KR20010109135A - 레일을 경화시키는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레일을 경화시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 레일 또는 레일의 일부분을 오스테나이트 조직으로부터 상온에서 안정한 다른 미세조직으로 변태시킴으로써 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 방법은, 굽힘에 저항하도록 오스테나이트 상태의 레일을 축 방향으로 정렬되게 고정시키고, 레일 또는 레일의 일부분을 오스테나이트 조직으로부터 다른 미세조직으로 변태시키도록 강제 냉각시키면서, 오스테나이트 상태의 레일을 정렬시키는 단계, 수평으로 위치 선정시키는 단계, 및 굽힘에 저항하도록 보호하기 위해 축 방향으로 정렬되게 고정시키는 단계로 구성된다. 강제 냉각에 의해 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 장치는 레일을 지지하기 위한 지지대, 레일 또는 레일의 일부분을 강제 냉각하기 위한 냉각 장치, 및 축방향으로 정렬하고 강제 냉각 중에 굽힘에 저항하도록 레일을 보호하는 두 개 이상의 고정 장치를 포함한다.

Description

레일을 경화시키는 방법 및 장치 {PROCESS AND DEVICE FOR HARDENING A RAIL}
본 발명은 강제 냉각에 의해 레일 또는 레일의 일부분(예를 들어, 레일 헤드)을 경화시키는 방법과 상기 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
철도 교통량의 성장세에 따른 축하중의 증가에 있어서, 레일은, 한편으로, 기차 바퀴와 접촉하는 영역에서의 높은 마모 저항과, 또다른 한편으로, 레일 상에 작용하는 높은 굽힘 하중의 관점에서 높은 파단 저항을 가져야 한다.
적어도 일시적인 강제 냉각 중에 재료(강)를 열적으로 템퍼링하거나 조직을 오스테나이트 조직으로부터 상온에서 안정한 미세조직으로 변화시키는 것은 레일 및/또는 레일 헤드를 경화시키는 것으로 공지되어 있다(EP 358362 A1, AT 402941 B, EP186372 B, WO 94/02652).
냉각, 소위 비산식 냉각(splash cooling) 또는 스프레이 냉각은 레일 표면의 적어도 일부분을 냉각제에 담그거나, 레일을 냉각욕에 적어도 일부분을 침지시킴으로써 수행될 수 있으며, 압연 열 사용의 잇점이 공지되어 있다.
사용되는 냉각 방법에 따라, 통과 처리 장치(AT 323224 B, EP 186373 B1), 냉각 베드 전달 장치(DE 4237991 A1) 및 침지 장치(DE 4003363 C1, AT 402941 B)가 레일 또는 레일의 일부분을 냉각시키는 장치로 공지되어 있다.
적절한 화학 조성을 갖는 합금이 사용될 때, 레일 헤드의 표면 영역에서의 증가된 경도 및 마모 저항과 충분한 파단 저항을 갖는 레일이 적절한 장치에서 경화 방법을 사용하여 생산될 수 있다.
레일 길이의 함수로서 단면에 대한 조직 분포 균일성의 결함 가능성은 공지된 레일용 경화 방법과 냉각 장치의 상당한 단점으로 고려된다. 즉, 관련 템퍼링 구조물의 표면적의 일부분 및/또는 구조물의 조성의 위치가 레일의 길이에 대해 불균일하다면 이것은 레일의 품질에 상당히 유해한 효과를 갖는다. 공정 변수가 정확히 유지되고 냉각 장치가 정확히 제어될지라도, 레일의 품질에 예상치 못한 차이가 발생할 수 있으며, 극도로 정교한 품질 제어를 요하는 품질 요구사항을 충족시키지 못하는 개개 레일을 생산할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 레일 단면을 가로질러 길이에 대해 일정한 조직 분포와 높은 레일의 품질을 야기하는 상술된 형태의 방법을 제공함으로써 상기의 문제점을 극복하며, 또한 단면의 표면 영역의 국부적인 냉각 강도가 레일의 길이에 대해 일정하게 유지될 수 있는 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 수직 정렬의 고정 장치를 갖는 걸린 레일의 침지 템퍼링을 위한 장치를 도시하는 도면.
도 2는 직립 레일을 스프레이 템퍼링하는 장치를 도시하는 도면.
도 3은 회전 가능한 위치 선정 고정 소자를 갖는 장치를 도시하는 도면.
도 4는 억제 소자로서 중량억제 추를 갖는 장치를 도시를 도시하는 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
1 : 레일 2 : 지지 구조물
3, 3' : 위치 선정 소자 5 : 냉각 장치
21, 22 : 박스 프로파일 31, 31' : 접촉 영역
51 : 침지욕조 52 : 냉각액
본 발명의 일 측면은 레일 또는 레일의 일부분을 오스테나이트 조직으로부터 상온에서 안정한 다른 미세조직으로 변태시킴으로써 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 방법이며, 상기 방법은 레일을 축 방향으로 정렬되게 고정시키고 굽힘에 저항하도록 보호하며, 레일 또는 레일의 일부분을 오스테나이트 조직으로부터 다른 미세조직으로 변태시키도록 강제 냉각시키면서, 오스테나이트 상태의 레일을 정렬시키는 단계, 수평으로 위치 선정시키는 단계, 및 굽힘에 저항하도록 보호하기 위해 축 방향으로 정렬되게 고정시키는 단계로 구성된다.
상기 방법의 일 실시예에서 레일은 Ac3점 이상의 제 1 온도로부터 상기 Ac3점 이하의 제 2 온도로 강제 냉각된다. 상기 방법의 또다른 실시예에서 레일 헤드만이 강제 냉각된다.
또한 정렬, 위치 선정 및 축 방향으로 정렬되게 고정시키는 단계가 마지막 다듬질 압연 작업의 통과 직후에 수행해진다면 장점이 될 수도 있다.
상기 방법에서 레일은, 예를 들어, 레일 헤드가 위를 향하면서(직선), 직립 위치에서 고정되며, 또는 레일 헤드가 아래로 향하면서(직선), 걸린 위치로 고정될 수도 있다.
레일 또는 레일의 일부분의 강제 냉각은 스프레이 냉각, 예를 들어, 길이 방향으로 보아 레일의 높이 축선에 대칭인 단면의 표면 영역에서 동동하게 높은 냉각 강도를 사용하여 스프레이 냉각에 의해 수행될 수도 있다.
본 발명에 따른 또다른 실시예에서 레일 또는 레일의 일부분은 냉각액 내로 침지됨으로써 강제 냉각될 수도 있다.
또다른 실시예에서 레일 또는 레일의 일부분은 상기 표면 영역에서 시간 또는 위치에 대해 간헐적으로 강제 냉각된다.
강제 냉각 후에 레일은 나와서 고온으로 유지되고, 및/또는 대기에서 냉각되도록 남겨진다.
많은 경우에 레일의 길이는 약 50m 이상, 예를 들어, 약 90m 이상이며, 종종 레일 또는 레일의 일부분은 거의 전체 길이에 대해 강제 냉각된다.
또다른 측면에서 레일은 서로 약 1m 이하, 예를 들어, 약 0.5m 이하의 거리를 두고 레일의 길이 방향으로 정렬된 고정 소자에 의해 축 방향으로 정렬되게 고정된다. 이러한 고정 소자는 레일 풋이 고정된 위치로 유지되도록 설계된다.
위에서 인용한 Ac3점은 가열시 순수 오스테나이트(γ) 미세조직이 존재하는 철 또는 이들의 합금의 온도이다. Ac3점(및 상온에서 안정한 미세조직)의 정의에 관한 보다 상세한 설명을 위해, 예를 들어, 1962년의 에프. 라파츠(F. Rapatz) 저서의 독일 베를린 슈프링거 출판사의 "특수강"의 2 내지 25쪽(특히 3 및 12쪽 참조)에 개시되며 본원에 참조되었다.
본 발명의 방법을 통해 달성된 장점으로 오스테나이트 조직 상태에서 정렬이 발생하며 열이 증가된 속도로 레일 표면으로부터 제거되며, 축 방향으로 정렬되게 고정된다. 레일 단면 또는 레일의 일부분의 강력 냉각 중에 레일은 특정 냉각 강도가 축 방향으로 일정하게 유지되는 것을 돕는 축방향으로 직선 위치로 고정된 채 유지된다. 광범위한 조사를 통해 레일 또는 레일의 일부분 이상의 강력 냉각 중에 레일의 미소 굽힘이 발생하면, 표면 영역에서의 국부적인 냉각 속도 곡선이 변할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 합금의 오스테나이트 상태로부터의 변화중에 구조물의 형성에 대한 주요 효과를 갖는다. 레일의 열적 템퍼링에서 본 발명에 따른 축방향으로 정렬된(플래쉬) 수평 장착법에 의해 레일의 단면과 길이에 대해 재료 물성의 일정한 프로파일을 보장한다.
본 발명에 따른 방법의 특히 실용적인 실시예는 압연 열을 사용하는 마지막 다듬질 압연 작업의 통과 직후에 레일의 정렬 단계(직선화 단계), 위치 선정 단계 및 축 방향으로 정렬시키는 고정 단계가 수행될 때 얻어질 수 있다.
특정 사이트 기술, 또한 레일의 단면에 대한 소정의 미세조직의 분포에 대해, 레일을 직립 위치로 고정시켜 레일 헤드가 직선으로 위로 향하게 하는 것이 바람직하다. 여기서, 길이 방향으로 보아 레일의 수직 축선에 대칭인 단면의 표면 영역에서 동동하게 높은 냉각 강도를 사용하는 스프레이 냉각에 의해 레일로부터 열을 제거하는 것이 바람직하다.
소정의 물성 프로파일을 갖는 레일의 생산 신뢰성을 개선시키고 기차 바퀴와 접촉하고 있는 표면의 특정 마모 저항을 얻기 위해, 레일은 레일 헤드가 수직 아래로 향하도록 걸린 위치로 장착된다면 바람직하다. 이러한 위치 선정이 유리한 또다른 이유는 이러한 방식으로 레일 또는 단지 레일의 일부분(특히 레일 헤드)을 냉각액에 침지시킴으로써 열이 제거되기 때문이다.
냉각 매체의 높은 냉각 강도와 강제 냉각의 방해로 소정의 온도로 제어된 냉각을 위해 레일의 냉각이 단면의 표면 영역에 대해 시간 및/또는 위치에 관해 간헐적으로 수행된다면 변환 운동 에너지에 의해 유리할 수도 있다. 여기서, 강제 냉각 후에 레일은 나와서 고온으로 유지되고, 및/또는 대기 온도에서 공기로 냉각시키는 것이 유리할 수도 있다.
레일의 냉각 또는 경화 또는 열적 템퍼링이 전체 길이에 대해 수행되는 본 발명의 방법의 사용은 최적의 서비스 물성 뿐만 아니라 높은 균일성과 높은 품질을 위해 특히 유익하다는 것이 증명되었다.
본 발명의 또다른 측면은 강제 냉각에 의해 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 장치이다. 상기 장치는 레일을 지지하기 위한 지지대, 레일 또는 레일의 일부분을 강제 냉각하기 위한 냉각 장치, 및 강제 냉각 중에 축방향으로 정렬시키고 굽힘에 저항하도록 레일을 보호하는 두 개 이상의 고정 장치를 포함한다.
지지대는 유리하게 굽힘에 대해 높은 저항을 갖는 지지 구조물을 포함한다. 이러한 지지 구조물은 지지 구조물 상에 수평으로 정렬된 고정 장치를 갖는 용접된 구조물을 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서 고정 장치는 위치 선정 소자, 해제 가능한 고정 소자, 억제 소자 및 이들의 조합물로부터 선택된 하나 이상의 소자를 포함한다. 억제 소자는, 예를 들어, 중량억제 추의 형태일 수도 있다.
많은 경우에 본 발명에 따른 장치는 세 개 이상의 고정 장치, 예를 들어, 약 50 이상 또는 약 100 이상의 고정 장치를 포함할 수도 있다. 고정 장치는 서로 약 1m 이하, 예를 들어 서로 약 0.5m 이하의 거리를 두고 지지 구조물의 길이 방향으로 정렬될 수도 있다. 고정 장치는 수평으로 정렬될 수 있으며, 이들 중 하나 이상은 레일 풋의 상부 표면과 접촉하는 위치 선정 소자와 레일 풋의 하부 표면과 접촉하는 억제 소자를 포함한다. 또다른 실시예에서 하나 이상의 고정 장치는 레일과 접촉하기 위해 수평으로 정렬된 정렬 표면을 갖는 한쌍의 해제 가능한 고정 소자를 포함한다.
레일과 접촉하는 고정 장치의 하나 이상의 소자는 레일과의 접촉 영역을 감소시키는 형태를 갖는다. 예를 들어, 이들 소자는 쐐기 형태일 수도 있다.
본 발명에 따른 장치의 또다른 실시예에서 냉각 장치는 공기와 물 중 하나 이상을 갖는 스프레이 트랙을 포함한다. 냉각 장치는 냉각액을 갖는 침지욕조를 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 또다른 측면에서, 지지대와 냉각 장치는 레일 단면의 수직 방향으로 서로 이동할 수 있다. 더욱이, 지지대는 수평으로 정렬된 위치 선정 소자를 포함하는 고정 장치를 갖는 침지욕조와 연결될 수도 있다.
본 발명에 따른 장치의 지지대는 바람직하게 지지되는 레일과 거의 동일한 길이이다.
굽힘과 비틀림에 저항하는 지지 구조물로부터 기인된 장점은 강력 냉각 중에 굽힘력이 단면에 대해 무게 분포 및/또는 상이한 냉각 강도로 인해 발생될지라도 축방향으로 정렬된 레일의 고정이다. 냉각 매체의 표면에의 도포와 관련된 축방향으로 정렬된 고정, 또는 냉각 매체에 의한 표면의 웨팅의 장점이 중요한데, 이는 이러한 방식으로 레일의 소정의 영역에서 정확한 정렬이 레일의 길이에 대해 높은 균일성을 가지면서 가능하기 때문이다. 이러한 방식으로 소정의 냉각 속도와 소정의 미세조직이 소정의 단면 영역에 대해 높은 정확성을 가지면서 달성될 수 있다.
사이트 기술, 또한 그 사용으로 인해, 지지 구조물이 용접된 구조물로 인식되어, 지지 구조물 상에서 세 개 이상의 고정 장치가, 바람직하게 길이에 대해 서로 약 0.5m 이하의 거리를 두고 장착되어서, 수평으로 정렬될 수 있다면 유리할 수도 있다.
단순하고 신뢰성 있는 장치는 해제 가능한 고정 소자가 위치 선정 소자와 접촉하는 레일에 대해 억제 소자의 형태를 취할 때 구체화된다.
유리하게도, 축방향으로 수평하게 레일의 위치에 대해 정렬 표면을 갖는 해제 가능한 고정 소자를 설계하는 것이 가능하다.
레일의 길이에 대해 가능한 한 균일한 미세조직을 얻고 또는 국부적인 냉각 강도에 실질적인 영향을 피하기 위해, 고정 소자, 예를 들어, 위치 선정 소자와 고정 소자가 레일과 감소된 접촉 면적, 예를 들어, 쐐기형인 것이 유리하다. 그러므로 소위 "소프트 지점"이 레일 상에 없어질 수 있다.
주의 깊은 노즐의 위치 선정 및/또는 기본적으로 자유롭게 부유된 미세 입자의 웨이퍼 사용으로, 레일의 길이 방향의 스크레치에 대해 균일한 냉각 강도를 갖는 공기 및/또는 물 스프레이 트랙으로 설계된다면 유리할 수 있다.
반면, 냉각 장치가 냉각액을 갖는 냉각욕으로 설계된다면, 레일의 침지 영역에 작용하는 냉각 강도는 합성 물질을 첨가함으로써 용이하게 조절될 수 있다.
또한, 레일 지지 구조물과 냉각 장치가 레일의 수직 단면 방향으로 서로에 대해 이동할 수 있도록 장치가 설계된다면, 냉각 사이클 및/또는 레일 부분의 냉각이 특히 효과적인 방식으로 수행될 수 있다.
지지 구조물이 수평으로 정렬된 고정 장치를 포함하는 침지욕조와 연결된다면, 특히 단순한 장치는 리트로피트(retrofit)로 구체화될 수 있으며 레일은 장착 소자, 예를 들어, 억제 소자에 의해 위치 선정 소자와 접촉하게 될 수 있다. 이러한 경우에 중량억제 추의 형태인 특히 단순한 방식으로 설계될 수 있으며, 적어도 레일의 인접 영역에 정렬될 수 있다.
등온 열처리에 있어서, 말하자면, 장치가 레일 또는 레일의 일부분의 단면을 불연속적으로 경화시키기 위해 사용될 수 있다면 유리하다.
다른 실시예와 본 발명의 장점은 본 발명의 개시 내용과 첨부 도면을 검토하여 확인될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 제한의 목적이 아닌 실시예에 의해 복수의 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명에서 개시되며, 동일한 참조 부호가 도면에 걸쳐 동일한 명칭에 사용된다.
여기에 도시된 세부사항은 실시예이며 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적이며 본 발명의 원리와 개념 측면의 가장 유용하고 이미 이해된 설명이라고 믿어지는 것을 제공하기 위해 존재한다. 이에 관해, 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요 이상으로 본 발명의 구조적 설명이 도시되진 않으며, 첨부 도면과 함께 상세한 설명이 본 발명의 다양한 형태가 어떻게 구체화되는지 당업자에게 명백할게 될 것이다.
도 1은 걸린 위치에서 레일(1)의 축방향으로 정렬된 장치를 개략적으로 도시한다. 두 개의 박스 프로파일(22, 21)에 의해 형성되고 비틀림에 저항하는 지지 구조물(2)은 레일(1)에 대해 기본적으로 수평의 접촉 영역(31, 31')을 갖는 이동 가능한 집게 같은 위치 선정 소자(3, 3')를 수용한다. 레일(1)의 유입과 위치 선정 소자(3, 3')의 밀폐 후에, 41로 도시된 고정 소자(억제 소자)는 예를 들어 액압 실린더를 활성화시킴으로써 축방향으로 정렬된 레일의 고정을 보호한다. 그후, 레일은 예를 들어 지지 구조물(2)을 낮춤으로써 냉각 장치(5), 예를 들어, 냉각액(52)을 갖는 침지욕조(51) 내로 유입된다. 레일(1)의 일부분 이상의 일부분 이상의 냉각 후에 레일은 지지 구조물(2)을 H 방향으로 이동시켜 억제 소자(41)와 위치 선정 소자(3, 3')를 해제시킴으로써 냉각 매체로부터 제거될 수 있다.
도 2는 지지 구조물(2)에 직립 위치로 장착되어 굽힘에 저항하도록 보호된 레일(1)을 도시한다. 상기 지지 구조물(2)은, 예를 들어, 비틀림 저항 방식으로 서로 연결된 하부 및 상부 프레임 박스(21, 22)를 포함한다. 축방향으로 정렬된 고정에 있어서 레일(1)은 위치 선정 부재(23) 상에 장착되며 경사진 접촉 영역(31, 31')을 갖는 위치 선정 소자(3, 3')는, 예를 들어, 액압 실린더(6)의 도움으로 피벗에 의해 밀폐된다.
도 3은 지지 구조물(2)의 측면에 장착된 프레임 소자(21, 22)를 포함하는 본 발명에 따른 장치를 도시한다. 위치 선정 소자(3, 3')에 의해 접촉 영역(31, 31')을 갖게 수용되는 레일(1)의 고정에 있어서 억제 소자(4, 4')는 회전 지점(42, 42') 주위에 피벗되고 접촉 지점(41, 41')은 레일의 풋과 접촉하여, 레일(1)을 단단히 고정시킨다. H 방향으로의 상대적 이동에 의해 레일은 냉각 매체(도시 않음) 내로 침지될 수 있다.
도 4는 레일(1)의 또다른 가능한 수평 위치를 개략적으로 도시한다. 아래로 향하는 레일 헤드(5)를 갖는 레일(1)은 냉각액(52)을 갖는 냉각 장치(5)의 침지욕조(51) 내로 유입되고 냉각 장치(5)에 제공된 위치 선정 소자(3)에 의해 지지된다. 축방향으로 수직 평형 위치에 고정시키기 위해, 위치 선정 소자(3, 3')가 예를 들어 0.5㎜의 접촉 영역(31, 31')에서 작은 갭을 형성하기 위해 하강될 수 있는 공정 중에 유지 장치(42)를 통해 피벗될 수 있는 중량억제 추(40)가 레일(1) 상에 장착된다. 레일(1)을 냉각 장치(5) 밖으로 빼내기 위해, 예를 들어, 중량억제 추(40)가 이동되고 위치 선정 소자(3, 3')가 상승된다. 그러나, 냉각 장치(5)는 상기 목적을 위해 또한 하강될 수도 있다.
전술한 실시예는 단지 설명의 목적이지 본 발명을 제한하기 위해 제공된 것이 아니라는 것을 주목해야 한다. 본 발명이 실시예를 참조하여 설명되었지만, 여기서 사용된 용어가 본 발명을 제한하기 위한 용어라기 보다는 설명을 위한 용어로 사용되었다는 것을 이해해야 한다. 청구범위 내에서 본 발명의 범위와 취지로부터 벗어남이 없이 설명되고 수정될 수 있는 것처럼 수정이 가능하다. 본 발명이 특정 수단, 재료 및 실시예를 참조하여 여기서 설명되었지만, 본 발명은 여기서 설명된 세부사항에 제한되도록 의도된 것이 아니며, 오히려, 청구 범위 내에 있는 모든 기능적으로 동등한 구조물, 방법 및 사용으로 확장된다.
그러므로, 본 발명에 의해 레일 단면을 가로질러 길이에 대해 일정한 조직 분포와 높은 레일의 품질을 야기하는 상술된 형태의 방법을 제공함으로써 상기의 문제점을 극복하며, 또한 단면의 표면 영역의 국부적인 냉각 강도가 레일의 길이에 대해 일정하게 유지될 수 있는 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 장치를 제공할 수 있다.

Claims (39)

  1. 레일 또는 레일의 일부분을 오스테나이트 조직으로부터 상온에서 안정한 다른 미세조직으로 변태시킴으로써 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 방법으로서,
    오스테나이트 상태의 상기 레일이 굽힘에 저항하도록 정렬시키고, 수평으로 위치 선정하여, 축 방향으로 정렬되게 고정시키는 단계, 및
    상기 레일을 축 방향으로 정렬되게 고정시키고 굽힘에 저항하도록 보호하면서, 상기 오스테나이트 조직이 상기 다른 미세조직으로 변태되도록 상기 레일 또는 레일의 일부분을 강제 냉각시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일이 Ac3점 이상의 제 1 온도로부터 상기 Ac3점 이하의 제 2 온도로 강제 냉각되는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일이 레일 헤드를 포함하며 상기 레일 헤드만이 강제 냉각되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬, 위치 선정 및 축 방향으로 고정시키는 단계가 마지막 다듬질 압연 작업의 통과 직후에 수행되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일이 레일 헤드를 포함하며 상기 레일 헤드가 상방향을 향하면서 직립 위치로 고정되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일이 레일 헤드를 포함하며 상기 레일 헤드가 하방향을 향하면서 걸린 위치로 고정되는 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 레일이 레일 헤드를 포함하며 상기 레일 헤드가 하방향을 향하면서 걸린 위치로 고정되는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일 또는 상기 레일의 일부분이 스프레이 냉각에 의해 강제 냉각되는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 레일 또는 상기 레일의 일부분이 스프레이 냉각에 의해 강제 냉각되는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 스프레이 냉각이 길이 방향으로 보아 상기 레일의 높이 축선에 대칭인 단면의 표면 영역에서 동동하게 높은 냉각 강도를 사용하여 수행되는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일 또는 상기 레일의 일부분이 냉각액 내로 침지됨으로써 강제 냉각되는 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 레일 헤드가 냉각액 내로 침지됨으로써 강제 냉각되는 방법.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 레일 또는 상기 레일의 일부분이 상기 표면 영역에서 시간 또는 위치에 대해 간헐적으로 강제 냉각되는 방법.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 강제 냉각 후에 상기 레일이 나와서 고온에서 유지되는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 강제 냉각 후에 상기 레일이 나와서 대기에서 냉각되도록 남겨지는 방법.
  16. 제 3 항에 있어서,
    상기 레일의 길이가 약 50m 이상인 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일의 길이가 약 90m 이상인 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 레일 또는 상기 레일의 일부분이 거의 전체 길이에 대해 강제 냉각되는 방법.
  19. 제 4 항에 있어서,
    상기 레일이 서로 약 1m 이하의 거리를 두고 상기 레일의 길이 방향으로 정렬된 고정 소자에 의해 축 방향으로 정렬되게 고정되는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 레일이 풋을 포함하고 상기 고정 소자가 상기 레일 풋을 고정된 위치에 유지시키도록 설계되는 방법.
  21. 레일 또는 레일의 일부분을 Ac3점 이상의 온도로부터 강제 냉각하여 오스테나이트 조직으로부터 상온에서 안정한 다른 미세조직으로 변태시킴으로써 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 방법으로서,
    마지막 다듬질 압연 작업의 통과 직후에, Ac3점 이상의 제 1 온도에서 오스테나이트 상태인 상기 레일을 굽힘에 저항하도록 정렬시키고, 수평으로 위치 선정하여, 축 방향으로 고정시키는 단계, 및
    상기 레일을 축 방향으로 정렬되게 고정시키고 굽힘에 저항하도록 보호하면서, 상기 레일 또는 상기 레일의 거의 전체 길이 부분을 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 강제 냉각시켜, 상기 오스테나이트 조직을 상기 다른 미세조직으로 변태시키는 단계를 포함하며,
    상기 레일이 약 90m 이상의 길이를 가지며 서로 0.5m 이하의 거리를 두고 레일의 길이 방향으로 정렬된 고정 소자에 의해 레일의 풋에서 축 방향으로 정렬되게 고정된 방법.
  22. 강제 냉각에 의해 레일 또는 레일의 일부분을 경화시키는 장치로서,
    상기 레일을 지지하는 지지대,
    상기 레일 또는 상기 레일의 일부분을 강제 냉각시키는 냉각 장치, 및
    상기 강제 냉각 중에 상기 레일이 굽힘에 저항하도록 축방향으로 정렬하고 보호하는 두 개 이상의 고정 장치를 포함하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 지지대가 굽힘에 대해 높은 저항을 갖는 지지 구조물을 포함하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 고정 장치가 위치 선정 소자, 해제 가능한 고정 소자, 억제 소자 및 이들의 조합물로부터 선택된 하나 이상의 소자를 포함하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 장치가 세 개 이상의 고정 장치를 포함하는 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 고정 장치가 서로 약 1m 이하의 거리를 두고 상기 지지 구조물의 길이 방향으로 정렬된 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 고정 장치가 서로 약 0.5m 이하의 거리를 두고 상기 지지 구조물의 길이 방향으로 정렬된 장치.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 고정 장치가 수평으로 정렬될 수 있는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 레일이 풋을 포함하며 하나 이상의 고정 장치가 상기 레일 풋의 상부 표면과 접촉하는 위치 선정 소자와 상기 레일 풋의 하부 표면과 접촉하는 억제 소자를 포함하는 장치.
  30. 제 22 항에 있어서,
    하나 이상의 고정 장치가 상기 레일과 접촉하는 수평으로 정렬된 정렬 표면을 갖는 한 쌍의 해제 가능한 고정 소자를 포함하는 장치.
  31. 제 23 항에 있어서,
    상기 지지 구조물이 상기 지지 구조물 상에 수평으로 정렬된 상기 고정 장치를 갖는 용접된 구조물을 포함하는 장치.
  32. 제 24 항에 있어서,
    상기 레일과 접촉하고 있는 고정 장치의 하나 이상의 소자가 상기 레일과의접촉 영역을 감소시키는 형태를 갖는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 레일과 접촉하고 있는 상기 고정 장치의 하나 이상의 소자가 쐐기 형태인 장치.
  34. 제 22 항에 있어서,
    상기 냉각 장치가 공기와 물 중 하나 이상을 갖는 스프레이 트랙을 포함하는 장치.
  35. 제 22 항에 있어서,
    상기 냉각 장치가 냉각액을 갖는 침지욕조를 포함하는 장치.
  36. 제 24 항에 있어서,
    상기 지지대와 상기 냉각 장치가 서로에 대해 상기 레일 단면의 수직 방향으로 이동 가능한 장치.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 지지대가 수평으로 정렬된 위치 선정 소자를 포함하는 고정 소자를 갖는 침지욕조와 연결된 장치.
  38. 제 24 항에 있어서,
    상기 억제 소자가 중량억제 추의 형태인 장치.
  39. 제 22 항에 있어서,
    100개 이상의 고정 장치를 더 포함하며, 상기 각각의 고정 장치는 위치 선정 소자, 해제 가능한 고정 소자, 억제 소자 및 이들의 조합물로부터 선택된 하나 이상의 소자를 포함하며, 서로 약 0.5m 이하의 거리를 두고 지지 구조물의 길이 방향으로 정렬되며,
    상기 지지대는 굽힘에 대해 높은 저항을 갖는 용접된 지지 구조물을 포함하며, 상기 냉각 장치는 공기와 물 중 하나 이상을 갖는 스프레이 트랙을 포함하는 장치.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT409268B (de) * 2000-05-29 2002-07-25 Voest Alpine Schienen Gmbh & C Verfahren und einrichtung zum härten von schienen
AT410549B (de) * 2001-09-13 2003-05-26 Voest Alpine Schienen Gmbh & C Vorrichtung zum vergüten von walzgut mit grosser länge
CN1906314B (zh) * 2004-01-09 2011-05-04 新日本制铁株式会社 钢轨制造方法
DE112008001803T5 (de) * 2007-07-11 2010-05-20 GKN Sinter Metals, Inc., Auburn Hills Funktional abgestufte Pulver-Metall-Bauelemente
ITMI20072244A1 (it) * 2007-11-28 2009-05-29 Danieli Off Mecc Dispositivo per trattamento termico di rotaie e relativo processo
AT505930B1 (de) * 2008-02-04 2009-05-15 Voestalpine Schienen Gmbh Einrichtung zum härten von schienen
IT1392174B1 (it) * 2008-12-05 2012-02-22 Danieli Off Mecc Macchina di manipolazione rotaie e relativo processo di manipolazione
US8353443B2 (en) * 2009-03-27 2013-01-15 Nippon Steel Corporation Device and method for cooling rail weld zone
ITMI20090892A1 (it) 2009-05-20 2010-11-21 Danieli Off Mecc Vasca di raffreddamento per rotaie
ITMI20112052A1 (it) 2011-11-11 2013-05-12 Danieli Off Mecc Vasca di raffreddamento per rotaie
DE102012020844A1 (de) 2012-10-24 2014-04-24 Thyssenkrupp Gft Gleistechnik Gmbh Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von warmgewalzten Profilen
EP2781608B1 (en) 2013-03-22 2015-10-28 Primetals Technologies Italy S.R.L. System for thermal treatment of rails
EP2987872B1 (en) * 2013-04-17 2018-07-18 Scientific And Manufacturing Enterprise "Tomsk Electronic Company" Ltd. Device for thermally processing rails
RU2636777C1 (ru) * 2016-12-27 2017-11-28 РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД Способ термической обработки железнодорожных колес
RU2668872C1 (ru) * 2017-11-08 2018-10-04 Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") Способ термической обработки железнодорожных колес
CZ2019542A3 (cs) * 2019-08-19 2020-09-02 Západočeská Univerzita V Plzni Způsob výroby ocelových dílů z AHS oceli řízeným lokálním ochlazováním médiem, využívající tvorbu vícefázové struktury s přerušovaným chlazením na požadované teplotě

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US368132A (en) * 1887-08-09 coffin
US125650A (en) * 1872-04-09 Improvement in tempering steel railroad rails
FR2109121A5 (ko) 1970-10-02 1972-05-26 Wendel Sidelor
AT375402B (de) * 1982-03-09 1984-08-10 Voest Alpine Ag Verfahren zum waermebehandeln von schienen
JPS5953628A (ja) * 1982-09-22 1984-03-28 Nippon Steel Corp 耐破端特性の優れたレ−ルの製造法
DE3579681D1 (de) 1984-12-24 1990-10-18 Nippon Steel Corp Verfahren und vorrichtung zum waermebehandeln von schienen.
US4895605A (en) 1988-08-19 1990-01-23 Algoma Steel Corporation Method for the manufacture of hardened railroad rails
DE4003363C1 (en) 1990-02-05 1991-03-28 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Ges.M.B.H., Linz, At Hardening rails from rolling temp. - using appts. with manipulator engaging rail from exit roller table with support arms positioned pivotably on each side
US5209792A (en) * 1990-07-30 1993-05-11 Nkk Corporation High-strength, damage-resistant rail
AT399346B (de) 1992-07-15 1995-04-25 Voest Alpine Schienen Gmbh Verfahren zum w[rmebehandeln von schienen
DE4237991A1 (de) 1992-11-11 1994-05-19 Schloemann Siemag Ag Verfahren und Vorrichtung zur Abkühlung von warmgewalzten Profilen insbesondere von Schienen
AT402941B (de) 1994-07-19 1997-09-25 Voest Alpine Schienen Gmbh Verfahren und vorrichtung zur wärmebehandlung von profiliertem walzgut
AT409268B (de) * 2000-05-29 2002-07-25 Voest Alpine Schienen Gmbh & C Verfahren und einrichtung zum härten von schienen

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