JPH01104721A - 高温レールの冷却法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱間圧延を終え、あるいは熱処理する目的で加
熱された高温度の熱を保有するレールの冷却法に関する
ものである。

（従来の技術） 最近、世界的に鉄道輸送が見立され海外の鉱山鉄道のよ
うな高軸重車輌あるいは急曲線区間用に使用されるレー
ルは、そのレールのゲージコーナー側（レール頭部隅角
部）で車輪との接触によって著しく変形し、摩耗するた
め、耐摩耗性、対損傷性の優れたレールの開発が望まれ
ている。

このような要求を満足し得るレールは、特公昭５４−２
５４９０号公報に開示されているＣ「、Ｎｂなどの合金
元素を微量添加したソルバイトまたは微細パーライト組
織の熱処理レール、さらには特公昭５７−６１０９３号
公報に開示すＮｂ。

Ｔｉを含有したレールを再加熱後、制御冷却した高強度
ど−ルの製造法、あるいは特公昭５８−３５５７３号公
報に開示されている普通鋼成分のレールを制御冷却する
高頭熱処理レールの耐破壊性を高める熱処理法など、各
種の高強度レールまたは冷却法が示されている。

このように耐摩耗性、耐損傷性は強度が高（、組織的に
もパーライト組織が優れていることが知られている。

さらにまた特開昭５９−７４２２７号公報のように「レ
ール頭部に冷却水を噴射するノズルを多数配設した冷却
へラダーと空気地帯とを交互配列した冷却装置」など各
種の冷却装置（冷却方法）が示されているが、一般には
噴射ノズルを多数配列し、水または空気冷媒による連続
熱処理を行う一過式冷却装置または冷却方法である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これまでの冷却装置または冷却方法は、
ノズルから噴射される冷媒量を調整して走行する高温レ
ールを一過式に熱処理を行っているため、レールの後端
部の冷却開始時期は先端部より大幅に遅れ、そのため冷
却開始温度の低下が生じ、単一レールの長手方向の硬度
など材質を著しくばらつかせることになる。

特にレール先端部と後端部との材質差は大きくなるとい
う問題があった。そのために冷却装置前面に保熱炉を設
けることなど、冷却開始温度の確保のための装置を必要
としている。

またノズルは冷媒がレール頭部に均一に噴射されるよう
一定のＩＩＩ隔毎に多数配列して設けられているが、冷
却速度の制御を冷媒量の調整および冷媒噴射帯と自然放
冷または空気冷却帯のくりかえし冷却で行うため、異組
織の生成、レール頭部断面硬度およびレール長手方向の
ばらつきが生じる欠点があった。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明は、
このような従来の問題点を解消するため、冷却開始温度
を確保するための冷却装置前面の保熱炉を設けることな
く、レール熱処理に必要な最短の冷却装置で、・微細パ
ーライト組織で硬度レベルの均一性に優れたレール頭部
が得られるレールの冷却法を提供することを目的とした
ものである。

その要旨は、高温度の熱を保有するレール頭部に指向す
るノズル口径りなる冷媒噴射ノズルを、間隔１０ｍｍ−
１００ｍｍに多数配列した冷却装置（レール長さにレー
ル揺動長さを加えた長さ）に該レールの頭部をＩ！Ｂ繞
する如く配設したノズルの距ＭＨをＨ／Ｄ≧５の位置に
配置し、レールまたは冷却装置のいずれか一方または両
方を、レール長手方向に平行に揺動し、冷却装置から冷
媒を噴射しながら高温度の熱を保育するレールｇ部を冷
頌する方法である。

この場合、レールまたは冷却装置が、逆方向に揺動また
は同一方向でも、各々の揺動の量が異なっていれば両方
とも１ｚ動してもよい、。

この方法によると、圧延熱を利用するインライン直接熱
処理でも、レール全長再加熱を行ったレールの熱処理で
も、熱処理レール長に揺動長を加えた冷却装置で、レー
ル長手方向も含めて均質で、所望の硬度の微細パーライ
ト組織の高強度レールを製造することができる。

以下本発明について詳細に説明する。

第１図に本発明の一実′施例の冷却装置縦断面図を示す
。

ｆｎ１図において、ｌは高温レールである。高温レール
ｌは熱間圧延を終え、あるいは熱処理する目的で再加熱
されたオーステナイト域以上の温度、その他適宜な温度
の熱を保有する。２は冷却装置である。

冷却装置２は第２図にその横断面を示すように、高温レ
ール１の頭部に指向する口径りな−る冷媒噴射ノズル３
を、レール長手方向に各々ノズルの間隔Ｐｎを１０鳳農
ないし１０ｍｍないし１００ｍｍを設け、さらに両端部
まで同一冷却速度を得るため、高温レールの１の長さに
揺動長分を加えた長さに多数配列して構成されている。

４は冷媒供給管で冷却袋ｗ、２に連結して、気体などの
冷媒を噴射ノズル３に供給するものである。

本発明の目的において、多数配列される冷媒噴射ノズル
３のレール長手方向の間隔Ｐｎはレール頭頂部の硬度ば
らつきを防止する上で、極めて重要である。その間１ｔ
ｉＰｎはレールまたは冷却装置を長手方向に揺動する上
でＩｏｍｓないし１００　鶴がよい。

それはその間隔Ｐｎが１０ｍｍ以下になると、揺動する
必要はないが、流量一定の場合、ノズル孔数が多くなり
、そのためノズル口（蚤りが小さくなり目詰りの心配が
ある。

また１００ｍ−を超えるとノズル孔数は少なくなり、口
径りは大きくなるが揺動を行っても硬度のばらつきが発
生しやすくなる。またＨ／Ｄ≧５で規定されるとＨが大
きくなり高、硬度が得られにくくなる。

このように構成された冷却装置２は、レール頭部表面が
どの部分も同一硬度（同一冷却速度）を得るためには、
高温レール１の頭部からのノズル距ＷＩＨはＨ／Ｄ≧５
の位置に設置する。

冷却装置２がＨ／Ｄ＜５の場合、ノズル距離Ｈが近接し
、噴射された冷媒にコア部（芯）と拡散部とが生じ、ノ
ズル直下部とそれ以外の部間に硬度差（冷却速度差）が
発生してしまう。

したがって冷却装置２は、Ｈ／Ｄ≧５、好ましくはＨ／
Ｄ≧１０の位置に設置するとよい、さらにまた高温レー
ル１の冷却速度均一化を促すため、冷却装置２または高
温レール１のいずれか一方または両方をレール長手方向
に平行に揺動冷却を行う。

ここで冷却装置２の長さは、レール全長に亘ってほぼ同
じ冷却開始温度を確保する上で、熱処理を行う高温レー
ル１の長さに揺動する区さ分を加えて構成すると短時間
に高温レール１を装入することが可能になる 以上、本発明によると、高温レールは全長に亘ってほぼ
同一冷却開始温度で冷却が開始され、同一冷却速度で冷
却されるから、レール長手方向も含めて均質化した単一
レールを製造することができる。

（実施例） 熱間圧延を終えオーステナイト域温度の熱を保有する１
３６ボンド／ヤード鋼レール（Ｃ：０．７８％、Ｓｉ：
０．２４％、Ｍｎ：０．８７％、長さ＝１２．５ｍ）に
ロ径りニア鶴の冷媒噴射ノズルをＰｎ　：　４０　ｍｓ
の間隔で多数配列した冷却装置（１３ｍ）をに（温レー
ルの頭部から７２ｍｍ（Ｈ／Ｄ＝１０）の位置に設置し
、かつレールを約１００　ｍｍ揺動しながら、冷媒（空
気）を噴射して冷却した。

その得られたレール頭部の長平方向の硬度分布の結果を
第３図に示す。

なお図中に比較法として上記の冷却装置に高温レールを
連続的に通過させながら、−過式に冷却した場合の結果
を示す。

比較材は、レール先端部ではａｍパーライト組織を確保
するに必要な温度が確保されており、本発明と同レベル
の硬度が得られるが後端部になるにつれて温度が降下し
て、熱処理に必要な温度の確保が困難となり硬度の低下
は避けられないことがわかる。

（発明の効果） 上記の結果から明らかなように、本発明によると冷却装
置の前面に保熱炉を設けることなく、レール全長に亘っ
て均質な高強度レールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の冷却装置縦断面図、第２図はその冷
却装置の横断面図、第３図は、本発明の実施例の結果を
示す。 １：高温レール、　　　　　２：冷却装置、３：冷媒噴
射ノズル、　　４：冷媒供給管。 第１図 第２図 ζ山）　　　　　（４ｋ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温度の熱を保有するレールの頭部に指向する口径Ｄな
   る冷媒噴射ノズルを、レール長手方向に１０ｍｍないし
   １００ｍｍの間隔で配列したレール長さ以上の冷却装置
   を、該ノズルと該レールの頭部表面からの距離ＨをＨ／
   Ｄ≧５の位置に設置し、レールまたは冷却装置のいずれ
   か一方を、または両方をレール長手方向に揺動しながら
   、冷媒を噴射し、高温レールを冷却して、均一な硬度の
   レールを製造することを特徴とする高温レールの冷却法
   。