JPH0213012B2

JPH0213012B2 -

Info

Publication number: JPH0213012B2
Application number: JP15130585A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Ishii; Haruo Takayama; Yoshiaki Makino; Keiji Fukuda
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1990-04-03
Also published as: JPS6213528A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本装置は熱延直後の、所定の長さに切断された
オーステナイト領域の温度を有しているレールの
頭部に、空気等の冷媒を噴射することにより、レ
ール頭部を急冷させ、耐摩耗性の微細パーライト
組織を形成させると共に、全体をバランスよく冷
却して曲がりの少ないレールを製造するための熱
処理装置に関するものである。

（従来の技術）従来、前記のようなレールの冷却装置として、
特開昭59−74227号公報に記載された装置がある。

この従来装置は第３図、及び第４図に示す様に
多数のロール９を有するローラー型拘束装置を備
え、多数の低圧水噴霧ヘツダー１ａ，１ｂとそれ
と交互に設けられた、多数の空気地帯２ａ，２ｂ
とをもつ冷却装置に、正立状態のレールを通すこ
とにより、水噴霧と空気地帯により断続的に強制
冷却させ、所定温度に達した際、媒体供給を停止
させて、耐摩耗性を有するレールを製造するもの
である。

この様なレールの伸延方向通過型の冷却装置で
は通過レールの最先端に対し、最尾端は冷却開始
時機が遅れ、冷却開始温度が低下することとな
る。

熱間圧延されたレールを再加熱することなく直
接冷却することにより、耐摩耗性の微細パーライ
ト組織を得ようとする工程において、冷却装置に
より熱間圧延成形後、熱間鋸断、熱間打刻後に熱
処理するのが適正な製造工程である。同工程での
レール温度調査を行つた結果、比較的軽量の40〜
50Kg/mレールに於いては、オーステナイト領域
の限界近傍の温度であり、冷却開始までの時間的
余裕は少ない事が判明した。

この様な条件下で通過式の冷却装置を採用する
ためには冷却装置入側に保熱対策を構じるか、又
は通過速度を速くする必要がある。前者は保熱装
置を必要とし、設備的には高価なものとなる。後
者の場合は冷却時間を一定とするなら、通過速度
に比例して冷却帯は長くなり、現実的でないた
め、高速で冷却帯に取込み、以降所定の速度で冷
却を行う事となる。

（発明が解決しようとする問題点）第５図は従来の通過式の冷却装置を用いて、高
速取込後、冷却開始する場合のレールの移動距離
と冷却時間の関係を示すもので、この図から明ら
かな様に冷却帯必要長さＬは次式で示される。

Ｌ＝L₁＋L₂＝L₁＋（ｖ×Ｔ） L₁：熱処理レール長さ L₂：冷却中のレール移動距離ｖ：冷却中のレール移動速度Ｔ：冷却時間前述の冷却帯は冷却処理を行つている間、常に
L₂相当分の無効冷却帯が存在しており、この無
効冷却帯で消費する冷媒コストは無視出来ないも
のとなる。この無効冷媒を無くすには冷却帯を小
ゾーンに分割し、レールの移動に伴つて進入、尻
抜け部分に於いて連続的に噴射ノズルの開、閉が
行わねばならず、制御数単位の増大と機能を複雑
化し、装置の長大化と共に設備的には高価なもの
となる。

一般にレールは１鋼片から圧延される長さは
100〜150ｍにも達し、１ラインで同レールの熱処
理を行おうとすると長大なラインが必要となり、
敷地制約、熱処理開始温度確保の点から複数ライ
ンとならざるを得なく、ライン数が多い程、前述
の無効冷却帯の比率は大きくなる。

従つて、従来の通過式のレール冷却装置は無効
冷却帯を有するため、エネルギーコストの増大、
設備建設費の増大等の問題があつた。故に冷却帯
長さが短く、装置設置スペースの小さな省エネル
ギー型の熱延レールの熱処理装置の出現が切望さ
れた。

（問題点を解決するための手段・作用）前記目的を達成するために、本発明による熱延
レールの熱処理装置は、レールの伸延方向と直角
方向にレールを熱処理装置へ供給かつ搬出する積
載式搬送装置と、該搬送装置の上部にこの搬送装
置と独立して設置された架台、及び該架台に取付
けられた昇降枠、該昇降枠に取付けたレール頭頂
部冷却用気体噴射ノズル、及び該昇降枠に昇降可
能に取付けられた、レール頭側部冷却用気体噴射
ノズルから構成されるレール頭部冷却装置と、前
記搬送装置下部に固定配置されたレール脚裏部冷
却用気体噴射ノズル、及び搬送装置下部に設置し
た昇降自在のレール用位置決め・拘束装置を有す
ることを特徴としている。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の複数列配置の一実施態様を示
す。第１図に示すように、先ず素材レール１１ａ
はチエントランスフア１２の供給側に正立の状態
で熱処理間隔と同一の一定間隔l₁に、図中に示し
ていない、他のトランスフア又は適当な搬送装置
により準備される。素材レール１１ａは熱処理位
置にチエントランスフア１２によつて４本同時に
搬送される。レール１１ｂは熱処理位置に搬送さ
れた素材レールを示す。

搬送に先だち、搬送面に突起するセンターリン
グ及びクランプ装置の爪２１は開放し、チエント
ランスフア１２の搬送面以下に退避した状態にす
る。又、上部の冷却ノズル１８，１９はチエント
ランスフア１２と独立した架台１３に設置した昇
降装置１５、昇降枠１４によつて上方に退避した
状態にしておく。チエントランスフア１２によつ
て素材レール１１ａは、おおむね熱処理位置１１
ｂに搬送されると、各列毎に1.5ｍ〜４ｍ毎に配
置したセンターリング装置２２の爪２１を閉鎖さ
せ、冷却ノズル１８，２０の中心線上にレール１
１ｂの中心を正確に合わせる。更に爪２１をクラ
ンプ装置２３によつて下降させる事により、レー
ル１１ｂの脚部を爪２１の先端でチエントランス
フア１２上に固定する。

レール頭部冷却装置は架台１３、昇降枠１４に
取付けられたレール頭部冷却用気体噴射ノズル、
昇降枠１４に昇降可能に取付けられた昇降枠１６
に設置されたレール頭側部冷却用気体噴射ノズル
から構成される。即ち、レール頭頂部冷却ノズル
１８は昇降枠１４に、レール頭側部冷却ノズル１
９は昇降枠１６に取付けられ、昇降装置１５によ
り、レール１１ｂに対し、所定の間隙の高さに設
定したのち、各列毎に設置した空気配管のバルブ
を開放して、レール１１ｂの頭部即ち第２図に示
すように頭頂部６ａ，ゲージコーナー６ｂ、頭側
部６ｃ、あご部分６ｄおよびあご下部分６ｅに亘
つて急冷させる。

熱処理に必要な所定の冷却速度の設定は、レー
ル頭頂部に於いてはレール頭頂部冷却ノズル１８
とレール頭頂面間の距離、及び風量調整バルブ２
４の調整により、又レール頭側部冷却ノズル１９
は風量調整バルブ２５の調整により、広範囲に行
うことが出来る。又、レール頭側部冷却ノズル１
９はレール頭頂部冷却ノズル１８とレール１１ｂ
頭頂面間の距離設定に対応して、レール１１ｂの
頭側部に正しく対面すべく、昇降枠１６、昇降装
置１７によつて高さ設定が行われる。

レール脚裏部冷却ノズル２０は、レール１１ｂ
の頭部冷却と同時に各系列毎に設置した空気配管
のバルブを開放してレール１１ｂの脚部の冷却を
行う。レール脚部の冷却速度は、風量調整バルブ
２６により、レール頭部冷却とバランスするよう
に調整され、熱処理後のレールの曲りを小さくす
ることが出来る。

レールの冷却時間はレール１１ｂの上方に設置
した、図示していない温度検出器によつてレール
１１ｂの頭部温度を測温し、各レール毎の冷却所
要温度、時間が冷却時間制御システムにより算出
され、各々の冷却所要時間分の冷却が行われた後
空気供給を停止して冷却を完了する。

全レールの冷却完了後、冷却ノズル１８，１９
は上昇退避し、クランプ装置２３の爪２１は開放
され、チエントランスフア１２の搬送面下に退避
する。熱処理を完了したレール１１ｂはチエント
ランスフア１２によつて４本同時に搬出され、既
に、搬出されたレール１１ｃは図中に示していな
い、他のトランスフアによつて次工程へ搬送され
る。

第１図の実施態様はレールを４本同時に熱処理
する装置であるが、１鋼片から圧延されるレール
本数の内、何本を熱処理するかによつて、熱処理
列数は自由に選定することが可能であり、いづれ
の場合でも単数又は複数本のレールを同様の方法
にて同時に処理することが出来、長さが許されれ
ば、短尺レールを同一列内に複数本収納して処理
することも可能である。また本装置は単数列にし
ても複数列にしてもよい。

（発明の効果）以上説明したように本発明によるレールの熱処
理装置は、熱処理レール長さ分の冷却帯複数並列
に配置し、素材の供給、排出も１台のチエントラ
ンスフアで行えるものであり、又各レール毎に熱
処理条件を設定することが可能なため次の様な効
果が得られる。

(1) 設備がコンパクトとなるため、設備建設費及
び設置スペースが少なくてすむ。

(2) 無効冷却帯がないため、冷却コストが小さ
い。

(3) 各列毎に冷却時間が制御出来るため、レール
の圧延に於ける長手方向の温度差等が生じて
も、安定した熱処理が可能である。

(4) 風量調整及びノズル距離調整による広範囲な
冷却速度の設定が可能なため、寸法、鋼種の異
なつたレールに対して、中間強度から高強度ま
で幅広い熱処理レールの製造が出来る。

(5) レール脚裏部からのバランス冷却により、レ
ールの冷却曲りを小さくすることが出来るた
め、次工程への搬送、曲り矯正負荷が軽減され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施態様を示す熱処理装置
の正面図、第２図はレール頭部の詳細図、第３図
は従来装置の実施例に係る冷却装置の側面図、第
４図は第３図に示す冷却装置の一部を拡大して示
す断面図、第５図は従来の通過式の冷却装置を用
いて、高速取込後、冷却開始する場合のレールの
移動距離と冷却時間の関係図である。１ａ，１ｂ…噴霧ヘツダー、２ａ，２ｂ…空気
地帯、３ａ，３ｂ…隔壁、４…レールウエブ、５
…基部先端縁、６…頭部、７…基部、９…ローラ
ー、１０ａ，１０ｂ…ノズルアツセンブリ、１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ…レール、１２…チエントラ
ンスフア、１３…架台、１４，１６…昇降枠、１
５，１７…昇降装置、１８，１９，２０…冷却ノ
ズル、２１…爪、２２…センターリング装置、２
３…クランプ装置、２４，２５，２６…風量調整
バルブ。

Claims

【特許請求の範囲】１熱延直後のレールの熱処理装置において、レ
ールの伸延方向と直角方向に移動する積載式搬送
装置と、該搬送装置の上部にこの搬送装置と独立
して設置された架台、及び該架台に取付けられた
昇降枠、該昇降枠に取付けられ、レール頭頂部冷
却用気体噴射ノズル、前記昇降枠に昇降可能に取付けられたレール頭
側部冷却用気体噴射ノズルから構成されるレール
頭部冷却装置と、前記搬送装置の下部に固定配置
されたレール脚裏部冷却用気体噴射ノズル、及び
搬送装置下部に設置した昇降自在なレール用位置
決め・拘束装置を有することを特徴とする熱延レ
ールの熱処理装置。