JPH0533057A - 軌条熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軌条足裏部を均一な冷却速度で冷却し、軌条
足部長手方向の均一な品質を確保することができる軌条
熱処理装置を提供することにある。 【構成】 軌条をその伸延方向で搬送する搬送装置と、
この搬送装置と平行に設けられる冷却装置と、搬送装置
と冷却装置間で軌条を転回させつつ搬送する転回・搬送
装置とからなり、前記冷却装置を軌条の頭頂部用、頭側
部用および足裏部用の各冷媒噴射ヘッダーと、軌条足部
支持・拘束装置と、軌条足部支持・拘束装置または軌条
足裏部用の冷媒噴射ヘッダーを軌条長手方向にオシレー
ションさせるためのオシレーション機構とから構成し、
軌条を軌条足裏部用の冷媒噴射ヘッダーに対して長手方
向で相対的にオシレ−ションさせることにより、軌条足
裏部の長手方向を均一な冷却速度で冷却できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は軌条熱処理装置の改良
に関する。

【従来技術】

【０００２】圧延直後のオ−ステナイト領域の温度を有
している軌条頭部を急冷し、耐摩耗性の微細パ−ライト
組織を形成させるとともに、軌条長手方向に品質むらの
少ない均一な軌条を製造するための熱処理装置として、
特公平２−１３０１２号公報に記載されたような軌条熱
処理装置が知られている。

【０００３】この装置は、軌条の伸延方向と直角方向に
移動するチェ−ントランスファ等の積載式搬送装置を有
し、この搬送装置の途中に軌条長さ分の冷却帯を複数並
列的に配置したもので、積載式搬送装置により正立状態
で搬送される途中の複数の軌条を、冷却帯位置で停止且
つ拘束・位置決めし、各軌条の頭部及び足部を噴射ヘッ
ダから冷却気体を噴射することにより冷却するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の熱処理装置では、積載式搬送装置であるトラ
ンスファ等により軌条足裏部の一部が常にカバ−される
ため、この部分に冷却用の気体が当らず、所定の冷却速
度が得られないという問題がある。そして、このような
冷却速度の小さい部分が生じる結果、軌条足裏部の品質
が不均一化してしまうという欠点があった。

【０００５】本発明はこのような従来の問題に鑑み、軌
条足裏部を均一な冷却速度で冷却し、軌条足部長手方向
の均一な品質を確保することができる装置の提供をその
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため本発明は、軌条伸延方向に軌条を搬送する搬送装
置と、この搬送装置に隣接して平行に設けられる冷却装
置と、前記搬送装置と冷却装置間で軌条を転回させなが
ら搬送する転回・搬送装置とからなり、前記冷却装置
が、上下昇降可能な軌条頭頂部冷却用および軌条頭側部
冷却用の各冷媒噴射ヘッダ−と、装置の長手方向で適宜
間隔をおいて設けられる軌条足部支持・拘束装置と、軌
条支持位置の下方に配される軌条足裏部冷却用の冷媒噴
射ヘッダ−と、前記軌条足部支持・拘束装置または軌条
足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−を軌条長手方向にオシ
レ−ションさせるためのオシレ−ション機構とから構成
されるものである。

【０００７】

【作用】素材軌条は圧延後の状態のまま、即ち横立状態
のまま搬送装置により冷却装置の側方に搬送される。素
材軌条は、転回・搬送装置により保持され、正立状態に
転回されつつ冷却装置内へ移される。この時、軌条頭頂
部冷却用および軌条頭側部冷却用の各冷媒噴射ヘッダ−
は、軌条の転回、搬送の妨げとならないよう上方に退避
した状態にしておく。正立状態の軌条が転回・搬送装置
により冷却処理位置に搬送されると、軌条足部支持・拘
束装置が軌条足部を支持・拘束し、軌条を冷却装置の中
心に位置決め、固定する。このような軌条固定完了後、
転回・搬送装置は冷却処理位置から退避し、軌条の冷却
処理完了を待つ。上方に退避していた軌条頭頂部冷却用
および軌条頭側部冷却用の各冷媒噴射ヘッダ−が冷却処
理位置まで下降した後、軌条頭頂部冷却用、軌条頭側部
冷却用および軌条足裏部冷却用の各冷媒噴射ヘッダ−の
ノズルから空気等の冷媒が軌条の各部に噴射され、軌条
が冷却される。この冷却中、軌条足部支持・拘束装置ま
たは軌条足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−をオシレ−シ
ョン機構により軌条長手方向にオシレ−ション（往復移
動）させる。

【０００８】ここで、冷却により付与される軌条硬度の
軌条長手方向における品質むらについて考察すると、図
１０に示すように軌条足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−
４ｃ（４ａは軌条頭頂部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−）の
不連続部が距離ａ分だけある場合、従来装置ではヘッダ
−により冷却される部分と冷却されない部分とが軌条Ａ
の長手方向に混在し、冷却により硬度が高い部分と低い
部分が存在し、これが品質むらとなる。これに対して本
発明の装置では、図１０に示すように軌条Ａ（或いは冷
媒噴射ヘッダ−４ｃ）を長手方向に一定距離ｂだけオシ
レ−ションさせながら冷却するため、冷媒噴射ヘッダ−
４ｃの不連続部があっても軌条全長に均一に冷媒が当
り、軌条長手方向の品質むらが生じることを回避でき
る。

【０００９】実際に、圧延を終えオ−ステナイト域温度
の熱を保有する５０Ｎ軌条（Ｃ：０．７７ｗｔ％，Ｓ
ｉ：０．２５ｗｔ％，Ｍｎ：０．８９ｗｔ％，Ｐ：０．
０１７ｗｔ％，Ｓ：０．００７ｗｔ％）を、図１０のよ
うに冷媒噴射ヘッダ−の不連続部が存在する状態にて冷
却した場合の足裏部の硬度は、近似的に次の関係式にて
表すことができる。 ＨＶ（ｈ）≒０．５×ｔ＋ＨＶ（ｎ） ｔ＝Ｔ×（１−ａ／ｂ） 但し、ＨＶ（ｈ）：冷媒噴射ヘッダ−不連続部のＨＶ硬
度 ＨＶ（ｎ）：無冷却（自然冷却）による軌条のＨＶ硬度 ｔ：冷媒噴射ヘッダ−不連続部の冷却時間 Ｔ：冷媒噴射ヘッダ−連続部の冷却時間 ａ：冷媒噴射ヘッダ−不連続部の長さ ｂ：オシレ−ションの長さ

【００１０】これによれば、冷媒噴射ヘッダ−の不連続
部の長さａ：２００ｍｍ、冷却時間Ｔ：１２０秒の時、
オシレ−ションなしの場合、冷媒噴射ヘッダ−の連続部
と不連続部ではＨＶ６０の硬度差が発生するが、オシレ
−ションを例えばｂ：１０００ｍｍで行うことにより、
冷媒噴射ヘッダ−の連続部と不連続部の硬度差をＨＶ１
２まで小さくすることが可能である。

【００１１】上述のような冷却処理完了後、軌条頭頂部
冷却用および軌条頭側部冷却用の各冷媒噴射ヘッダ−を
上方に退避させ、転回・搬送装置を移動させて再び軌条
を持ち上げ、軌条を正立状態から横立状態に転回させつ
つ、搬送装置上に搬送する。この搬送装置は、上述した
軌条搬入に用いた搬送装置でもよいし、別途設けられる
搬出専用の搬送装置でもよい。

【００１２】

【実施例】図１ないし図３は本発明装置の一実施例を示
すものである。本発明の軌条熱処理装置は、軌条伸延方
向に軌条を搬送する搬送装置１と、この搬送装置に隣接
して平行に設けられる冷却装置２と、前記搬送装置と冷
却装置間で軌条を転回させながら搬送する複数の転回・
搬送装置３とからなっている。

【００１３】前記搬送装置１は、複数のテ−ブルロ−ラ
２３を有している。前記冷却装置２は、上下昇降可能な
軌条頭頂部冷却用および軌条頭側部冷却用の各冷媒噴射
ヘッダ−４ａおよび４ｂと、装置の長手方向で適宜間隔
をおいて設けられる複数の軌条足部支持・拘束装置６
と、この装置による軌条支持位置の下方に配される軌条
足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−４ｃと、前記軌条足部
支持・拘束装置６を軌条長手方向にオシレ−ションさせ
るためのオシレ−ション機構５とから構成されている。
前記各冷媒噴射ヘッダ−４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ冷
媒噴射ノズルを備えている。

【００１４】前記冷却装置２の上部には架台１６が設け
られ、この架台１６に昇降装置１７（シリンダ装置）を
介して昇降枠１８が上下昇降可能に保持されている。前
記軌条頭頂部冷却用および軌条頭側部冷却用の各冷媒噴
射ヘッダ−４ａおよび４ｂは、前記昇降枠１８に取付け
固定されている。

【００１５】前記軌条足部支持・拘束装置６は、軌条足
部の両側部を挾持する一対の爪１５を有している。この
軌条足部支持・拘束装置６は、装置長手方向の４箇所
（通常、１．５〜５ｍ程度の間隔）に配置されるととも
に、装置下部に配置された支持枠１９に固定されてい
る。この支持枠１９は後述するオシレ−ション機構５を
構成するもので、基台２２上を転動する走行ロ−ラ２１
により装置長手方向で進退できるように構成されてい
る。

【００１６】前記軌条足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−
４ｃは、軌条足部支持・拘束装置６による軌条支持位置
の下方に配置され、各転回・搬送装置３の配置部におい
て不連続部を有している。

【００１７】前記支持枠１９の装置長手方向一端側に
は、オシレ−ション機構５を構成するシリンダ装置２０
が配され、その作動ロッドが支持枠１９に連結されてい
る。このシリンダ装置２０により支持枠１９を装置長手
方向で往復動させ、前記軌条足部支持・拘束装置６を軌
条長手方向にオシレ−ションさせることができる。

【００１８】前記転回・搬送装置３は、軌条を保持すべ
き断面Ｌ字状の受面７０を備えた保持体７を有してお
り、本実施例では搬送装置１と冷却装置２間の３ヵ所に
適当な間隔をおいて設けられている。

【００１９】図３は転回・搬送装置３の具体的な構造を
示すもので、装置は、リフタ−９により昇降自在な昇降
台８と、この昇降台８に対して搬送装置１と冷却装置２
間で移動可能に設けられた台車１０と、この台車１０を
駆動させるためのシリンダ装置１２と、前記台車１０の
先端部に回動可能に枢着１４された前記保持体７と、こ
の保持体７を回動駆動させるシリンダ装置１３とから構
成されている。なお、図において１１は前記台車の走行
ロ−ラ、１２０は前記シリンダ装置１２の作動ロッド、
１３０は前記シリンダ装置１３の作動ロッドを示してい
る。

【００２０】このような装置によれば、保持体７の受面
７０により軌条を保持した状態で台車１０を移動させる
ことにより軌条の搬送が可能であり、また、シリンダ装
置１３を作動させ保持体７を略９０°回動させることに
より、受面７０に保持された軌条を略９０°、すなわち
正立状態と横立状態間で自在に転回させることができ
る。前記保持体７は、テ−ブルロ−ラ２３や軌条足部支
持・拘束装置６との干渉を避けるため、リフタ−９によ
る昇降台８の昇降と台車１０の移動とにより、図１中の
破線ｘで示される軌跡に沿って移動し、軌条の搬出入を
行う。

【００２１】その他図面において、２４は各冷媒噴射ヘ
ッダ−に空気等の冷媒を供給するための供給管、２５は
これら供給管に設けられる流量調整弁、２９は前記各供
給管２４が冷媒の供給を受ける冷媒導管である。なお、
冷媒噴射ヘッダ−４ａ，４ｂの各供給管２４は、これら
冷媒噴射ヘッダ−の昇降を可能とするため、その途中に
伸縮管部或いは可撓管部（図示せず）を有している。

【００２２】なお、本実施例では、軌条頭頂部冷却用の
冷媒噴射ヘッダ−４ａと軌条頭側部冷却用の冷媒噴射ヘ
ッダ−４ｂを昇降枠１８を介して一体的に昇降させるよ
うにしているが、場合によっては、両冷媒噴射ヘッダ−
を別々の昇降枠に取付け、それぞれ別個に昇降させ得る
ような構造とすることも可能である。

【００２３】図４および図５は本発明の他の実施例を示
すもので、図１ないし図３の実施例が軌条を拘束する軌
条足部支持・拘束装置６を軌条長手方向にオシレ−ショ
ンさせるような構造としたのに対し、本実施例では軌条
足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−４ｃを軌条長手方向に
オシレ−ションさせるような構造としたものである。

【００２４】この実施例では、走行ロ−ラ２８により装
置長手方向で移動可能な門型の架台２６を設け、この架
台２６に冷媒噴射ヘッダ−４ａ，４ｂおよび４ｃを支持
させている。すなわち、軌条頭頂部冷却用および軌条頭
側部冷却用の各冷媒噴射ヘッダ−４ａ，４ｂは、架台２
６の上部に昇降装置１７を介して昇降可能に保持された
昇降枠１８に取付け固定されている。また、軌条足裏部
冷却用の冷媒噴射ヘッダ−４ｃは、支持部材２７を介し
て架台２６の側部に取付け固定されている。そして、前
記架台２６にはオシレ−ション機構５を構成するシリン
ダ装置２０の作動ロッドが連結されている。

【００２５】このような構造によれば、シリンダ装置２
０により架台２６を軌条長手方向に往復動させることに
より、軌条足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−４ｃが軌条
長手方向でオシレ−ションされる。

【００２６】また、本実施例では各冷媒噴射ヘッダ−が
軌条長手方向で移動するため、供給管２４の途中に前記
移動を可能ならしめるためフレキシブル管２４０が設け
られけられている。なお、本実施例における他の構成は
図１ないし図３に示される実施例と同様であるので、同
一の符号を付しその説明は省略する。

【００２７】また、図６および図７は軌条足部支持・拘
束装置６の好ましい実施例を示すもので、爪１５が当接
する軌条足部の被拘束部分の冷却を確保するため、爪１
５の内側に冷媒を供給できるような構造としたものであ
る。すなわち、軌条足部を拘束する爪１５の部分には、
爪１５の軌条当接面１５１に開口する複数の冷媒供給孔
３０が形成され、さらに、爪１５の前記軌条当接面１５
１には、前記各冷媒供給孔３０から複数方向に延びる溝
３１が形成されている。この実施例では、軌条当接面１
５１に溝３１が格子状に形成され、各溝３１の交差部に
冷媒供給孔３０の開口が位置している。そして、各冷媒
供給孔３０には図示しない供給管を通じて冷媒が供給さ
れ、この冷媒は溝３１に沿って流れることにより、爪１
５が当接する軌条足部の被拘束部を冷却する。

【００２８】次に、本発明装置による軌条の冷却処理例
を図１ないし図３に示す装置を例に説明する。図８およ
び図９は、図１ないし図３に示される装置による軌条冷
却処理の手順を段階的に示したものである。

【００２９】図８の（ａ）は、搬送装置１により軌条Ａ
が圧延ラインから搬送されてきた状態を示している。こ
の状態から図８の（ｂ），（ｃ）に示すように転回・搬
送装置３の保持体７を横立状態にある軌条Ａの下部に移
動させ、これを上方に持ち上げるとともに、冷却装置２
方向に搬送する。図８の（ｄ）に示されるように、この
搬送途中において保持体７を約９０°回動させ、軌条Ａ
を正立状態に転回させる。図８の（ｅ）および図９の
（ｆ）に示されるように軌条Ａを冷媒噴射ヘッダ−４ｃ
の真上まで搬送し、次いで軌条支持位置まで下降させ
る。この状態で、図９の（ｇ）に示されるように軌条足
部支持・拘束装置６の開放状態にあった爪１５を作動さ
せ、この爪１５により軌条足部の両側部を支持、拘束す
る。次いで図９の（ｈ）に示されるように、保持体７を
冷却装置外方に退避させるとともに、昇降装置１７によ
り軌条頭頂部冷却用および軌条頭側部冷却用の冷媒噴射
ヘッダ−４ａおよび４ｂを下降させ、冷却処理位置に位
置させる。この状態で各冷媒噴射ヘッダ−４ａ，４ｂお
よび４ｃのノズルから空気等の冷媒を軌条Ａの各部に噴
射し、軌条の冷却処理を行う。そしてこの冷却中、シリ
ンダ装置２０により支持枠１９を軌条長手方向で往復動
させることにより、軌条足部支持・拘束装置６およびこ
れに拘束された軌条Ａをその長手方向でオシレ−ション
させる。このようなオシレ−ションにより、図１０に示
されるような軌条足裏部全体を均一な冷却速度で冷却す
ることができる。

【００３０】なお、軌条頭部の熱処理に必要な所定の冷
却速度の設定は、軌条頭部と各冷媒噴射ヘッダ−４ａ，
４ｂとの間隔、および各冷媒噴射ヘッダ−から噴射され
る冷媒量の調整により行われる。軌条頭部と各冷媒噴射
ヘッダ−との間隔は、昇降枠１８の高さ調整等により行
い、また、冷媒噴射量の調整は各供給管２４に設けられ
た流量調整弁２５で行う。また、軌条足裏部冷却用の冷
媒噴射ヘッダ−４ｃについても、供給管２４の流量調整
弁２５により冷媒噴射量の調整がなされる。軌条足裏部
の冷却は、軌条の曲り量を最小にするため、軌条頭部冷
却とのバランスを考慮してなされる。また、軌条の冷却
中、軌条上方に設けられた温度検出器（図示せず）によ
り軌条頭頂部の温度が検出され、この温度検出に基づき
所定の温度まで冷却した時点で流量調整弁２５を閉じて
冷却を停止する。

【００３１】このような冷却処理完了後、図９の（ｉ）
に示されるように、再び保持体７を冷却装置２内に進入
させ、保持体７により軌条Ａの足部を支持する。しかる
後、軌条足部支持・拘束装置６の爪１５を開放し、保持
体７で軌条Ａを持ち上げ、図９の（ｊ）に示されるよう
に軌条Ａを横立状態に転回させつつ搬送装置１側に搬送
する。

【００３２】なお、この例では搬送装置１により冷却処
理前後の軌条の搬入と搬出を行っているが、場合によっ
ては冷却装置２を挾んだ反対側に搬出専用の搬送装置を
設け、冷却処理後の軌条をこの搬出専用の搬送装置側に
移送するようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明装置によれば、
冷却処理中、軌条またはレ−ル足裏部冷却用の冷媒噴射
ヘッダ−を軌条長手方向でオシレ−ションするため、レ
−ル足裏部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−の不連続部に起因
する軌条長手方向の冷却むらを適切に防止することがで
きる。また、本発明装置は搬送装置および冷却装置を直
列方向に延長させるだけで設備の拡張ができるため、軌
条の必要熱処理本数に応じて容易に設備改造を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す正面図

【図２】本発明装置の一実施例を示す平面図

【図３】図１および図２における転回・搬送装置の詳細
を示す側面図

【図４】本発明装置の他の実施例を示す正面図

【図５】本発明装置の他の実施例を示す平面図

【図６】軌条足部支持・拘束装置の好ましい実施例であ
って、爪で軌条足部を拘束した状態を示す部分側面図

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う矢視図

【図８】本発明装置による軌条冷却処理の手順を段階的
に示す説明図

【図９】本発明装置による軌条冷却処理の手順を段階的
に示す説明図

【図１０】本発明装置によるオシレ−ションの範囲を示
す説明図

【符号の簡単な説明】１…搬送装置、２…冷却装置、３
…転回・搬送装置、４ａ，４ｂ，４ｃ…冷媒噴射ヘッダ
−、５…オシレ−ション機構、６…軌条足部支持・拘束
装置、７…保持体、１５…爪、１６…架台、１７…昇降
装置、１８…昇降枠、１９…支持枠、２０…シリンダ装
置、２１…走行ロ−ラ、２６…架台、２８…走行ロ−ラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 謙一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 軌条伸延方向に軌条を搬送する搬送装置
   と、この搬送装置に隣接して平行に設けられる冷却装置
   と、前記搬送装置と冷却装置間で軌条を転回させながら
   搬送する転回・搬送装置とからなり、前記冷却装置が、
   上下昇降可能な軌条頭頂部冷却用および軌条頭側部冷却
   用の各冷媒噴射ヘッダ−と、装置の長手方向で適宜間隔
   をおいて設けられる軌条足部支持・拘束装置と、軌条支
   持位置の下方に配される軌条足裏部冷却用の冷媒噴射ヘ
   ッダ−と、前記軌条足部支持・拘束装置または軌条足裏
   部冷却用の冷媒噴射ヘッダ−を軌条長手方向にオシレ−
   ションさせるためのオシレ−ション機構とから構成され
   る軌条熱処理装置。