KR890002074B1 - 레일의 만능 압연에 의한 생산방법 및 성형된 블랭크 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

레일의 만능 압연에 의한 생산방법 및 성형된 블랭크

제1도는 종래의 만능 압연방법에 있어서, 블루움이라고 불리우는 1차 단면의 형상(a)과, 단일 브랭크의 형상(b) 및, 빗금친 단면의 완성 래일에 관한 도로서, 완성 레일의 대칭축선을 YY', 그의 중간축선을 XX'로 나타낸것.

제2도는 본 발명에 있어서, 블루움의 형상(a)과, 1차 블랭크의 형상, 빗금친 단면의 완성 레일 및 2차 블랭크의 형상(13)을 나타낸 도.

제3도는 종래의 만능 압연방법에 있어서, 도시되지 않은 적당한 1차 단면의 블루움(a)을 브레이크 다운하여 단일 블랭크(b)를 형성하는 것을 나타낸 도.

제4도는 본 발명에 있어서, 장방형 또는 사전 성형의 도시 되지 않은 적당한 1차 단면으로 부터 1차 블랭크를 형성하기 위한 요홈(2)을 나타낸 도.

제5도는 설명을 위해서 3개부분 A, B 및 C로 세분한 1차 블랭크의 단면을 나타낸 도.

제6도는 본 발명에 따른 3종의 1차 만능 거친 패스(I 내지 III) 및 2차 블랭크(13) 형성을 위한 2차 패스(IV)의 개략도.

제7도는 종래 기술에 따른 일련의 만능 압연패스의 개략도(완성패스는 도시안됨).

제8도는 1차 블랭크에 가해진 힘과 내부에 가해진 힘을 나타낸 본 발명에 따른 1차 만능 거친 패스의 개략도.

제9도는 헤드측부상의 수직 로울의 활동부의 본 발명에 따른 형상의 개략도.

제10도는 본 발명에 다른 만능 1차 거친 패스(I 및 II)의 어택(atack:a) 위치 및 출구(S) 위치에서의 레일의 헤드 부분의 일부와, 1차 블랭크의 일부 및 상부 수평로울의 일부의 개략도.

제11도는 제6도에 도시된 본 발명의 2차 성형의 패스(IV)의 확대도.

본 발명은 철도, 천장 기중기용 레일 및 기타 유사형식의 레일의 만능 압연에 의한 제조에 관한 것이다.

프랑스특허 제1,447,939호(미국특허 제3,342,053호에 대응)에 따른 레일의 만능 압연은 2개의 과정으로 세분될 수 있다. 제1과정의 목적은 제2과정의 만능 압연에 의해 완성 레일로 변형될 1차 블랭크를 종래의 압연에 의해 형성하는 것이다. 제1과정에서의 1차 블랭크의 형성은 일반적으로 6 내지 8개의 패스에 있어서 2개의 강력 2단 브레이크 다운스탠드 상에서 이루어진다. 장방형 블루움(a)(제1도)으로 부터 형성된 단일 블랭크(b)는 소위 압연 또는 개방 요홈(c 내지 e)(제3도), 폐쇄요홈(f 내지 h) 및 개방 요홈(i)에서 점진적으로 형성된다. 더블유. 타펠씨의 정의(압연강의 이론과 실제- 펜톤 출판사, 클리브랜드, 오하이오, 1927)에 따르면, 요홈의 죠인트와 실린더 축선에 의해 형성된 각이 60°이하일때 요홈은 개방 또는 압연된다. 블랭크(b)의 형상은 빗금친 부분으로 나타낸 완성레일의 형상(제1도)과 유사하지만 실제로 그보다 크다. 완성레인의 헤드(ch)를 형성할 단일 블랭크(b)의 부분은 레일의 헤드의 트레드(tread;tr)를 형성할 환형 구역으로 종료하는 신장된 곡면 형상을 가지며, 완성 레일의 웨브(am)를 형성할 부분은 깊이 절삭되며, 완성 레일의 푸트(foot:pa)를 형성할 부분은 완성 레일의 푸트의 상응하는 경사에 근접한 형상을 갖는다.

종래 기술에 따라 출원인이 실시한 바, 550kg/m의 블루움으로 시작하는 60kg/m의 레일의 만능 압연에서, 블루움(a)으로 부터 완성 레일로의 감소율(reduction ratio)은 9.2다. 제1과정의 감소율, 즉 단일 블랭크(b)를 형성하기 위한 블루움(a)을 종래의 압연에 의해 브레이크 다운할때의 감소율은 3.7이다. 제2과정의 감소율, 즉 완성 레일의 제조하기 위한 단일 블랭크(b)를 만능 압연할때의 감소율은 2.5다. 제2과정, 즉, 공지된 공정에서, 단일 블랭크(b)는 헤드의 측부상에 팽창부가 형성되는 것을 피하기 위해 1개 만능패스에 의한 신연(spreading)이 후속 에징(edging)패스에 의해 억제되도록 2단 에징 스탠드에서의 압연과 4개 로울 사이의 만능 스탠드에서의 압연을 조합하여, 블랭크의 연속 변형중에 헤드의 곡률을 항상 유지하도록 에징과 신연 제어를 그대로 행하여서 압연된다.

종래 기술의 결점은 단일 블랭크(b)로 득해지는 형상으로 부터 발생되며, 실제로 그의 구성 질량은 완성 레일의 질량에 비례한다. 궁극적으로 헤드, 웨브 및 푸트가 될 매우 특정화된 부분을 갖고 있으므로, 단일 브랭크(b)는 실제로 부분 부분씩 점진적으로 형성될 수 있다. 이렇게 요구되는 점진성은 요홈의 수효를 배가 시키는 결점을 갖는다. 통상 2단 스탠드인 단일 브레이크 다운 스탠드의 로울 내에 필요한 모든 요홈을 배치하는 것이 일반적으로 불가능하므로, 2개의 브레이크 다운 스탠드를 설치 또는 사용할 필요가 있다. 필요한 스탠드와 그 로울은 부피가 크며 고가이다. 2개의 로울로 된 1조의 로울(또는 2대의 2단 브레이크 다운 스탠드용의 모두 4개로울)을 사용하여, 압연기에 의해서 제조되는 모든 레일 형상을 위한 단일 블랭크(b) 모두를 준비하는 것이 불가능하므로, 필요한 예비 로울은 말할 것도 없고, 상당한 로울의 저장을 포함하는 수개조의 브레이크 다운 로울 조를 갖출 필요가 있다. 그리고, 요홈의 측면의 수단에 의한 제품의 확산을 제한하는 폐쇄된 요홈내에 마련된 브레이크 다운 패스(f 내지 h)(제3도)는 요홈의 마모를 가져온다. 예를들면, 비-만능 압연기에서 형성되는 8개의 패스에 의해 성형되는 제1과정에서의 단일 블랭크(b)를 6 또는 7개의 패스(만능 또는 에징 패스)를 갖는 만능 압연에 의해 형성되는 제2과정에서의 완성 레일로 변형케하는 레일의 만능 압연의 경우, 완성 레일의 매톤당의 킬로그람으로 표시되는 로울 소비량은 제1비-만능 과정에서 단일 블랭크(b)의 성형에 대해서 0.84kg/ton으로서, 그것은 패스당 평균 0.105kg/ton이 되고, 제2만능 고정에서 0.210kg/ton으로서, 그것은 패스당 평균 0.035kg/ton이 되어 즉, 제1과정의 1/3이 된다. 패스당 평균 소비치가 각 패스에 대한 실상을 정확히 반영한다고 할 수는 없지만, 제2만능 과정의 패스당 소비가 1/3 이라는 것은 제1비-만능 과정의 결점을 명백히 나타낸다. 제2만능 과정의 패스의 낮은 마모는 이 패스가 모두 개방된 요홈에서 행해지는 사실에 기인한다. 그 형상 때문에 단일 블랭크(b)는 오로지 개방 요홈만으로는 형성 될 수 없다. 즉, 약간의 폐쇄 요홈이 필요하다.

지금까지, 블루음(a)는 잉곳(ingot)으로부터 제조되었다. 잉곳으로 부터 완성 레일까지의 전체감소 비율은 극부적 조건에 따라 변화하지만, 일반적으로 지금까지는 야금학적 이유로 요망되는 최소치 보다 상당히 크며, 만능 압연에 비해, 레일의 푸트와 헤드상의 단조 효과가 경미한 폐쇄 요홈에서 주로압연을 실시하는 종래의 방법에 의해 압연된 레일의 경우 이 최소 감소율은 20이다. 잉곳에 의한 방법은, 그보다 더욱 경제적이며 블루움(a)을 직접 제조할 수 있는 연속 주조(continuous casting)로 인하여, 사실상 점차 사용되지 않고 있다. 그러나, 연속 주조도 그 공정과, 응용 기술 및 그 작업의 경제성에 기인한 결점을 갖고 있다. 설비 투자비와 작업비를 감소시키기 위하여 소정의 절충을 행하여야 하는 것이 레일 제조에 관한한 치명적인 결점의 원인이 된다. 연속 주로 공정은 제한된 수효의 블루움 치수만을 제공할 뿐이다. 일반적으로 잉곳으로부터 제조되는 블루움의 경우 그의 응고 구조가 블루움 압연기에서의 조기 압연에 의해 상당히 변환되지만, 이와 대조적으로 연속 주조 블루움은 그의 응고 구조를 변화시키지 않은 채로 레일 압연기에 도달한다. 잉곳의 방법에 의해 제조된 금속으로 부터 형성된 레일에서 완성 레일 단면에 대한 잉곳 단면의 전체 감소율은 일반적으로 70 내지 80으로 알려져 있으나, 연속 주조에 의해 생산된 블루움으로부터 압연된 레일의 경우 전체 감소율을 일반적으로 약 15다. 연속 주조의 경제성과 자체의 야금학적 특성을 최대로 활용한다 하더라도 전체 감소율은 15 이상으로 높이기는 거의 불가능하다. 더우기 전체 감소율은 사용되는 레일의 압연방법과는 무관하므로, 그 값을 증가시키는 것은 불가능하다. 그에따라, 가압(draft)의 질, 특히 레일의 헤드와 푸트에 가해지는 가압의 질에 의해 감소율을 보상하는 것을 생각할 수 있다.

비-만능 압연은 푸트와 헤드를 형성할 부분상에 가해지는 가압의 질에 있어서 어떠한 개량도 허용하지 않는다. 종래기술에서 직접가압을 수반하는 제2과정 즉, 만능 과정 중 가해진 약 2.5의 감소율을 갖는 만능 압연을 레일의 모든 부분, 특히 푸트와 헤드의 단조의 질을 이미 어느정도 개량한다. 만능레일 압연의 경우 직접 가압으로 형성된 감소율의 일부를 증가시키는 것이 바람직하지만, 종래기술의 방법에서는 그것이 불가능했다. 그 이유는 직접 가압에 의한 압연이 가장 요구되는 레일의 부분, 즉 헤드와 푸트에, 주로 간접 가압을 작용하는 폐쇄 요홈(f 내지 h)(제3도)를 필요로 하는 단일 블랭크(b)의 형상 때문이다. 레일의 만능 압연의 제2과정에서 직접 가압에 의해 감소율의 일부가 증가되는 단일 블랭크(b)의 부분을 증가시킨다 하더라도, 현재의 연속 주조 기술에서는 응고에 관한 야금학적 이유로 어떤 한도 이상으로 증가될 수 없는 블루움(a)의 부분의 증가를 초래하므로, 아무런 현저한 개량을 가져오지 않는다. 한편, 제2과정의 만능 압연시의 직접 가압에 의해서만 득해지는 15의 전체 감소율을 갖는 완성 레일로 변형될 수 있는 부분의 단일 블랭크(b)를 직접 생산하는 것이 연속 주조에 의해서는 불가능하다.

본 발명의 목적은 단일 블랭크(b)의 형상으로부터 유발하는 결점의 전부 또는 일부를 해소시키기 위해, -한편으로는 제1비-만능 과정에서의 요홈의 수효를 감소시키며 다른 한편으로는 폐쇄 요홈의 사용을 완전히 제거하도록, 잉곳 또는 연속 주조로부터 득해지는 블루움(b)으로부터 시작하며, 제조된 레일의 질을 강한 단조에 의해 개량하고, 연속주로의 경우에는 오로지 직접 압력에 의해 가해진 개량된 질의 가압에 의해, 감소된 전체 감소율을 보상하도록, 압연 공정의 시작부터 종료까지 직접 가압에 의해 금속을 압연하며, -헤드와 푸트와 같은 레일의 일부분 상에 가해진 가압의 질을 개량시키기 위해, 전체 감소율에서 만능 압연에 의해 실시되는 부분을 증가시키며, -그중 하나의 연속 주조에 의한 직접 제조와 그 결과로서 만능 압연에 의한 전체 압연을 허용하며, -제1비 만능 과정에 필요한 스탠드의 수효을 감소시키거나 완전히 없앨 수 있고, -가이드, 테클 및 로울에 있어서 경제성이 있는 만능 압연용 레일 블랭크를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 잉곳으로 부터 또는 연속 주조에 의해 생산된 블루움을, 브레이크 다운함으로서 득해지거나 또는 연속 주조에 의해 직접 제조되는 1차 블랭크를 제공하는 것으로서, 상기 1차 블랭크는, -곡면부에 의해 인접면이 결합되는 평면들을 가지며, -완성 레일의 대칭면 이기도한 종방향면에 대해 대칭이며, -설명 목적 및 기능상 하기의 3개부분 즉, 2개면은 대칭면에 평행하고, 1개면은 대칭면에 수직하며, 다른 2개면을 보유하는 면은 등각도로 대칭면을 교차하는 5개면을 갖는 제1다각형 부분·제1부분에 접속되며, 대칭면에 평행하고 제1만능 패스로 진입할시 1차 블랭크의 안내를 용이하도록 하는 종방향의 요부로된 2개면을 갖는 장방형 단면의 제2부분·제2부분에 접속되며, 1개면은 대칭면에 수직이고 다른 2개면을 포함하는 면은 등각도로 대칭면을 교차하는 3개면을 갖는 사다리꼴 단면인 제3부분으로 세분되는 T자형 단면을 가지며, -일단부로 부터 타단부로 단면의 두께가 항상 동일하게 변화하는, 즉 시작하는 단부에 따라서 증가 또는 감소하는 특징을 갖는다.

본 발명은 또한 위에서 정의한 것과 같은 1차 블랭크를 제조하기 위해, 이미 사전 성형되거나 장방형인 블루움을 개방 요홈에서 1차 성형하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 1차 블랭크를 추가압연 즉, 어떠한 에징 패스도 없이 1 이상의 패스로 강한 수축과 높은 신장을 갖고 1차 블랭크를 1차 만능 거친 압연하는 것에 관한 것으로서, 특정 형상을 갖는 수직 로울러에 의해 1차 블랭크의 제3부분의 자유 단부면을 둥글게하고, 제3부분의 다른 두면을 둥글게 하도록 팽창부를 조장하면서, 블랭크의 제1부분 및 제3부분을 강하고 깊게 단조하여 금속의 응고 구조를 분쇄 및 파괴하기 위해 상기 제1부분 및 제3부분을 1차 블랭크 부분의 대칭 축선 방향으로 가공하는 것이다.

헤드축 상의 수직 로울의 작동부에 주어진 형상은 1개(또는 1개이상)의 만곡형으로 형성하는 것이 효과적이다.

상기 만곡형은 요홈의 외측 단부의 반경 이하의 수직 로울의 요홈 깊이와 요홈의 평탄한 저부 이하의 요홈이 절반높이로 내접된 동등한 저항의 고체의 포물면체의 일방 및 타방의 분기에 각기 상응하게 되어 있다.

본 발명의 방법에 이어서, 2차 블랭크를 개방 요홈에서 1 이상의 패스로 2차 성형하여, 헤드의 트레드면과 푸트의 하측부를 제외한 압연 형상의 모든 부분에 대하여 상당한 수축을 가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 1차 만능 거친 압연으로 부터 수득되는 바아로부터 형성된 2차 블랭크를 생산하기 위한 것이며, 이 경우 2차 블랭크의 질량은 실제로 완성 레일의 질량에 상응하며, 종래 기술 상태에서의 단일 블랭크(b)와는 하기의 점에 있어서 상이하다.

헤드의 측면(flank) 이 상부 퍼싱(fishing) 경사와 결합하는 볼록 부분, 헤드의 오목한 측면, 평탄한 형태의 트레드면 및, 완성 레일의 단면에 근접된 단면.

2차 성형을 갖는 과정의 다음에는 2차 블랭크에 대한 종래의 만능 압연이 이어지며, 따라서 하기의 과정으로 구성된 개량된 만능 레일 압연 과정이 제공된다.

블루움이 이미 사전 성형되거나 장방형 단면일시, 1차 블랭크를 성형하는 1차 과정, 1차 블랭크의 1차 만능 거친 압연의 과정, 2차 블랭크를 성형하는 2차 과정 및, 2차 블랭크를 종래 기술에 따라 만능 방법에 의해 압연하여, 완성 레일을 생산하는 과정.

본 발명의 특징은 채택된 실시예의 하기 서술로부터 더욱 잘 이해될 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 다른 1차 블랭크(1)(제2 및 제5도)는 만곡 부분에 의해 연결된 1개의 평면만을 갖는다. 그것은 T자를 횡으로 한 형성으로 기능 및 설명상 A, B 및 C로 표시된 3개 부분으로 이론적으로 세분될 수 있다. "T"의 짧은 가지에 상응하는 부분(A)은 다각형 단면을 갖는다. 그것은 가공 레일의 푸드(pa)의 형상을 예시한다. "T"의 가지는 상기 부분(A)에 인접하는 대략 장방형 단면의 중앙부분(B)과 상기 부분(B)에 인접하며 그 자유 축부상에서 베벨 가공된 사다리꼴 단면의 부분(C)으로 세분될 수 있다. 1차 블랭크(1)의 형상은 1차 블랭크(1)의 단면 상의 교선(YY')으로 나타낸 수평면에 대해 대칭이다. 이후 각기 평면과 대칭축(YY')으로 불리우는 평면과 그 교선(YY')은 마찬가지로 불루움(a)과 완성 레인의 평면과 대칭축이다. 1차 블랭크(1)의 부분(A)는 단지 약간 사전 성형된 것이다. 그것은 5개 평면을 갖는다. 2개면은 대칭축(YY⁰)에 평행이고, 1개면은 수직이다. 다른 2개면을 보유하는 평면은 동일선상에서 교차한다. 사전 성형되지 않는 부분(B)은 가급적 평면(YY')에 평행인 2개면을 갖는다. 종래의 단일 블랭크(b)의 상응하는 부분과 비교하면, 부분(B)의 두께는 블루움(a)의 두께와 약간 상이하며 부분(A)의 두께보다 작다.

부분(C)은 가급적 평면(YY')에 수직인 평면과 부분(C)의 자유 단부상에서 평면(YY')의 동일선상에서 합치되는 것들을 포함하는 면을 갖는 2개의 경사진 평면을 갖는다. 그렇게 되므로서, 2개 부분의 내면에서 부분(B)의 것과 동일한 부분(C)의 두께는 부분(C)의 자유 단부 방향으로 일정한 각도로 감소된다. 1차 블랭크(1)에 부여된 형상은 연속 만능 압연시 금속유동과 관련된 속박과 양립할 수 있는 장방형 형상과 가능한한 근사한다. 종래 기술의 단일 블랭크(b)와 대조적으로 본 발명의 1차 블랭크(1)의 경우 1단부로부터 타단부까지의 두께 변화는 항상 동일하다.

1차 블랭크(1)는 사전 성형된 블루움 또는 도시하지 않은 적당한 1차 단면(a)으로 부터 제4도와 같이 본 발명의 개방 요홈(2)에서 형성된다. 블루움(a)은 잉곳으로 부터 또는 연속 주조에 의해 직접 수득할 수 있다. 1차 블랭크(1)의 상당한 이점 중의 하나는 1차 블랭크(1)(제4도)의 1차 성형과 단일 블랭크(b)(제3도)의 성형을 비교하면 명백해진다. 적당한 단면의 동일한 블루움으로 부터 시작하여, 단일 요홈은 본 발명에 따른 1차 블랭크(1)를 형성하기에 충분한 반면, 종래 기술의 단일 블랭크(b)를 형성하기 위해서는 6 내지 8개의 요홈이 필요하다. 따라서 1차 블랭크(1)는 그중 3개의 심한 마모를 받는 폐쇄 요홈인 6개의 요홈을 억제할 수 있다. 이 요홈 수효의 감소는 레일 압연기의 설비투자와 제조비상에 상당한 효과를 준다.

요홈 수효의 감소와, 요홈(f,g 및 h)(제3도)과 같은 심한 마모를 받는 폐쇄 요홈의 제거는, 제조된 레일 톤당의 로울 소비량의 상당한 감소를 가져온다. 요홈(f 내지 h)의 수명보다 긴 요홈(2)의 수명은 보다 장기간 동안 압연 공정을 수행할 수 있게 하며 로울의 수명을 증가 시킨다. 증가된 로울 수명에 의하여 로울 재고 필요량의 감소가 가능하다. 재고 감소는 압연기에 의해 제조된 모든 종류의 레일 형상을 제조하는데 필요한 1차 블랭크(1)의 1차 성형을 위한 다수의 요홈 또는 요홈(2)까지도 1조의 로울(또는 경우에 따라서는 2조의 로울)에 수용시킴으로써 최대로 이용하는 것이 가능하다. 2개의 2단 브레이크 다운 스탠드를 갖는 만능 레일 압연기 상에서 아주 드물게 단지 단일 레일 윤곽의 단일 블랭크(b)를 형성할 수 있을때 본 발명은 로울의 배럴 길이에 따라서 만능 레일 압연기의 모든 레일 형상 제조 범위에 대해 1차 블랭크(1)의 주요부 또는 전체를 형성하기 위한 다수의 요홈(2)의 장치를 허용할 수 있다. 또한, 1차 블루움의 크기를 감소시키기 위해 요홈을 구비한 경우 레일 압연기는 임의 단면의 1차 블루움으로 공급될 수도 있으며, 특히 다수의 레일 윤곽에 대해서도 동일 할 수 있고, 그것은 제조상의 방법(잉곳방법 또는 연속주조)를 최대로 사용할 수 있는 상당한 이점이 된다. 제조비 때문에 1차 블랭크(1)을 형성하기 위한 단일 2단 스탠드 만을 사용할 수도 있다. 브레이크 다운 스탠드와 같이 비싸지 않는 이 단일 2단 스탠드는 예를들어 제1만능 스탠드의 상류에 배치된 레일 압연기의 만능 부분의 에징 스탠드일 수 있다.

신규 압연기의 경우, 필요한 설비 투자는 스탠드와 그 부수물(모우터, 로울러 테이블, 필요한 공간 등)의 생략에 의해 상당히 감소된다. 1차 블랭크(1)에 의해 제공된 가능성으로 부터 최대의 경제적 이점을 유도하기 위한 해결책의 명시된 소정의 실예가 충분히 보여 주므로, 가능한 경우를 모두 열거할 필요는 없다. 1차 블랭크(1)에 의한 야금학적인 이점도 언급할 가치가 있다고 본다. 즉, 본 발명은 직접 가압만으로 금속을 압연하는 것이 가능하지만, 종래의 단일 브랭크(b)의 경우는 그렇지 않았다. 잉곳으로부터 금속이 제조되며 전체 감소율이 변화되지 않기 때문에, 1차 블랭크(1)는 압연이 전부 직접가압에 의해 수행되므로 단조 효과가 개량된다. 또한, 제2도와 같이, 1차 블랭크(1)의 높이(3)가 블루움(a)의 최대 치수(4) 보다 크므로, 레일의 헤드와 푸트가될 부분의 연속 가압은 종래의 것보다 강하다. 제2도에서 보는 바와 같이, 1차 블랭크(1)의 수평 빗금친 부분(5 및 6)은 블루움(a)의 형상 내에 완전히 포함되는 종래의 단일 블랭크(b)와 대조적으로 불루움(a)의 형상밖으로 신장한다. 1차 블랭크(1)는 연속 주조 블루움으로 전체 감소율이 적을때 감소될 전체 감소율이 1차 성형에서 우선 직접가압에 의해서 그리고 1차 만능 거친 압연 및 본 발명의 2차 성형 상태에서 그 후 최종적으로 종래의 만능 압연에서 보다 강하고 깊게 단조되는 금속의 가압의 질에 의해 보상될 수 있다.

성형에 필요한 패스 수의 감소와 1차 블랭크(1)의 단단하고 콤팩트한 형상으로 인해 열 손실이 감소된다. 온도는 더욱 균일화되며 1차 블랭크의 각 부분은 고온 상태를 오래 유지한다. 1차 블랭크(1)를 그 입구에서 제1만능 패스내로 안내를 용이하게 하기 위해서 1차 블랭크(1)의 제2부분(B)의 각 면상에 종방향의 완만한 요부를 부여할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 종래의 만능 레일 압연 공정의 제2과정의 구성을 또한 개량 시킨다. 제1개량은 1차 만능 거친 압연에 관한 것이며, 제2개량은 제1개량과 종래의 공정사이에 삽입된, 만능 레일 압연에서의 신규 형식의 2차 성형을 위한 비-만능 개방 패스에 관한 것이다. 제3개량을 종래 기술에 따른 만능 레일 압연을 위한, 2차 블랭크로 지칭되는 신규 형태의 블랭크에 관한 것이다. 종래의 만능 레일 압연 공정의 제2과정의 개량은 에징 패스 없이 만능 패스에 의해서만 수행되는 1차 만능 거친 압연이다. 이것은 만능 패스가 애징 패스와 번갈아 되는 종래 기술과 다른 점이다.

제6도는 본 발명에 따른 일련의 3종류의 1차 만능 거친 패스를 도시한다. 동일면으로 작동하는 수평로울(7 및 8)과 수직 로울(9 및 10) 사이의 만능 패스는 I 내지 III으로 번호가 부여되며 그 순서는 화살표로 나타낸다. 패스에 들어가는 바아의 형상은 점선으로 도시된다. 패스에 의해 득해진 바아는 실선으로 도시되고 그 단면은 빗금쳐 있다. 본 발명의 패스(I) 후 헤드의 각 측부에 생긴 팽창부(E1)는 다음 패스에 의해 가압되지 않는다. 반대로, 그것에는 본 발명의 패스(II)에서 추가적인 팽창부(E2)가 부가된다. 또한 본 발명의 패스(III)의 팽창부 팽창부(E3)가 팽창부(E1)와 (E2)에 추가된다. 비교를 위해, 제7도에는 종래 기술의 만능 및 비-만능 혼합 거친 압연이 도시되어 있으며, 이것은 일련의 3종류의 종래기술의 만능 패스(패스 I', III' 및 V')로 이루어지며, 이들 각 만능 패스 다음으로는 1-만능 에징 패스(패스 II', IV' 및 VI')가 이어진다. 각 만능 패스 후의 헤드 측부상의 팽창부는 그 다음에 이어지는 에징 패스에 의해 가압된다. 점선 및 실선과 빗금은 제6도와 동일한 의미를 갖는다. 종래 기술의 패스(I')에 의해 형성된 팽창부(E'1)는 그 다음에 이어지는 패스(II')에 의해 가압된다. 본 발명의 1차 만능 거친 압연의 원리중의 하나는, 레일의 헤드와 푸트를 각각 형성할 1차 블랭크(1)의 부분(A 및 C)에서 축선(YY')(제2도 및 제5도)에 따른 직접 가압에 의해, 금속의 최대 축소를 확실하게 하는 것이다. 따라서 레일의 트랙에 있을때, 트랙에서 가장 심한 손상을 받게되는 형상의 축선을 따라 가해진 강한 축소를 수반한 직접가압에 의해 헤드와 푸트는 보다 잘 단조될 것이다.

레일의 웨브는 축선(XX')에 따른 직접 가압에 의해 형성된다. 제8도는 1차 만능 거친 압연의 패스로부터 유출되는 바아의 단면을 도시한다. 바아의 단면은 설명을 위해 1차 블랭크(1)의 부분(A,B 및 C)을 원형으로 하며, 각각 완성 레일의 푸트, 웨브 및 헤드를 형성하는 부분(A',B' 및 C')으로 세분된다. 수직 및 수평로울에 의해 바아 상에 작용하는 힘들은 바아의 푸트, 웨브 및 헤드부에 가해질때 각각 Fp, Fa 및 Fc로 표시된다. 본 발명에 따라서 본 발명의 패스(1)(제6도) 중 실제로 바아의 웨브의 폭이 될 폭을 1차 블랭크의 부분(B)에 준다. 본 발명에 따라서, 축선(XX')에 따른 힘(Fa)(제8도)에 의해 작용하는 직접 가압에 의한 웨브의 형성은 웨브의 넓힘, 즉 부분(B')의 넓힘 없이 행해진다. 부분(A' 및 C')과 부분(B')의 공유 면에서 축선(XX')에 따른 힘(Fa)에 의해 작용하는 직접 가압에 의한 웨브의 형성은 힘(Fi)을 생성하며, 수평로울의 요부 외측부분(C')에서 힘(Fc 및 Fp)의 효과에 대항하는 금속유동을 생성한다. 또 수평로울의 측부는 헤드상에 힘(F'C)과 푸트상에 힘)(F'p)을 작용한다. 1차 블랭크(1)의 부분(C) 특히, 헤드의 측부(fc)와 트레드(tr) 및 그들을 연결하는 표면의 형성은 헤드 측부상에 배치된 수직 로울(10)의 작동부에 부여되는 신규의 형상에 의해 실시된다. 헤드 측부상의 수직 로울(10)의 작동부에 수직 로울(10)에 의해 1차 블랭크(1)의 어택(poa1, poa2, poa3)(제10도)의 연속점으로 부터 시작하여 헤드 측부의 팽창부(E1,E2,E3)(제6도)를 진전시키도록 만곡부를 준다.

따라서 헤드측부상의 수직 로울(10)의 작동부의 만곡부는 금속의 소성유동(plastic flow)을 가능케하는 단수 또는 복수개의 다항 형상에 의해 정해지는 만곡형성(P1 및 P2 P3 P4 P5 P6)을 갖는다(제9도). 1실시예에서, 상기 만곡 형상은 요홈의 외측 연부의 반경(R) 이하인 수직 로울(10)의 요홈의 깊이(pr)와 수직로울(10)의 평탄저부(p3 p4) 이하인 요홈의 절반높이(

)로 내접된 동일 저항을 갖는 고체 포물면체의 브랜지(P2 P3)에 상응하도록 되어 있다.

수직로울(10)의 형상은 축선(YY')에 대해 대칭이며 상기 설명은 나머지 절반의 형상(즉 P3 P4 P5 P6)에도 동일하게 적용된다. 제10도는 패스(I) 중 수직 로울(10)과 1차 블랭크(1)의 부분(C)을 도시하며, poa1은 1차 블랭크(1)상의 로울(10)의 어택점이고, poa2은 로울(10)이 헤드의 측부(fc)로 부터 분리하는 출구점이다. 패스(II)에 있어서는 점(poa2)이 어택점이 되고, poa3는 분리점이 된다. 수평로울(7)의 위치도 또한 표시된다. 본 발명의 다른 목적은 연결 표면상의 예리한 리지(ridge)의 형상을 방지하는 것이다. 1차 만능 거친 압연의 최종 패스로부터 나오는 레일은 그 작동부 만이 도시된 2개의 수평 로울, 즉 상부 로울(11)과 하부 로울(12)(제6도 패스 IV) 사이에서 압연된다. 본 발명의 패스(IV)는 종래 기술(제7도)의 패스(II', IV', 및 VI')와 같은 에징 패스가 아니다. 여기서 레일은 평면(YY')에 수직하게 직접 가압에 의해 레일의 단면을 통하여 강한 축소로 압연되므로, 선행의 만능 패스(I, II 및 III)에서 압연되지 않은 자유부분 즉, 헤드의 측부(fc), 푸트의 주변 단부(ep), 그리고 상부 피싱경사(pes)와 하부 피싱 경사(pei)와 같은 자유 부분(제11도)과 그 연결 부분은 강한 단조 작용을 받게 된다.

이 단계에서, 패스(IV)에서 득해진 형상은 푸트와 헤드부분의 두 절반부의 균형면(YY')에 대해 대칭되는 양호한 특성를 즉, 프랑스특허 제1,447,939호에 따른 종래 기술의 만능 압연 작업에 있어 형성된 일반 형상을 갖게된다. 이렇게 형성된 본 발명의 이 2차 블랭크(13)(제11도)는 상부 피싱 경사(pes)와 헤드의 축부(fc) 사이에 위치하는 블록부분(14)과 헤드 측부의 오목 형상(15)을 특징으로 한다.

이 블록부분과 오목 형상은 에징 패스(II', IV' 및 VI')의 작용에 의해 유지 및 감소되며 완성 패스 중 헤드 외측부, 상부 피싱 경사 및 그 연결 방경상의 완성 레일의 형상의 정확한 성형을 가능케 하는 금속의 저장조(a reserve of metal)를 구성한다.

Claims (9)

1. 사전 성형되었거나 장방형 단면을 갖는 블루움으로 부터 형성되는 1차 블랭크에 있어서, (가) 곡면부에 의해 인접면이 결합되는 평면을 가지며, (나) 3종류의 상이한 부분(A,B 및 C) 즉, (ㄱ) 2개면은 대칭면(YY')에 평행하고, 1개면은 대칭면에 수직하며, 다른 2개면은 대칭면의 동일 선상에서 교차면에 수직하며, 다른 2개면은 대칭면의 동일 선상에서 교차하는 5개면을 갖는 다각형 단면의 제1부분(A)과, (ㄴ) 제1부분(A)에 접속되며, 대칭면에 평행하는 2개의 평면을 갖는 장방형 단면의 제2부분(B) 및 (ㄷ) 제2부분(B)에 접속되며, 1개면은 대칭면에 수직하며, 다른 2개면을 포함하는 면은 자체의 자유 단부를 향해 대칭면의 동일선상에서 교차하는 3개면을 갖는 제3부분(C)을 갖는 T 자형 단면을 가지며, (다) 그 형상이 그의 최대 치수부를 통과하는 종 방향 평면(YY')에 대하여 대칭이며, (라) 일단부로 부터 타단부까지의 단면의 두께변화가 항상 동일한 것을 특징으로 하는 1차 블랭크.
2. 제1항에 있어서, 제2부분(B)이 그의 각 면상의 제1만능 패스내의 안내를 확실히 하기 위한 종방향 요홈을 갖는 것을 특징으로 하는 1차 블랭크.
3. (가) 잉곳 방법으로 부터 또는 연속 주조에 의해 생산된 통상 장방형 단면의 블루움을 성형하는 단계와, (나) 블루움을 오직 개방 요홈에서 압연하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 제1항의 1차 블랭크를 성형하는 방법.
4. (가) 2개의 수평로울(7,8)이 제2부분(B)의 두면 사이의 거리를 감소시키고 2개의 수직 로울(9,10)이 제1 및 제2부분(A 및 C)의 수직면에 직접가압을 작용시키도록 하여, 금속이 제2부분(B)으로부터 제1 및 제3부분(A 및 C)을 향해 또한, 제1 및 제3부분의 수직면으로 부터 이들 부분의 중앙부를 향해 각각 내부 이동 토록하여 금속의 내부 응고 구조를 브레이크다운 시키고, 제3부분의 수렴면의 대칭면으로 부터 멀어지도록, 어떠한 에징 패스도 없이 2개의 수직 로울과 2개의 수평로울 사이의 만능 패스로 1차 블랭크(1)를 압연하는 단계와, (나)이 블랭크를 제2개방 요홈으로 통과시켜, 2차 블랭크(13)를 성형하는 단계 및, (다) 이어서, 2차 블랭크(13)를 만능 압연시켜, 완성 레일을 생산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 제1항의 1차 블랭크(1)를 이용하여 레일을 얻기 위한 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 수직 로울(10)의 요홈 또는 작동부의 만곡부가 금속의 소성 유동을 가능케하는 다항 형상에 의해 한정되는 곡률로 주어지는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 다항형상이 수직 로울(10)의 요홈의 폭(H)과 깊이(pr)의 함수로서 한정되는 포물면체의 브랜치(P1,P2,P3,P4)에 상응하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 수직 로울(10)의 요홈의 형상이 그 중앙부에 직선부(P3,P4)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제4항에 있어서, 2차 블랭크의 성형이 평탄한 트레드 표면(tr), 헤드의 오목 측부(15) 및 상부 피싱 경사(pes)에의 헤드 측부(fc)의 결합부에 블록부분(14)을 만들도록 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 모든 패스가 개방패스인 것을 특징으로 하는 방법.

Images