools the head portion 11 and the foot portion 12 of the loaded rail 1.

なお、レール1は、例えば100m程度の圧延長のまま製造装置2に搬入されて冷却される場合もあれば、1本当たりの長さが例えば25m程度の長さに切断(鋸断)された後に製造装置2に搬入されて冷却される場合もある。鋸断されたレール1を冷却対象とする製造装置2として、鋸断後の長さに応じて冷却ゾーンが分割されたものもある。   The rail 1 may be cooled by being carried into the manufacturing apparatus 2 with a rolling length of, for example, about 100 m, or may be cut (saw cut) to a length of, for example, about 25 m. There are cases where it is carried into the manufacturing apparatus 2 and cooled later. As a manufacturing apparatus 2 that uses the sawn rail 1 as a cooling target, there is a device in which a cooling zone is divided according to the length after sawing.

この製造装置2は、レール1の頭部11を冷却するための頭頂冷却ヘッダ21、頭側冷却ヘッダ22、および顎下冷却ヘッダ23と、レール1の足部12を冷却するための足裏冷却ヘッダ24とを備える。   The manufacturing apparatus 2 includes a crown cooling header 21 for cooling the head 11 of the rail 1, a head side cooling header 22, a sub-chin cooling header 23, and a sole cooling for cooling the foot 12 of the rail 1. And a header 24.

これらの頭頂冷却ヘッダ21、頭側冷却ヘッダ22、顎下冷却ヘッダ23、および足裏冷却ヘッダ24(以下、これらを包括して適宜「冷却ヘッダ21,22,23,24」という。)は、それぞれ配管を介して冷却媒体源と接続され、不図示の複数のノズル(噴射口)から冷却媒体(空気、スプレー水、ミストなど)を噴射する。具体的には、頭頂冷却ヘッダ21のノズルは、処理位置のレール1の頭部11上方にレール1の長手方向に沿って配置され、図2に示す頭部11の頭頂面111に向けて冷却媒体を噴射する(図1の矢印A11)。また、頭側冷却ヘッダ22のノズルは、処理位置のレール1の両側方にレール1の長手方向に沿って配置され、図2に示す頭部11の頭側面112に向けて冷却媒体を噴射する(図1の矢印A12)。また、顎下冷却ヘッダ23のノズルは、処理位置のレール1の両側方にレール1の長手方向に沿って配置され、図2に示す頭部11の顎下面113に向けて冷却媒体を噴射する(図1の矢印A13)。また、足裏冷却ヘッダ24のノズルは、処理位置のレール1の下方にレール1の長手方向に沿って配置され、図2に示す足部12の足裏面121に向けて冷却媒体を噴射する(図1の矢印A14)。   These parietal cooling header 21, head side cooling header 22, sub-chin cooling header 23, and sole cooling header 24 (hereinafter collectively referred to as “cooling headers 21, 22, 23, 24” as appropriate). Each is connected to a cooling medium source via a pipe, and a cooling medium (air, spray water, mist, etc.) is sprayed from a plurality of nozzles (spout ports) (not shown). Specifically, the nozzle of the parietal cooling header 21 is arranged along the longitudinal direction of the rail 1 above the head 11 of the rail 1 at the processing position, and is cooled toward the parietal surface 111 of the head 11 shown in FIG. The medium is ejected (arrow A11 in FIG. 1). Further, the nozzles of the head side cooling header 22 are arranged along the longitudinal direction of the rail 1 on both sides of the rail 1 at the processing position, and jet the cooling medium toward the head side surface 112 of the head 11 shown in FIG. (Arrow A12 in FIG. 1). The nozzles of the submandibular cooling header 23 are arranged along the longitudinal direction of the rail 1 on both sides of the rail 1 at the processing position, and spray the cooling medium toward the lower jaw surface 113 of the head 11 shown in FIG. (Arrow A13 in FIG. 1). Further, the nozzle of the sole cooling header 24 is arranged along the longitudinal direction of the rail 1 below the rail 1 at the processing position, and jets a cooling medium toward the sole 121 of the foot 12 shown in FIG. Arrow A14 in FIG.

これらの冷却ヘッダ21,22,23,24の各々は、冷却媒体の吐出量や吐出圧、温度、水分量の調整が可能に構成されている。これらの冷却媒体の吐出量や吐出圧、温度、水分量の調整は、頭部11表面および足部12裏面の冷却速度を制御するためのものであり、例えば、冷却ヘッダ21,22,23,24は、冷却媒体として空気やスプレー水を用いる構成の場合には、冷却媒体の吐出量、吐出圧、および温度のうちの少なくともいずれか1つの調整が可能に構成されていればよい。また、冷却ヘッダ21,22,23,24は、冷却媒体としてミストを用いる構成の場合には、吐出量、吐出圧、温度、および水分量のうちの少なくともいずれか1つの調整が可能に構成されていればよい。   Each of the cooling headers 21, 22, 23, and 24 is configured to be able to adjust the discharge amount, discharge pressure, temperature, and moisture amount of the cooling medium. The adjustment of the discharge amount, discharge pressure, temperature, and moisture amount of these cooling media is for controlling the cooling rate of the front surface of the head 11 and the back surface of the foot 12, for example, the cooling headers 21, 22, 23, In the case of a configuration in which air or spray water is used as the cooling medium 24, it is sufficient that at least any one of the discharge amount, discharge pressure, and temperature of the cooling medium can be adjusted. The cooling headers 21, 22, 23, and 24 are configured to be capable of adjusting at least one of the discharge amount, discharge pressure, temperature, and moisture amount in the case of using mist as the cooling medium. It only has to be.

なお、これらの冷却ヘッダ21,22,23,24の各々は互いに分離され、各ヘッダ間の隙間に冷却媒体の排出口が設けられている。これにより、各冷却ヘッダ21,22,23,24において冷却媒体が滞留して冷却能率が低下することを防止している。   Each of the cooling headers 21, 22, 23, and 24 is separated from each other, and a cooling medium discharge port is provided in a gap between the headers. This prevents the cooling medium from staying in each of the cooling headers 21, 22, 23, 24, thereby reducing the cooling efficiency.

また、顎下冷却ヘッダ23のノズルは、レール1頭部11の頭側面112よりレール1の幅方向の内側になるように配置される。これは、顎下冷却ヘッダ23のノズルがレール1頭部11の頭側面112よりレール1の幅方向の外側に配置された場合、頭側冷却ヘッダ22から噴射された冷却媒体が頭側面112に衝突した後に足部12の方向に流れ、顎下冷却ヘッダ23から噴射された冷却媒体の勢いを阻害するためである。   Further, the nozzle of the submandibular cooling header 23 is arranged so as to be inside the width direction of the rail 1 from the head side surface 112 of the rail 1 head 11. This is because when the nozzle of the submandibular cooling header 23 is disposed outside the head side surface 112 of the rail 1 head 11 in the width direction of the rail 1, the cooling medium sprayed from the head side cooling header 22 is applied to the head side surface 112. This is to prevent the momentum of the cooling medium that flows in the direction of the foot 12 after the collision and is sprayed from the submandibular cooling header 23.

また、製造装置2は、処理位置のレール1の足部12の両側方において互いに対向する位置に、1対のクランプ25を備える。このクランプ25は、処理位置のレール1の足部12を両側で挟持し、冷却中にレール1が上下方向に移動しないようにその変位を拘束するものであり、処理位置のレール1の長手方向に沿って適所に複数組配置される。例えば、クランプ25は、処理位置のレール1の長手方向に沿って概ね5m間隔で設置される。   Moreover, the manufacturing apparatus 2 includes a pair of clamps 25 at positions facing each other on both sides of the foot 12 of the rail 1 at the processing position. The clamp 25 clamps the foot 12 of the rail 1 at the processing position on both sides and restrains the displacement of the rail 1 so as not to move in the vertical direction during cooling. The longitudinal direction of the rail 1 at the processing position A plurality of sets are arranged at appropriate positions along the line. For example, the clamps 25 are installed at intervals of approximately 5 m along the longitudinal direction of the rail 1 at the processing position.

また、製造装置2は、レール1の頭部11上方に設けられ、頭部11の表面温度(例えば、頭頂面111内の1箇所)を測定する頭部温度計261と、レール1の足部12下方に設けられ、足部12の表面温度(例えば、足裏面121内の1箇所)を測定する足部温度計262とを備える。これら頭部温度計261および足部温度計262は、不図示の制御部と接続されており、随時測定値を制御部に出力する。   In addition, the manufacturing apparatus 2 is provided above the head 11 of the rail 1, and measures a surface temperature of the head 11 (for example, one location in the top surface 111) and a foot of the rail 1. 12, and a foot thermometer 262 that measures the surface temperature of the foot 12 (for example, one location in the foot back surface 121). These head thermometer 261 and foot thermometer 262 are connected to a control unit (not shown), and output measured values to the control unit as needed.

レール1の頭部11を表面だけでなく内部(中心部)まで高い耐摩耗性および高い靭性を有する高硬度とするためには、頭部11の全体をパーライト変態させることが重要である。そのために、制御部は、強制冷却を開始してから終了するまでの強制冷却の過程において、少なくとも頭部11表層の変態中における頭部11の表面温度を保温または昇温させるように頭部11表面の冷却速度または昇温速度(冷却能率)を制御する。本実施の形態では、制御部は、冷却ヘッダ21,22,23,24からの冷却媒体の噴射を制御することにより頭部11表面の冷却速度または昇温速度を制御する。ここで、冷却ヘッダ21,22,23,24の各々のノズルからの冷却媒体の噴射開始のタイミングは、同時にしてもよいし、必要に応じて互いにずらしてもよい。   In order to make the head 11 of the rail 1 not only the surface but also the inside (center) high hardness having high wear resistance and high toughness, it is important to transform the entire head 11 into pearlite. Therefore, in the process of forced cooling from the start to the end of forced cooling, the control unit keeps or raises the temperature of the head 11 at least during the transformation of the surface of the head 11. Controls the surface cooling rate or heating rate (cooling efficiency). In the present embodiment, the control unit controls the cooling rate or the heating rate of the surface of the head 11 by controlling the ejection of the cooling medium from the cooling headers 21, 22, 23, and 24. Here, the timing of starting the injection of the cooling medium from the nozzles of the cooling headers 21, 22, 23, and 24 may be simultaneously performed or may be shifted from each other as necessary.

なお、レール1の腹部13が高温の場合、熱伝導により頭部11内部の冷却速度が降下するため、頭部11の顎下面113に併せて腹部13を冷却することが好ましい。そこで、製造装置2は、図3に例示するように、レール1の腹部13を冷却するための腹部冷却ヘッダ27をさらに備えた構成としてもよい。あるいは、図4に例示するように、顎下冷却ヘッダ23がレール1の腹部13を冷却するように構成してもよい。この場合、腹部冷却ヘッダ27あるいは顎下冷却ヘッダ23のノズルが、腹部13の腹部表面131に向けて冷却媒体を噴射する(図3、図4の矢印A15)。   In addition, when the abdominal part 13 of the rail 1 is high temperature, since the cooling rate inside the head 11 falls by heat conduction, it is preferable to cool the abdominal part 13 together with the chin lower surface 113 of the head 11. Therefore, the manufacturing apparatus 2 may be configured to further include an abdomen cooling header 27 for cooling the abdomen 13 of the rail 1 as illustrated in FIG. Or you may comprise so that the submaxillary cooling header 23 may cool the abdominal part 13 of the rail 1 so that it may illustrate in FIG. In this case, the nozzle of the abdomen cooling header 27 or the submaxillary cooling header 23 injects the cooling medium toward the abdomen surface 131 of the abdomen 13 (arrow A15 in FIGS. 3 and 4).

以上のように構成された本実施の形態の製造装置2によれば、顎下冷却ヘッダ23が顎下面113を冷却するので、レール1頭部11の内部の冷却速度を上昇させることができる。これにより、内部を含むレール1頭部11の全体を高硬度化することができる。   According to the manufacturing apparatus 2 of the present embodiment configured as described above, the submandibular cooling header 23 cools the chin lower surface 113, so that the cooling rate inside the rail 1 head 11 can be increased. Thereby, the whole rail 1 head 11 including the inside can be made hard.

また、各冷却ノズル21,22,23,24,27が互いに分離され隙間を有して配置され、各隙間に設けられた排出口から冷却媒体が排出されるので、各冷却ヘッダ21,22,23,24,27において冷却媒体が滞留して冷却能率が低下することを防止できる。   In addition, the cooling nozzles 21, 22, 23, 24, and 27 are separated from each other and arranged with a gap, and the cooling medium is discharged from the discharge port provided in each gap. In 23, 24 and 27, it is possible to prevent the cooling medium from staying and the cooling efficiency from being lowered.

また、顎下冷却ヘッダ23のノズルが、レール1頭部11の頭側面112よりレール1の幅方向の内側に配置されるため、頭側冷却ヘッダ22から噴射された冷却媒体が顎下冷却ヘッダ23から噴射された冷却媒体の勢いを阻害することを防止できる。   Further, since the nozzle of the submandibular cooling header 23 is disposed on the inner side in the width direction of the rail 1 from the head side surface 112 of the rail 1 head 11, the cooling medium sprayed from the head cooling header 22 is the submandibular cooling header. It is possible to prevent the momentum of the cooling medium ejected from 23 from being hindered.

また、顎下冷却ヘッダ23または腹部冷却ヘッダ27が高温の腹部13を冷却する場合、熱伝導により頭部11内部の冷却速度が降下することを防止できる。   Moreover, when the submandibular cooling header 23 or the abdominal part cooling header 27 cools the hot abdominal part 13, it can prevent that the cooling rate inside the head 11 falls by heat conduction.

上記実施の形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。   The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these, and various modifications according to the specifications and the like are within the scope of the present invention. It is obvious from the above description that various other embodiments are possible within the scope of the above.

(実施例)
以下に示す各種の製造装置2に、900℃で熱間圧延された後に100mに鋸断されたレール1を搬入してクランプ25で拘束し、冷却媒体としての空気により180秒間の強制冷却を行った。強制冷却時の冷却速度は、頭部11の表面(頭頂面111、頭側面112)で3℃/秒、足部12の足裏面121で2℃/秒となるように、各製造装置2の頭頂冷却ヘッダ21、頭側冷却ヘッダ22、足裏冷却ヘッダ24による冷却能率を制御した。また、顎下冷却ヘッダ23、腹部冷却ヘッダ27は、頭側冷却ヘッダ22と同じ吐出圧になるように調整した。強制冷却後、各冷却ヘッダ21,22,23,24,27からの空気の噴射を停止し、レール1をクランプ25から外して製造装置2から搬出し、冷却床にて自然放冷した。そして、常温になったレール1について、頭頂面111の幅方向の中心より25mm深さ位置の硬度を測定した。
(Example)
The rail 1 that has been hot-rolled at 900 ° C. and then sawn to 100 m is carried into various manufacturing apparatuses 2 shown below, restrained by a clamp 25, and forcedly cooled for 180 seconds with air as a cooling medium. It was. The cooling rate during forced cooling is 3 ° C./second on the surface of the head 11 (the top surface 111, the head side surface 112), and 2 ° C./second on the foot back surface 121 of the foot portion 12. The cooling efficiency by the top cooling header 21, the head side cooling header 22, and the sole cooling header 24 was controlled. In addition, the submandibular cooling header 23 and the abdomen cooling header 27 were adjusted to have the same discharge pressure as the head side cooling header 22. After forced cooling, the injection of air from each of the cooling headers 21, 22, 23, 24, 27 was stopped, the rail 1 was removed from the clamp 25, carried out from the manufacturing apparatus 2, and naturally cooled on the cooling floor. And about the rail 1 used as normal temperature, the hardness of 25 mm depth position from the center of the width direction of the parietal surface 111 was measured.

実施例1,2,3では、それぞれ図1,3,4に示す製造装置2を使用した。また、比較例1では、図5に示すように、顎下冷却ヘッダ23、腹部冷却ヘッダ27のいずれも備えない従来の製造装置2を使用した。比較例2では、図6に示すように、腹部冷却ヘッダ27を備えるが、顎下冷却ヘッダ23を備えない、例えば特許文献1に記載された従来の製造装置2を使用した。比較例3では、図7に示すように、ガイド28を設けて顎下面113と腹部表面131とを間接的に冷却する、例えば特許文献2に記載された従来の製造装置2を使用した。   In Examples 1, 2, and 3, the manufacturing apparatus 2 shown in FIGS. Moreover, in the comparative example 1, as shown in FIG. 5, the conventional manufacturing apparatus 2 which does not have any of the submaxillary cooling header 23 and the abdomen cooling header 27 was used. In Comparative Example 2, as shown in FIG. 6, for example, the conventional manufacturing apparatus 2 described in Patent Document 1 that includes the abdomen cooling header 27 but does not include the submandibular cooling header 23 is used. In Comparative Example 3, as shown in FIG. 7, for example, a conventional manufacturing apparatus 2 described in Patent Document 2 is used, in which a guide 28 is provided to indirectly cool the chin lower surface 113 and the abdominal surface 131.

表1は、上記実施例1〜3、比較例1〜3において測定されたレール1の頭部11内部の硬度(ブリネル硬さ)の測定結果を示す。表1に示すように、本実施例1〜3の製造装置2によれば、ブリネル硬さ370以上が達成され、レール1頭部11の内部が高硬度化されたことがわかった。   Table 1 shows the measurement results of the hardness (Brinell hardness) inside the head 11 of the rail 1 measured in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. As shown in Table 1, according to the manufacturing apparatus 2 of Examples 1 to 3, it was found that a Brinell hardness of 370 or more was achieved, and the inside of the rail 1 head 11 was increased in hardness.

Figure 0006357666
Figure 0006357666

1 レール
11 頭部
111 頭頂面
112 頭側面
113 顎下面
12 足部
121 足裏面
13 腹部
131 腹部表面
2 製造装置
21 頭頂冷却ヘッダ
22 頭側冷却ヘッダ
23 顎下冷却ヘッダ
24 足裏冷却ヘッダ
27 腹部冷却ヘッダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rail 11 Head 111 Head top surface 112 Head side surface 113 Jaw lower surface 12 Foot part 121 Foot back surface 13 Abdominal part 131 Abdominal surface 2 Manufacturing apparatus 21 Head top cooling header 22 Head side cooling header 23 Submandibular cooling header 24 Foot cooling header 27 Abdominal cooling header

Claims (2)

オーステナイト域温度以上で熱間圧延され、あるいは、オーステナイト域温度以上に加熱された高温のレールの少なくとも頭部の強制冷却を行うレールの製造装置であって、
レール頭部の頭頂面、頭側面、顎下面、およびレール足部の足裏面のそれぞれに冷却媒体としての空気を噴射する頭頂冷却ヘッダ、頭側冷却ヘッダ、顎下冷却ヘッダ、および足裏冷却ヘッダを備え、
前記顎下冷却ヘッダ、前記頭頂冷却ヘッダ、前記頭側冷却ヘッダ、および前記足裏冷却ヘッダは、互いに分離され隙間を有して配置されており、
各冷却ヘッダ間の前記隙間に前記冷却媒体の排出口が設られ、
前記顎下冷却ヘッダは、前記レール頭部の頭側面より前記レールの幅方向の内側になるように配置されてなることを特徴とするレールの製造装置。
A rail manufacturing apparatus that performs forced rolling of at least a head of a high-temperature rail that is hot-rolled at an austenite temperature or higher, or heated to an austenite temperature or higher,
Parietal cooling header, head side cooling header, submaxillary cooling header, and sole cooling header that injects air as a cooling medium to the parietal surface, head lateral surface, chin lower surface of the rail head, and the sole of the foot of the rail foot. With
The submaxillary cooling header, the parietal cooling header, the head side cooling header, and the sole cooling header are separated from each other and arranged with a gap,
Outlet of the cooling medium into the gap between the cooling header set only being,
The submandibular cooling header rail of the manufacturing apparatus characterized that you made are arranged such that the inner side of the width direction of the rail than the head side of the rail head.
前記顎下冷却ヘッダが、レール頭部の顎下面およびレール腹部の腹部表面に冷却媒体を噴射することを特徴とする請求項1記載のレールの製造装置。 The rail manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the submandibular cooling header sprays a cooling medium onto the lower jaw surface of the rail head and the abdominal surface of the rail abdomen.
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