KR100644781B1 - 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및방법 - Google Patents

가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및방법 Download PDF

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KR100644781B1
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권호진
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삼표이앤씨 주식회사
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

본 발명은 유니버설 조인트를 사용하여 레일 열변형에 따른 설비축 제어 및 레일신축에 따른 부품조립체 간 기울기 대처가 용이하며, 레일변형에 따른 열처리 부품조립체의 자유로운 제어를 통해 레일 두부 정면과 일정한 간격을 유지하여 레일의 열처리 품질 향상되며, 중주파 유도가열방식으로 균일한 온도제어 가능하며, 압축공기를 이용하여 슬랙
Figure 112006505898421-pat00011
칭을 하고, 가공된 레일의 두부 체적변화에 따른 유량제어를 통해 냉각능력 조절할 수 있는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치는 이송대차를 통해 이송되는 레일의 전체를 가열하도록 중주파 유도가열방식의 예비가열부와; 상기 예비가열부의 예열을 거친 레일의 두부에 안정된 Ac3 변태온도 이상의 일정온도 구역으로 재가열하며, 레일 두정면 및 두부 측면을 가열토록 코일이 설치되는 본가열부와; 상기 가열된 레일의 두부가 일정한 온도로 유지되도록 일정시간 대기 중에 이송 후, 상기 레일 두부가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일 두부를 압축공기로 냉각시키는 레일 슬랙
Figure 112006505898421-pat00012
칭부와; 상기 레일의 두부와 레일 저부의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일 두부에 다단계로 분사토록 분사노즐이 설치되는 에어 미스트 냉각부와 레일 두부 체적변화에 따른 부품조립체를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 방법은 조대한 퍼얼라이트 조직의 소재의 레일을 예비가열부에서 레일 전체부위를 400∼650℃로 예열하는 단계; 예열을 통과한 레일의 두부를 오스트테나이트 조직이 안정된 Ac3 변태온도 이상의 800∼1020℃ 구간의 일정 온도 구역으로 본가열부에서 재가열하는 단계; 상기 재가열을 통과한 레일의 두부가 일정한 온도로 유지되도록 일정시간 대기 중에 이송 후, 상기 레일 두부가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일 슬랙
Figure 112006505898421-pat00030
칭부에서 레일 두부에 압축공기를 반복하여 분사하여 500℃ 이하로 슬랙
Figure 112006505898421-pat00031
칭하는 단계; 상기 슬랙
Figure 112006505898421-pat00013
칭이 완료된 레일 두부와 저부의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 에어 미스트 냉각부에서 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일 두부에 다단계로 분사하여 레일 두부의 온도를 200∼250℃로 냉각하고, 상온까지 상기 레일의 전체부위를 자연 냉각하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
비대칭 레일, 단조레일, 두부, 열처리

Description

가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및 방법{head heat treatment equipment and method of the processed asymmetrical rail and a forged rail}
도 1은 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치를 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 A부분을 확대 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 B부분을 확대 도시한 단면도,
도 4는 도 1의 C부분을 확대 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치를 도시한 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치의 예비가열부를 도시한 정면도,
도 7은 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치의 예비가열부를 도시한 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치의 본가열부를 도시한 정면도,
도 9는 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 의 본가열부를 도시한 측면도.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
100: 예비가열부 110: 이송대차
120: 레일 122: 두부
124: 저부 126: 가공된 레일
130: 코일 132: 회전수 조절탭
133: 규소강판 200: 본가열부
300: 슬랙
Figure 112006505898421-pat00014
칭부 400: 에어 미스트 냉각부
410: 분사노즐 500: 유니버설 조인트
510: 설비축 520: 유니버설 조인트 연결간
530: 가변축 540: 상하 제어모터
550: 좌우 제어모터 56: 부품조립체
H: 열처리 장치
본 발명은 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 유니버설 조인트를 사용하여 레일 열변형에 따른 설비축 제어 및 레일신축에 따른 부품조립체 간 기울기 대처가 용이하며, 레일변형에 따른 열처리 부품조립체의 자유로운 제어를 통해 레일 두부 정면과 일정한 간격을 유지하여 레일의 열처리 품질 향상되며, 중주파 유도가열방식으로 균일한 온도제어 가능하며, 압축공기를 이용하여 슬랙
Figure 112006505898421-pat00015
칭을 하고, 가공된 레일의 두부 체적변화에 따른 유량제어를 통해 냉각능력 조절이 가능한 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량의 중량화와 고속화에 따라 철도레일의 차륜과 직접 접촉하는 레일의 주행면인 레일 두부의 주행면 마모율은 점차 심화되어 차량의 반복하중에 의해 국부적인 변형 및 훼손과, 치명적인 파단이 발생되며, 이로 인한 레일의 수명과 안정성이 줄어들고, 이에 따라 레일의 보수 및 교체비용이 증가하고 있는 실정이다.
이에 따라서, 철도레일의 주행면인 두부에 적정수준의 강도와 경도 등의 기계적인 물성치를 개선하여 내마모성을 증대시키며, 레일의 품질을 개선하기 위하여 레일의 두부를 열처리하고, 상기 레일의 열처리를 위하여 레일소재를 고온영역으로 재가열하여 적절한 냉각방법을 통하여
Figure 112006505898421-pat00016
칭 냉각하며, 이때 레일의 재가열은 내부 조직을 변화시키기 위한 온도인 Ac3 변태점 이상으로 가열한 후, 이를 적절한 냉각매체를 이용하여 냉각속도를 조절하면서 냉각하여 적정수준의 강도와 경도를 지닌 내마모성이 개선된 고품질의 레일을 얻을 수 있다.
이와 같은 기술과 관련된 종래의 레일 열처리 방법에 있어서는 한국 공개특허 제88-3018호, 제86-5040호, 제96-4335호 및 제2001-77052호가 제안되었다.
상기한 공보에 개재된 바와 같은 종래의 레일 열처리 장치 및 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래의 레일 열처리 장치 및 방법은 레일의 저부를 두부와 동시에 별도로 국부적으로 재가열한 직후, 에어
Figure 112006505898421-pat00017
칭시 많은 양의 전력비와 압축공기의 유량이 소요되며, 상기 레일의 냉각을 위하여 상온까지 노즐을 통한 물의 분무시, 에너지의 낭비가 심한 문제점이 있다.
둘째, 종래의 레일 열처리 장치 및 방법은 레일 두부를 냉각시키기 위하여 별도의 냉각수 침지탱크나 또는 냉각수 컨테이너가 필요하며, 레일 두부의 침지를 위한 레일 회전장치가 추가로 필요하여 초기 설비투자와 인-라인(IN-LINE) 방식을 위한 설치공간이 필요하다는 등 많은 문제점이 있다.
특히, 인-라인 방식은 단면변화가 없는 일반레일만 가능하고, 형상이 좌우 비대칭이며 단조가 되어 레일의 높낮이가 다르게 형성된 텅레일에는 사용이 불가능한 문제가 있다.
셋째, 종래의 레일 열처리 장치 및 방법은 화염식 열처리 방식을 사용하여 레일 전체를 열처리함으로써 열손실이 많을 뿐만 아니라 균일한 온도제어가 어렵고, 열처리 후 변형이 심하며, 가스 화염으로 인한 표면 탈탄이 심해 레일의 초기마모가 심한 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유니버설 조인트를 사용하여 레일 열변형에 따른 설비축 제어 및 레일신축에 따른 부품조립체 간 기울기 대처가 용이하며, 레일변형에 따른 열처리 부품조립체의 자유로운 제어를 통해 레일 두부 정면과 일정한 간격을 유지하여 레일의 열처리 품질 향상되며, 중주파 유도가열방식으로 균일한 온도제어 가능하고, 가공부 열처리시 체적변화에 따라 전력량과 전류량을 프로그래밍으로 제어하며, 압축공기를 이용하여 슬랙
Figure 112006505898421-pat00018
칭을 하고 유량제어밸브와 제어부를 통해 냉각능력 조절이 가능한 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치는 이송대차를 통해 이송되는 레일을 관통시켜 레일 전체를 균일하게 가열하는 예비가열부와; 상기 예비가열부의 예열을 거친 레일의 두부에 안정된 Ac3 변태온도 이상의 일정온도 구역으로 재가열하며, 레일 두정면 및 두부 측면을 가열토록 코일이 설치되는 본가열부와; 상기 가열된 레일의 두부가 일정한 온도로 전도되도록 일정시간 대기중에 이송 후, 상기 레일 두부가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일 두부를 압축공기로 냉각시키는 레일 슬랙
Figure 112006505898421-pat00019
칭부와; 상기 레일의 두부와 레일 저부의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일 두부에 다단계로 분사토록 분사노즐이 설치되는 에어 미스트 냉각부와 레일두부 체적변화에 따른 부품조립체를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 방법은 조대한 퍼얼라이트 조직의 소재의 레일을 예비가열부에서 레일 전체부위를 400∼650℃로 예열하는 단계; 예열을 통과한 레일의 두부를 오스트테나이트 조직이 안정된 Ac3 변태온도 이상의 800∼1020℃ 구간의 일정 온도 구역으로 본가열부에서 재가열하는 단계; 상기 재가열을 통과한 레일의 두부가 일정한 온도로 전도되도록 일정시간 대기중에 이송 후, 상기 레일 두부가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일 슬랙
Figure 112006505898421-pat00020
칭부에서 레일 두부에 압축공기를 반복하여 분사하여 500℃ 이하로 슬랙
Figure 112006505898421-pat00032
칭하는 단계; 상기 슬랙
Figure 112006505898421-pat00033
칭이 완료된 레일 두부와 저부의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 에어 미스트 냉각부에서 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일 두부에 다단계로 분사하여 레일 두부의 온도를 200∼250℃로 냉각하고, 상온까지 상기 레일의 전체부위를 자연 냉각하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치를 도시한 정면도이며, 도 2는 도 1의 A부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 B부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 4는 도 1의 C부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치를 도시한 측면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치는 이송대차(110)를 통해 이송되는 레일(120) 또는 가공된 레일(126)의 전체를 가열하는 예비가열부(100)와;
상기 예비가열부(100)의 예열을 거친 레일(120, 126)의 두부(122)에 안정된 Ac3 변태온도 이상의 일정온도 구역으로 재가열하며, 레일(120, 126) 두정면 및 두 부(122) 측면을 가열토록 코일(130)이 설치되는 본가열부(200)와;
상기 가열된 레일(120, 126)의 두부(122)가 일정한 온도로 전도되도록 일정시간 대기중에 이송 후, 상기 레일(120, 126) 두부(122)가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일(120, 126) 두부(122)를 압축공기로 냉각시키는 슬랙
Figure 112006505898421-pat00021
칭부(300)와;
상기 레일(120, 126)의 두부(122)와 저부(124)의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일(120, 126) 두부(122)에 다단계로 분사토록 분사노즐(410)이 설치되는 에어 미스트 냉각부(400)와 레일 두부 체적변화에 따른 부품조립체를 제어하는 제어부로 구성되는 열처리장치(H)이다.
여기서, 상기 이송대차(110)는 레일(120, 126)을 예비가열부(100)에 관통시킬 수 있도록 진행구간에 맞춰 그 앞뒷단이 상하로 승하강되도록 구성되며, 단조되어 높이가 다른 단조레일이 두부를 일정높이로 유지시켜 열처리를 진행토록 레일받침의 높낮이 조정이 가능하도록 구성된다.
또한, 상기 열처리장치(H)를 구성하는 각 부품조립체은 유니버설 조인트(500)에 연결되며, 상기 유니버설 조인트(500)에 의해서 다수개의 설비축(510)이 제어되도록 구성된다.
특히, 상기 유니버설 조인트(500)의 연결간(520)은 가변축(530)을 적용하여 레일(120, 126)의 열변형으로 인한 신축에 따른 부품조립체간의 간격 변화에 대응되도록 구성된다.
그리고 상기 설비축(510)에는 상하, 좌우로 제어할 수 있는 제어모터(540, 550)가 연결되며, 상기 각 부품조립체에 센서를 부착 소재를 감지하고, 그 정보를 이용하여 제어컴퓨터의 프로그래밍을 통한 피드백의 부품조립체제어를 가능하게 하여 결국 두정면과 일정한 간격을 유지하여 균일한 가열과 냉각조건을 설정토록 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치는 예비가열부(100), 본가열부(200), 슬랙
Figure 112006505898421-pat00022
칭부(300), 에어 미스트 냉각부(400) 및 제어부가 유기적으로 결합되어 이루어진 장치이다.
여기서, 상기 예비가열부(100)는 이송대차(110)를 통해 이송되는 레일(120, 126)의 전체를 400∼650℃로 가열하는 부분이다.
또한, 상기 레일(120, 126) 전체의 예비가열은 중주파 유도가열방식으로 레일(120, 126)을 가열함으로써 균일한 온도제어가 가능하다.
그리고 상기 예비가열부(100)는 유도코일 회전수를 조절할 수 있는 회전수 조절탭(132)이 설치되어, 레일(120, 126) 형상에 따라 에너지 입력량의 조절이 가능하다.
또한, 상기 본가열부(200)는 예열을 통과한 레일(120, 126)의 두부(122)에 안정된 Ac3 변태점 이상의 온도인 800∼1000℃ 온도 구역으로 재가열하는 부분이며, 가열코일(130)이 레일(120, 126) 두정면 및 두부(122) 측면을 가열할 수 있도록 설치되어 있다.
여기서, 상기 예비가열부(100)와 본가열부(200)에는 부위별로 코일(130)에 규소강판(133)이 부착되며, 필요에 따라 좌우 탈부착이 용이한 구조이다.
이는 규소강판(133)이 자기장을 정렬하여 집중시켜서 적은 에너지로 고효율을 낼 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 슬랙
Figure 112006505898421-pat00034
칭부(300)는 본 가열을 통과한 레일(120, 126)의 두부(122)가 균일한 온도로 전도되도록 일정시간 대기중에 이송 후, 상기 레일(120, 126)의 두부(122)가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일(120, 126) 두부(122)의 온도를 500℃ 이하로 냉각하되, 상기 레일(120, 126)의 두정면 및 두부(122) 측면으로 에어 분사노즐(410)이 설치되어 이러한 분사노즐(410)에서 분사되는 고압의 압축공기를 이용하여 레일(120, 126)의 두부(122)를 슬랙
Figure 112006505898421-pat00035
칭하는 부분이다.
따라서, 상기 레일(120)을 압축공기를 이용하여 슬랙
Figure 112006505898421-pat00036
칭을 하고 자동유량제어를 통해 냉각능력 조절이 가능함을 밝혀둔다.
그리고 상기 에어 미스트 냉각부(400)는 상기 레일(120, 126)의 두부(122)와 레일(120, 126) 저부(124)의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일(120) 두부(122)에 다단계로 분사토록 분사노즐(410)이 설치된 구조이다.
한편, 상기 이송대차(110)는 레일 종별, 길이에 따라 대차간격을 달리하여 레일(120)의 열변형을 최소화한다.
또한, 상기 열처리 장치를 구성하는 각 부품조립체은 유니버설 조인트(500)에 연결되며, 상기 유니버설 조인트(500)에 의해서 다수개의 설비축(510)이 제어되도록 구성된다.
따라서, 상기한 각 부품조립체은 유니버설 조인트(500)를 사용함으로써 레일(120) 열변형에 따른 설비축(510) 제어가 용이하다.
특히, 상기 유니버설 조인트(500)에는 유니버설 조인트(500) 연결간(520)이 설치되며, 상기 유니버설 조인트(500) 연결간(520)의 가변축(530)을 이용하여 레일(120)의 열변형으로 인한 신축에 따른 부품조립체간의 간격변화에 대응되도록 구성된다.
이는 유니버설 조인트(500) 연결간(520)을 가변축(530)을 이용하여 길이 가변이 가능함으로써 레일(120) 신축에 따른 부품조립체간 간격변화에 대처가 용이하다.
그리고 상기 설비축(510)에는 상하, 좌우로 제어할 수 있는 제어모터(540, 550)가 연결되며, 상기 각 부품조립체에 센서를 부착 소재를 감지하고, 그 정보를 이용하여 제어컴퓨터의 프로그래밍을 통한 피드백의 부품조립체제어를 가능하게 하여 결국 두정면과 일정한 간격을 유지하여 균일한 가열과 냉각조건을 설정토록 구성된다.
따라서, 상기 상하, 좌우의 제어모터(540, 550)의 사용으로 인하여 레일(120, 126) 변형에 따른 열처리장치(H)의 자유로운 제어를 통해 두정면에 일정한 간격을 유지하여 레일(120, 126)의 열처리 품질을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치를 이용한 열처리 방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 방법은 탄소강의 화학적 성분 범위가 야금학적으로 적용되는 조대한 퍼얼라이트 조직의 소재의 레일(120) 또는 가공된 레일(126)을 이송대차(110)를 통해 이송하여 예비가열부에서 중주파 유도가열방식을 통해 레일(120) 전체부위를 400∼650℃로 예열한다.
여기서, 상기 이송대차(110)는 레일종류와 길이에 따라 서로 다른 각각의 상하휨량을 조절하고, 예비가열 통과시 간섭을 받지 않도록 두 개의 레일받침을 장착하여, 그 앞뒷단이 상하로 승하강되며, 하나의 레일안에서 레일높이가 다른 단조레일의 열처리시 높이를 보정할 수 있도록 승하강 되는 정도를 조정한다.
이어서, 상기 예열을 통과한 레일(120, 126)의 두부(122)를 본가열부(200)에서 오스트테나이트 조직이 안정된 Ac3 변태온도 이상으로 가열하기 위하여 가열코일(130)을 레일(120, 126)의 두정면 및 두부(122) 측면에 각각 위치시킨 뒤, 레일(120, 126) 두부(122)만을 일정한 온도구역으로 재가열시킨다.
이어서, 상기 재가열을 통과한 레일(120)의 두부(122)를 슬랙
Figure 112006505898421-pat00023
칭부(300)에서 레일(120, 126) 두부(122)가 균일한 온도가 전도되도록 일정시간 대기중에 이송 후, 상기 레일(120, 126) 두부(122)의 온도를 500℃ 이하로 압축공기를 이용하여 냉각시키되, 레일(120, 126) 두정면과 두부 측면에 설치된 분사노즐(410)에 의해서 압축공기를 분사시켜 슬랙
Figure 112006505898421-pat00037
칭 작업을 수행한다.
이어서, 상기 슬랙
Figure 112006505898421-pat00024
칭이 완료된 레일(120, 126) 두부(122)와 저부(124)의 온도차에 의한 휨의 이상변형을 방지하기 위해 에어 미스트 냉각부(400)에서 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일(120, 126) 두부(122)에 다단계로 분사하여 레일(120, 126) 두부(122)의 온도를 200∼250℃로 냉각시킨 후, 상온까지 상기 레일(120, 126)의 전체부위를 자연 냉각시킨다.
상기한 바와 같은 장치 및 방법으로 이루어지는 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및 방법은 레일(120, 126) 전체를 예열하고, 재차 레일(120, 126) 두부(122)만을 가열한 후, 압축공기의 분사에 의해 슬랙
Figure 112006505898421-pat00025
칭 열처리 과정을 통해 미세한 퍼얼라이트 조직으로 변태시키며, 또한 에어 미스트로 레일(120, 126) 두부(122)를 강제 냉각시킴으로써, 레일(120, 126) 두부(122)의 강도와 경도가 증대된 내마모성의 기계적 성질을 향상시키며, 특히 레일(120, 126) 두부(122)의 경화에 따른 내마모성을 향상시켜 레일(120, 126)의 품질을 향상시키고, 레일(120, 126) 변형을 최소화할 수 있으며, 압축공기를 슬랙
Figure 112006505898421-pat00038
칭부(300)에서만 사용하여 생산경비를 낮출 수 있으며, 레일(120, 126)의 열처리 후 에어 미스트 분사에 의한 레일(120, 126) 전장에 걸친 휨 변형을 극소화시키며, 고품질의 비대칭 레일(120, 126) 및 단조레일(120, 126)의 제조가 안정적으로 이루어지는 작용효과가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 레일 두부의 강도와 경도 등의 물성치를 증대시켜 내마모성을 향상시키며, 특히 가공된 레일 두부의 열처리에 따른 가공부에 있어서의 심부 경도 깊이를 향상시켜 레일의 품질을 향상시키고, 레일 변형을 최소화할 수 있으며, 레일의 열처리 후 에어 미스트 분사에 의한 레일 전장에 걸친 상하 휨과 좌우 비대칭에 따른 좌우 휨 변형을 극소화시켜, 고품질의 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 열처리가 안정적으로 이루어지는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 유니버설 조인트를 사용함으로써 레일 열변형에 따른 설비축 제어가 용이하며, 길이 가변형 유니버설 조인트 연결간을 사용함으로써 레일 신축에 따른 부품조립체 간 기울기 대처가 용이하며, 상하, 좌우에 제어모터를 사용함으로써, 레일변형에 따른 열처리 부품조립체의 자유로운 제어를 통해 레일 두부 정면과 일정한 간격을 유지하여 레일 열처리 품질을 향상시킬 수 있으며, 중주파 유도가열방식을 채택함으로써, 레일의 균일한 온도제어가 가능하여 열처리 품질을 향상시킬 수 있으며, 압축공기를 이용하여 슬랙
Figure 112006505898421-pat00026
칭을 하고, 제어부를 통한 레일 두부 체적변화에 따른 전력량과 전류량, 에어미스트 및 압축공기 등의 조절을 가능하게 하여, 열처리 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 이송대차의 앞뒷단 받침이 상하로 승하강되며, 그 높낮이를 조절가능하도록 함으로써, 두부높이는 동일하나 저부 높이단차가 발생하여 롤러형의 열처리장치에서 주로 작업이 난해한 단조된 레일의 열처리가 가능하여, 분기기 전구간에 열처리 된 레일을 적용하는데 큰 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 이송대차(110)를 통해 이송되는 레일(120, 126)의 전체를 균일하게 가열하도록 중주파 유도가열방식의 예비가열부(100)와; 상기 예비가열부(100)의 예열을 거친 레일(120, 126)의 두부(122)에 안정된 Ac3 변태온도 이상의 일정온도 구역으로 재가열하며, 레일(120, 126) 두정면 및 두부(122) 측면을 가열토록 코일(130)이 설치되는 본가열부(200)와; 상기 가열된 레일(120, 126)의 두부(122)가 일정한 온도로 전도되도록 일정시간 대기중에 이송 후, 상기 레일(120, 126) 두부(122)가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일(120, 126) 두부(122)를 압축공기로 냉각시키는 레일(120, 126) 슬랙
    Figure 112006505898421-pat00027
    칭부(300)와; 상기 레일(120, 126)의 두부(122)와 레일(120, 126) 저부(124)의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일(120, 126) 두부(122)에 다단계로 분사토록 분사노즐(410)이 설치되는 에어 미스트 냉각부(400)와 레일 두부 체적변화에 따른 부품조립체를 제어하는 제어부로 구성되는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치에 있어서,
    상기 이송대차(110)는 예비가열 통과시 간섭을 받지 않도록 두 개의 레일받침을 장착하여, 그 앞뒷단이 상하로 승하강되며 레일높이가 다른 단조레일의 열처리시 높이를 보정할 수 있도록 승하강되는 정도를 조정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부품조립체은 유니버설 조인트(500)에 연결되며, 상기 유니버설 조인트(500)에 의해서 다수개의 설비축(510)이 제어되도록 구성됨을 특징으로 하는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유니버설 조인트(500)에는 유니버설 조인트 연결간(520)이 설치되며, 상기 유니버설 조인트 연결간(520)의 가변축(530)을 이용하여 레일(120, 126) 신축에 대응되도록 구성됨을 특징으로 하는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 설비축(510)에는 상하, 좌우 제어모터(540, 550)가 연결되며, 상기 상하, 좌우 제어모터(540, 550)에 의해서 열처리 장치의 자유로운 제어를 통해 레일(120, 126) 두정면과 일정한 간격이 유지되도록 구성됨을 특징으로 하는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 예비가열부(100)는 코일(130) 회전수를 조절할 수 있도록 회전수 조절탭(132)이 설치되어, 레일(120, 126)형상에 따라 에너지 입력량 조절이 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 장치.
  7. 조대한 퍼얼라이트 조직의 소재의 레일(120, 126)을 예비가열부(100)에서 중주파 유도가열방식을 통해 레일(120, 126) 전체부위를 400∼650℃로 예열하는 단계;
    예열을 통과한 레일(120, 126)의 두부(122)를 오스트테나이트 조직이 안정된 Ac3 변태온도 이상의 800∼1020℃ 구간의 일정 온도 구역으로 본가열부(200)에서 재가열하는 단계;
    상기 재가열을 통과한 레일(120, 126)의 두부(122)가 일정한 온도로 전도되도록 일정시간 대기중에 이송 후, 상기 레일(120, 126) 두부(122)가 미세 퍼얼라이트 조직으로 변태되도록 레일(120, 126) 슬랙
    Figure 112006505898421-pat00028
    칭부(300)에서 레일(120, 126) 두부(122)에 압축공기를 반복하여 분사하여 500℃ 이하로 슬랙
    Figure 112006505898421-pat00039
    칭하는 단계;
    상기 슬랙
    Figure 112006505898421-pat00029
    칭이 완료된 레일(120, 126) 두부(122)와 저부(124)의 온도차에 의한 휨 변형을 방지하며 냉각하도록 에어 미스트 냉각부(400)에서 물과 압축공기의 혼합체인 고압의 에어 미스트를 레일(120, 126) 두부(122)에 다단계로 분사하여 레일(120, 126) 두부(122)의 온도를 200∼250℃로 냉각하고, 상온까지 상기 레일(120, 126)의 전체부위를 자연 냉각하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 가공된 비대칭 레일 및 단조레일의 두부 열처리 방법.
  8. 삭제
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