PL197258B1 - Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, i urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn - Google Patents

Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, i urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn

Info

Publication number
PL197258B1
PL197258B1 PL347667A PL34766701A PL197258B1 PL 197258 B1 PL197258 B1 PL 197258B1 PL 347667 A PL347667 A PL 347667A PL 34766701 A PL34766701 A PL 34766701A PL 197258 B1 PL197258 B1 PL 197258B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rail
cooling
elements
positioning
rails
Prior art date
Application number
PL347667A
Other languages
English (en)
Other versions
PL347667A1 (en
Inventor
Norbert Köck
Peter Pointner
Original Assignee
Voestalpine Schienen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=3683291&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL197258(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Voestalpine Schienen Gmbh filed Critical Voestalpine Schienen Gmbh
Publication of PL347667A1 publication Critical patent/PL347667A1/xx
Publication of PL197258B1 publication Critical patent/PL197258B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • C21D9/06Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails with diminished tendency to become wavy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/63Quenching devices for bath quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/667Quenching devices for spray quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/02Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001Austenite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article
    • C21D2221/01End parts (e.g. leading, trailing end)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article
    • C21D2221/02Edge parts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

10. Urz adzenie do hartowania szyn i/lub g lów- ki szyn w drodze wzmocnionego ch lodzenia z przemian a struktury z austenitycznej w zadan a mikrostruktur e, stabiln a w temperaturze pokojo- wej, sk ladaj ace si e w zasadzie z podpory dla szyn i urz adzenia ch lodz acego, znamienne tym, ze podpora dla szyn ma posta c konstrukcji no snej (2), o odpowiadaj acym szynie (1) wymia- rze wzd lu znym wi ekszym od 50 m, ze skrzynko- wymi elementami kszta ltowymi (21, 22) i o wyso- kim wska zniku wytrzyma lo sci na zginanie, oraz w co najmniej trzech po lo zeniach wzd lu z szyny jest zaopatrzona w elementy (3, 3') ustalaj ace po lo zenie i w roz laczne elementy zaciskowe (4, 4') do ustalania po lo zenia szyny (1), przy czym elementy (3, 3') ustalaj ace po lo zenie posia- daj a powierzchnie przylegania (31, 31') dla po- wierzchni skierowanych ku g lówce szyny, a roz- laczne elementy zaciskowe (4, 4') posiadaj a po- wierzchnie przylegania (41, 41') dla przeciwle- g lych powierzchni stopy szyny. PL PL PL PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197258 (13) B1 (21) Numer zgłoszema: 347667 (51 ) Int.Cl.
C21D 9/04 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 22.05.2001
Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, i urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn
(30) Pierwszeństwo: 29.05.2000,AT,939/2000 (73) Uprawniony z patentu: voestalpine Schienen GmbH,Leoben,AT
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 03.12.2001 BUP 25/01 (72) Twórca(y) wynalazku: Norbert Kóck,St.Peter-Freienstein,AT Peter Pointner,Leoben,AT
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2008 WUP 03/08 (74) Pełnomocnik: Niewieczerzał Jan, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.
(57) 10. Urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn w drodze wzmocnionego chłodzenia z przemianą struktury z austenitycznej w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej, składające się w zasadzie z podpory dla szyn i urządzenia chłodzącego, znamienne tym, że podpora dla szyn ma postać konstrukcji nośnej (2), o odpowiadającym szynie (1) wymiarze wzdłużnym większym od 50 m, ze skrzynkowymi elementami kształtowymi (21, 22) i o wysokim wskaźniku wytrzymałości na zginanie, oraz w co najmniej trzech położeniach wzdłuż szyny jest zaopatrzona w elementy (3, 3') ustalające położenie i w rozłączne elementy zaciskowe (4, 4') do ustalania położenia szyny (1), przy czym elementy (3, 3') ustalające położenie posiadają powierzchnie przylegania (31, 31') dla powierzchni skierowanych ku główce szyny, a rozłączne elementy zaciskowe (4, 4') posiadają powierzchnie przylegania (41, 41') dla przeciwległych powierzchni stopy szyny.
PL 197 258 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, w drodze wzmocnionego chłodzenia z przemianą struktury z austenitycznej w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej. Ponadto przedmiotem wynalazku jest urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn w drodze wzmocnionego chłodzenia z przemianą struktury z austenitycznej w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej, składające się w zasadzie z podpory dla szyn i urządzenia chłodzącego.
Dla ruchu kolejowego o zwiększonych obciążeniach osi, i również zwiększającym się natężeniu ruchu, szyny powinny z jednej strony mieć wysoką odporność na ścieranie w obszarze powierzchni jezdnej, z drugiej zaś, z uwagi na naprężenia zginające w torze, mieć wysoką wytrzymałość na rozrywanie.
Znane jest rozwiązanie polegające na utwardzaniu szyny i/lub główki szyny w drodze cieplnego ulepszania materiału lub za pomocą przemiany struktury z austenitycznej w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej, przy co najmniej czasowo wzmocnionym chłodzeniu. Rozwiązanie to jest przedstawione w europejskich opisach patentowych nr EP 186372 B, EP-358362 A1, w austriackim opisie patentowym nr AT 402941 B i w międzynarodowej publikacji patentowej nr WO 94/02652.
Chłodzenie można przeprowadzać poprzez poddawanie co najmniej części powierzchni szyn działaniu czynnika chłodzącego, w ramach tak zwanego chłodzenia natryskowego lub chłodzenia mgłą, lub poprzez co najmniej częściowe zanurzenie szyny w kąpieli chłodzącej, przy czym do stanu techniki należy zaliczyć również wykorzystanie ciepła z procesu walcowania.
Patent amerykański nr US 368 132 dotyczy sposobu wytwarzania szyn kolejowych o podwyższonej wytrzymałości i odporności na obciążenia dynamiczne poprzez chłodzenie po walcowaniu. Szyna podczas chłodzenia jest unieruchomiona za pomocą szczęk chwytakowych.
Zależnie od zastosowanej metody chłodzenia, znane są urządzenia przepływowe, z austriackiego opisu patentowego nr AT 323224 B i europejskiego opisu patentowego nr EP 186373 B1, instalacje ruchome z chłodnią, z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4237991 A1, i urządzenia zanurzeniowe, z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4003363 C1 i z austriackiego opisu patentowego nr AT 402941 B, do wzmocnionego chłodzenia szyn lub części szyn. Przy użyciu stopów o odpowiednim składzie chemicznym, we wszystkich urządzeniach można wytwarzać szyny o podwyższonej twardości i odporności na ścieranie, w obszarze jezdnej powierzchni główki szyny, oraz wystarczającej wytrzymałości na rozrywanie.
Istotną wadą znanych metod hartowania oraz urządzeń do chłodzenia szyn jest możliwość powstania niejednorodnego rozkładu struktury na przekroju, w zależności od długości szyny. Innymi słowy, jeżeli udział powierzchniowy danej struktury po ulepszaniu i/lub położenie różnych struktur na przekroju szyny nie są równe na długości szyny, wówczas ma to w coraz większym stopniu niekorzystny wpływ na jakość szyny. Mimo dokładnego utrzymywania parametrów sposobu i precyzyjnej regulacji urządzeń chłodzących mogą występować nieoczekiwane różnice w jakości szyn, przy czym przy wyjątkowo skomplikowanej kontroli jakości dotyczy to również pojedynczych szyn, nie spełniających wymogów jakościowych.
Celem wynalazku jest zaproponowanie sposobu opisanego na wstępie rodzaju, za pomocą którego osiągany będzie stały, na całej długości, rozkład struktury na przekroju szyny i zapewniona będzie wysoka jakość szyn. Kolejnym celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urządzenia, za pomocą którego zachowywana będzie stała lokalna intensywność chłodzenia obszarów powierzchni przekroju na długości szyny.
Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, w drodze wzmocnionego chłodzenia z przemianą struktury austenitycznej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że szynę o długości większej niż 50 m w stanie struktury austenitycznej prostuje się, ustawia w pozycji poziomej i mocuje się współosiowo w co najmniej trzech położeniach wzdłuż szyny, w obszarze podstawy i przeciwległej do niej w kierunku do główki szyny powierzchni stopy szyny, zabezpieczając ją przed zginaniem, po czym przy zachowaniu zamocowania, względnie zabezpieczenia przed zginaniem, główkę szyny chłodzi się od temperatury leżącej powyżej temperatury A3 dla stopu, z co najmniej częściowym wzmocnieniem chłodzenia, i pozwala się strukturze austenitycznej przemienić się w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej, i na całej długości szyny wytwarza się stały rozkład struktury w przekroju szyny, przy czym elementy ustalające położenie posiadają powierzchnie przylegania dla powierzchni
PL 197 258 B1 skierowanych ku główce szyny, a rozłączne elementy zaciskowe posiadają powierzchnie przylegania dla przeciwległych powierzchni stopy szyny.
Korzystnie, prostowanie, ustalanie położenia i współosiowe mocowanie szyny przeprowadza się bezpośrednio po ostatnim etapie obróbki plastycznej, z wykorzystaniem ciepła walcowania.
Korzystnie, szynę mocuje się w pozycji stojącej, przy czym główkę szyny kieruje się ku górze.
Korzystnie, szynę mocuje się w pozycji wiszącej, przy czym główkę szyny kieruje się w dół.
Korzystnie, szynie odbiera się ciepło w drodze chłodzenia natryskowego, przy czym patrząc w kierunku wzdłużnym, w obszarach powierzchni przekroju symetrycznych względem pionowej osi szyny stosuje się jednakowe intensywności chłodzenia.
Korzystnie, szynie odbiera się ciepło w drodze zanurzenia w cieczy chłodzącej.
Korzystnie, chłodzenie szyny prowadzi się w sposób przerywany czasowo i/lub miejscowo, w odniesieniu do jednego obszaru powierzchni przekroju.
Korzystnie, szynę po wzmocnionym chłodzeniu odpręża się, wytrzymując ją w podwyższonej temperaturze, i ewentualnie po utrzymaniu w podwyższonej temperaturze pozostawia się ją do ochłodzenia do temperatury pokojowej w nieruchomym powietrzu.
Korzystnie, sposób według wynalazku stosuje się do wzmocnionego chłodzenia lub hartowania szyn o długości powyżej 90 m.
Urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn w drodze wzmocnionego chłodzenia z przemianą struktury z austenitycznej w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej, składające się w zasadzie z podpory dla szyn i urządzenia chłodzącego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że podpora dla szyn ma postać konstrukcji nośnej, o odpowiadającym szynie wymiarze wzdłużnym większym od 50 m, ze skrzynkowymi elementami kształtowymi i o wysokim wskaźniku wytrzymałości na zginanie, oraz w co najmniej trzech położeniach wzdłuż szyny jest zaopatrzona w elementy ustalające położenie i w rozłączne elementy zaciskowe do ustalania położenia szyny, przy czym elementy ustalające położenie posiadają powierzchnie przylegania dla powierzchni skierowanych ku główce szyny, a rozłączne elementy zaciskowe posiadają powierzchnie przylegania dla przeciwległych powierzchni stopy szyny.
Korzystnie, konstrukcja nośna ma postać konstrukcji spawanej, w której wzdłuż wymiaru wzdłużnego, w odstępach co 0,5 m, znajdują się co najmniej trzy ustawne poziomo, umieszczone każdorazowo po jednym, ustawionym poziomo, elementy ustalające położenie.
Korzystnie, rozłączne elementy zaciskowe mają postać elementów dociskowych dla szyny, przylegającej do elementów ustalających położenie.
Korzystnie, rozłączne elementy zaciskowe mają powierzchnie przylegania do ustawiania szyny w poziomej pozycji wzdłuż osi.
Korzystnie, elementy ustalające położenie i elementy zaciskowe mają zmniejszoną powierzchnię przylegania do szyny, zwłaszcza są ukształtowane w postaci klina.
Korzystnie, urządzenie chłodzące dla szyny ma postać odcinka natryskowego z powietrzem i/lub wodą o jednakowej intensywności chłodzenia na całej długości.
Korzystnie, urządzenie chłodzące ma postać zbiornika zanurzeniowego z czynnikiem chłodzącym.
Korzystnie, konstrukcja nośna i urządzenie chłodzące są ruchome względem siebie, w kierunku pionowego wymiaru szyny w przekroju.
Korzystnie, konstrukcja nośna jest połączona z zaopatrzonym w ustawione poziomo elementy ustalające położenie zbiornikiem zanurzeniowym, zaś szyna może być dosuwana do elementów ustalających za pomocą elementów zaciskowych, zwłaszcza w postaci elementów dociskowych.
Korzystnie, elementy dociskowe mają postać obciążników dociskowych, usytuowanych co najmniej w zewnętrznych obszarach szyny.
Korzystnie, urządzenie ma długość odpowiednią do hartowania szyn o długości większej niż 90 m.
Korzyści uzyskane dzięki wynalazkowi polegają w zasadzie na tym, że w stanie odpowiadającym strukturze austenitycznej przeprowadza się prostowanie, po czym na szynie w stanie współosiowego zamocowania odbiera się powierzchniowo ciepło we wzmocniony sposób. Podczas intensywnego chłodzenia w danym przypadku części przekroju szyny, pozostaje ona zamocowana w stanie wyprostowanym wzdłuż osi, co jest niezbędne do zachowania stałej określonej intensywności chłodzenia w kierunku osiowym. Liczne badania pokazały, że jeżeli podczas intensywnego chłodzenia co najmniej części szyny nastąpi nawet niewielkie jej skrzywienie, może dojść do zmiany lokalnej krzywej chłodzenia w obszarze powierzchni, co ma znaczny wpływ na kształtowanie struktury podczas prze4
PL 197 258 B1 miany z austenitycznego stanu stopu. Według wynalazku, współosiowe poziome zamocowanie przy ulepszaniu cieplnym szyny zapewnia stały profil własności materiału na przekroju i na długości szyny.
Szczególnie korzystny pod względem ekonomicznym jest wariant sposobu polegający na tym, że prostowanie, ustalanie położenia i współosiowe mocowanie szyny przeprowadza się bezpośrednio po ostatnim etapie obróbki plastycznej z wykorzystaniem ciepła walcowania.
Korzystne w odniesieniu do urządzeń, ale również z uwagi na żądany rozkład struktury na przekroju, jest rozwiązanie, w którym szynę mocuje się w pozycji stojącej, przy czym główka szyny jest skierowana ku górze. Korzystne jest przy tym, jeżeli szynie odbiera się ciepło w drodze chłodzenia natryskowego, przy czym patrząc w kierunku wzdłużnym, w obszarach powierzchni przekroju symetrycznych względem pionowej osi szyny stosuje się jednakowe intensywności chłodzenia.
Powtarzalność wytwarzania szyn o żądanym profilu własności i osiągania jak najwyższej wytrzymałości powierzchni jezdnej na ścieranie uzyskuje się wtedy, gdy szynę mocuje się w pozycji wiszącej, przy czym główka szyny jest skierowana ku dołowi, ponieważ wówczas ciepło jest odbierane szynie lub tylko główce szyny przez jej zanurzenie w cieczy chłodzącej.
Z punktu widzenia regulacji chłodzenia do żądanej temperatury z wysoką intensywnością działania czynnika chłodzącego i przerywania wzmocnionego chłodzenia, korzystny dla kinetyki przemiany może być wariant sposobu, w którym chłodzenie szyny prowadzi się w sposób przerywany czasowo i/lub miejscowo, w odniesieniu do jednego obszaru powierzchni przekroju. Istotne przy tym może być to, że szynę po wzmocnionym chłodzeniu odpręża się, wytrzymując ją w podwyższonej temperaturze, i/lub pozostawia się ją do ochłodzenia do temperatury pokojowej w nieruchomym powietrzu.
Zastosowanie sposobu, w którym chłodzenie lub hartowanie względnie ulepszanie cieplne szyny zachodzi na całej długości, okazało się szczególnie korzystne ze względu na wyjątkową jednorodność i wysoką jakość, oraz osiągnięcie optymalnych własności użytkowych szyny.
Zaletę urządzenia według wynalazku, w którym podpora dla szyn ma postać konstrukcji nośnej o odpowiadającym szynie wymiarze wzdłużnym i wysokim wskaźniku wytrzymałości na zginanie, zaopatrzonej w elementy ustalające położenie i/lub rozłączne elementy zaciskowe do ustalania położenia szyny, stanowi osiowe zamocowanie szyny również wówczas, gdy wskutek zróżnicowanego rozkładu masy i/lub zróżnicowanej intensywności chłodzenia na przekroju powstają w trakcie zintensyfikowanego chłodzenia siły zginające. Zalety osiowego zamocowania są istotne również w odniesieniu do doprowadzania czynnika chłodzącego lub zwilżania powierzchni cieczą chłodzącą, ponieważ umożliwia ono dokładne nastawienie na żądane obszary szyny, przy wysokim stopniu jednorodności na długości szyny. Pozwala to z dużą dokładnością ustalić prędkości chłodzenia, a co za tym idzie, żądane produkty przemian strukturalnych dla przewidzianych stref przekroju.
Urządzenie, w którym konstrukcja nośna ma postać konstrukcji spawanej, na której znajdują się co najmniej trzy, ustawne poziomo elementy ustalające położenie, korzystnie rozmieszczone wzdłuż wymiaru wzdłużnego w odstępach co 0,5m, jest korzystne z uwagi na aparaturę, a także możliwości zastosowania.
Proste i niezawodne urządzenie uzyskuje się wówczas, gdy rozłączne elementy zaciskowe mają postać elementów dociskowych dla szyny, przylegającej do elementów ustalających położenie.
Uzyskanie możliwie jednorodnej struktury na całej długości szyny, względnie zapobieganie zbyt silnemu oddziaływaniu na lokalną intensywność chłodzenia, zapewnione jest dzięki temu, że elementy ustalające położenie i elementy zaciskowe mają zmniejszoną powierzchnię przylegania do szyny, przykładowo są ukształtowane w formie klina. Pozwala to zapobiec występowaniu tak zwanych soft spots względnie miękkich plam w szynie.
Przy starannym rozmieszczeniu dysz i/lub zastosowaniu wody, pozbawionej w zasadzie zawiesin, korzystne może być, jeżeli urządzenie chłodzące dla szyny ma postać odcinka natryskowego z powietrzem i/lub wodą o jednakowej intensywności chłodzenia na całej długości.
Jeżeli natomiast urządzenie chłodzące ma postać zbiornika zanurzeniowego z cieczą chłodzącą, wówczas intensywność chłodzenia można w prosty sposób regulować poprzez dodanie substancji syntetycznych, działających na zanurzone strefy szyny.
Jeżeli ponadto konstrukcja nośna i urządzenie chłodzące są ruchome względem siebie, w kierunku pionowego wymiaru szyny w przekroju, wówczas cykle chłodzenia i/lub chłodzenie części szyny można realizować ze szczególnie wysoką wydajnością.
Bardzo proste pod względem konstrukcji urządzenie można wykonać lub uzyskać w drodze przezbrojenia istniejącego urządzenia, gdy konstrukcja nośna jest połączona ze zbiornikiem zanurzeniowym zaopatrzonym w ustawione poziomo elementy ustalające położenie, zaś szyna jest przysuPL 197 258 B1 wana do elementów ustalających położenie za pomocą elementów zaciskowych, na przykład elementów dociskowych. Elementy zaciskowe mogą mieć w tym przypadku postać obciążników dociskowych, usytuowanych co najmniej w zewnętrznych obszarach szyny.
W przypadku quasi-izotermicznej obróbki cieplnej korzystne jest, jeżeli urządzenie jest stosowane do nieciągłego utwardzania szyn lub części ich przekroju.
Przedmiot wynalazku jest objaśniony i uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do zanurzeniowego ulepszania szyn w pozycji wiszącej z pionowym dosuwem elementu mocującego, fig. 2 - urządzenie do ulepszania mgłą szyn ustawionych w pozycji stojącej, fig. 3 - urządzenie z obrotowym dosuwem elementu mocującego, a fig. 4 - urządzenie z obciążnikiem dociskowym jako elementem mocującym.
Na fig. 1 przedstawione jest schematycznie urządzenie do współosiowego mocowania szyny 1 w pozycji wiszącej. Na konstrukcji nośnej 2, która składa się z dwóch skrzynkowych elementów kształtowych 21, 22 i dzięki temu jest wytrzymała na obciążenia skręcające, umieszczone są ruchome szczękowe elementy 3, 3' ustalające położenie, mające w zasadzie poziome powierzchnie przylegania 31, 31' dla szyny 1. Po wprowadzeniu szyny 1 i zamknięciu elementów 3, 3' ustalających położenie, każdy z elementów zaciskowych 41, przykładowo za pomocą uruchamianego hydraulicznie tłoka, może zapewnić współosiowe zamocowanie szyny, którą następnie umieszcza się, przykładowo poprzez opuszczenie konstrukcji nośnej 2 do urządzenia chłodzącego 5, na przykład w zbiorniku zanurzeniowym 51 z czynnikiem chłodzącym 52 w postaci cieczy chłodzącej. Po co najmniej częściowym oziębieniu co najmniej jednej części szyny 1, można ją poprzez podniesienie konstrukcji nośnej 2 w kierunku H wyciągnąć z czynnika chłodzącego, i odłożyć poprzez poluzowanie elementu zaciskowego 41 i elementu 3 ustalającego położenie.
Na fig. 2 ukazana jest szyna 1, zamocowana w pozycji stojącej w konstrukcji nośnej 2 i zabezpieczona przed zginaniem. Przedstawiona konstrukcja nośna 2 składa się przykładowo z tworzących ramę skrzynkowych elementów kształtowych 22, 21, dolnego i górnego, połączonych ze sobą w konstrukcję wytrzymałą na skręcanie. W celu współosiowego zamocowania, szynę 1 umieszcza się na elementach ustalających 23 i zamyka się elementy 3, 3' ustalające położenie, zaopatrzone we w zasadzie ukośne powierzchnie przylegania 31, 31', wychylając je przykładowo za pomocą elementów hydraulicznych 6. Urządzenie chłodzące szynę ma tu postać odcinka natryskowego 50 o jednakowej intensywności chłodzenia na całej długości, w którym odcinku, na przykład za pomocą dysz 52', 52, natryskiwany jest na szynę (1) czynnik chłodzący 52 w postaci powietrza i/lub wody.
Na fig. 3 ukazane jest urządzenie według wynalazku, które po bokach ma tworzące ramę, skrzynkowe elementy kształtowe 21,22 konstrukcji nośnej 2. W celu zamocowania szyny 1, utrzymywanej przez elementy 3, 3' ustalające położenie o powierzchniach przylegania 31, 31', elementy zaciskowe 4, 4' przechyla się wokół środków obrotu 42, 42', przystawia się ich powierzchnie przylegania 41, 41' do stopki szyny i unieruchamia w ten sposób szynę 1. Poprzez przemieszczenie względne w kierunku H może następować zanurzanie szyny w czynniku chłodzącym 52.
Na fig. 4 ukazane jest schematycznie poziome ustawienie szyny 1. Szyna 1, skierowana w dół główką 11, jest umieszczona w zbiorniku zanurzeniowym 51 urządzenia chłodzącego 5, z czynnikiem chłodzącym 52 w postaci cieczy chłodzącej, i podparta przez znajdujące się tam elementy 3, 3' ustalające położenie. W celu zamocowania w osiowej pozycji poziomej, na szynę 1 nakłada się elementy dociskowe 40 w postaci obciążników dociskowych, przemieszczane za pomocą elementów mocujących 43, przy czym elementy 3, 3' ustalające położenie można opuścić celem utworzenia niewielkiej szczeliny na powierzchniach przylegania 31, 31', wynoszącej przykładowo 0,5 mm. W celu wyjęcia szyny 1 z urządzenia chłodzącego, następuje podniesienie elementów dociskowych 40 i przemieszczenie w górę elementów 3, 3' ustalających położenie. Można jednak również opuścić urządzenie chłodzące 5.

Claims (9)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, w drodze wzmocnionego chłodzenia z przemianą struktury austenitycznej, znamienny tym, że szynę o długości większej niż 50 m w stanie struktury austenitycznej prostuje się, ustawia w pozycji poziomej i mocuje się współosiowo w co najmniej trzech położeniach wzdłuż szyny, w obszarze podstawy i przeciwległej do niej w kierunku do główki szyny powierzchni stopy szyny, zabezpieczając ją przed zginaniem, po czym przy zachowaniu
    PL 197 258 B1 zamocowania, względnie zabezpieczenia przed zginaniem, główkę szyny chłodzi się od temperatury leżącej powyżej temperatury A3 dla stopu, z co najmniej częściowym wzmocnieniem chłodzenia, i pozwala się strukturze austenitycznej przemienić się w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej, i na całej długości szyny wytwarza się stały rozkład struktury w przekroju szyny, przy czym elementy ustalające położenie posiadają powierzchnie przylegania dla powierzchni skierowanych ku główce szyny, a rozłączne elementy zaciskowe posiadają powierzchnie przylegania dla przeciwległych powierzchni stopy szyny.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prostowanie. ustalanie położenia i współosiowe mocowanie szyny przeprowadza się bezpośrednio po ostatnim etapie obróbki plastycznej z wykorzystaniem ciepła walcowania.
  3. 3. Sposób według zassirz. 1 albo 2, znamienny tym, że szynę mocuje się w pozycji 5^^οθ., przy czym główkę szyny kieruje się ku górze.
  4. 4. Sposób według zas^z. 1 albo 2, znamienny tym, że szynę moc^e się w pozycci wiszącej, przy czym główkę szyny kieruje się w dół.
  5. 5. Sposób według zas^z. 1, znamienny tym, ze szynie odbiera sśę ciepło w droode chłodzenia natryskowego, przy czym patrząc w kierunku wzdłużnym, w obszarach powierzchni przekroju symetrycznych względem pionowej osi szyny stosuje się jednakowe intensywności chłodzenia.
  6. 6. Sposób według zas^z. 1, znamienny tym, że szynie odbiera się σΐορ^ w droode zannuzenia w cieczy chłodzącej.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że chłodzenie szyny prowadzi się w sposób przerywany czasowo i/lub miejscowo, w odniesieniu do jednego obszaru powierzchni przekroju.
  8. 8. Sposób według z£^^s(^^. 1, znamienny tym, że szynę po wzmocnionym οή^Οζβηϊυ od prężą się, wytrzymując ją w podwyższonej temperaturze, i ewentualnie po utrzymaniu w podwyższonej temperaturze pozostawia się ją do ochłodzenia do temperatury pokojowej w nieruchomym powietrzu.
  9. 9. Sposób według 1, znamienny tym, ze ssas^e sśę go do wzmoonioneeo οΜ^0ζβηϊ3 lub hartowania szyn o długości powyżej 90 m.
    W. Urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn w drodze wzmocnionego chłodzenia z przemianą struktury z austenitycznej w żądaną mikrostrukturę, stabilną w temperaturze pokojowej, składające się w zasadzie z podpory dla szyn i urządzenia chłodzącego, znamienne tym, że podpora dla szyn ma postać konstrukcji nośnej (2), o odpowiadającym szynie (,) wymiarze wzdłużnym większym od 50 m, ze skrzynkowymi elementami kształtowymi (2,, 22) i o wysokim wskaźniku wytrzymałości na zginanie, oraz w co najmniej trzech położeniach wzdłuż szyny jest zaopatrzona w elementy (3, 3') ustalające położenie i w rozłączne elementy zaciskowe (4, 4') do ustalania położenia szyny 0), przy czym elementy (3, 3') ustalające położenie posiadają powierzchnie przylegania (3,, 3,') dla powierzchni skierowanych ku główce szyny, a rozłączne elementy zaciskowe (4, 4') posiadają powierzchnie przylegania (4, 4,') dla przeciwległych powierzchni stopy szyny.
    H. według zas1:rz. 10, znamienne tym, że ^ηεϋυ^θ nośna (2) ma pos1:ać konstrukcji spawanej, w której wzdłuż wymiaru wzdłużnego, w odstępach co 0,5 m, znajdują się co najmniej trzy ustawne poziomo, umieszczone każdorazowo po jednym, ustawionym poziomo, elementy (3) ustalające położenie.
    D. Urządzenie według zas^z. 10, znamienne tym, że rozłączne elementy zacćskowe maaą postać elementów dociskowych (40) dla szyny 0), przylegającej do elementów (3, 3') ustalających położenie.
    ,3. Urządzenie według zastrz. W, znamienne tym, że rozłączne elementy zaciskowe (4, 4') mają powierzchnie przylegania (4, Ί') do ustawiania szyny (, w poziomej pozycji wzdłuż osi.
    M. Urządzenie według W, znamienne tym, że elementy (3, 3' ) ustalające położenie i elementy zaciskowe (4, 4') mają zmniejszoną powierzchnię przylegania do szyny 0), zwłaszcza są ukształtowane w postaci klina.
    ,5. Urządzenie według zas^z. 10, znamienne tym, że urządzeniechtodzące dla szyny (1, ma postać odcinka natryskowego (50) z powietrzem i/lub wodą o jednakowej intensywności chłodzenia na całej długości.
    ,6. Urządzenie według zastrz. ,0, znamienne tym, że urządzenie chłodzące (5) ma postać zbiornika zanurzeniowego (5,) z czynnikiem chłodzącym (52).
    ,7. Urządzeniewedług zas^z. 10, znamienne tym, że konstrukcjanośna O i uuządzenie chłodzące (5) są ruchome względem siebie, w kierunku (H) pionowego wymiaru szyny w przekroju.
    PL 197 258 B1
    18. Urządzeniewedług zastrz. 10, znamienne t ym, że konstrukcjanośna (2) jest połączona z osnostuansym w gstswinan oneinmn nlnmnaty (3j ustalające onłnenain obinzaiOinm osaguonainwym (51j, osś soyas (1j mnżn być Znsgwsas Zn nlnmnatów (3j gstslsjczyzh onłnenain os pomocą nlnmnatów oszisOnwyzh, owłssozos w onstszi nlnmnatów ZnzisOnwyzh (40j.
    19. Urządzasie we<Zug zostrz. 10, znamienne tym, że elementy dzoisSowe ((4) mają pontas nbziceaiOów ZncitOnwych, gsytgnwssyzh zn asjmainj w onwsętuosyzh nbsosuszh toyay (1j.
    20. Urzadzasιewedługzastrz. W,znamienne tym, że nm długonn onzowienziądz harton/wnia toya n Złgonśzi więOsonj aie 90 m.
PL347667A 2000-05-29 2001-05-22 Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, i urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn PL197258B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0093900A AT409268B (de) 2000-05-29 2000-05-29 Verfahren und einrichtung zum härten von schienen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL347667A1 PL347667A1 (en) 2001-12-03
PL197258B1 true PL197258B1 (pl) 2008-03-31

Family

ID=3683291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL347667A PL197258B1 (pl) 2000-05-29 2001-05-22 Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, i urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn

Country Status (20)

Country Link
US (1) US6432230B1 (pl)
EP (1) EP1160341B1 (pl)
JP (1) JP2002047516A (pl)
KR (1) KR100512401B1 (pl)
CN (1) CN1180097C (pl)
AT (2) AT409268B (pl)
AU (1) AU778188B2 (pl)
BR (1) BR0102154B1 (pl)
CA (1) CA2349321C (pl)
CZ (1) CZ299001B6 (pl)
DE (1) DE50107654D1 (pl)
DK (1) DK1160341T3 (pl)
ES (1) ES2247050T3 (pl)
HR (1) HRP20010411B1 (pl)
HU (1) HU223348B1 (pl)
PL (1) PL197258B1 (pl)
RU (1) RU2226557C2 (pl)
SK (1) SK286764B6 (pl)
TW (1) TW499335B (pl)
UA (1) UA76693C2 (pl)

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 (pl) 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

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20011818A3 (cs) 2002-02-13
ATA9392000A (de) 2001-11-15
AT409268B (de) 2002-07-25
BR0102154B1 (pt) 2011-02-22
BR0102154A (pt) 2002-02-13
HRP20010411A2 (en) 2001-12-31
DE50107654D1 (de) 2005-11-17
HRP20010411B1 (en) 2011-03-31
CZ299001B6 (cs) 2008-04-02
UA76693C2 (uk) 2006-09-15
CA2349321A1 (en) 2001-11-29
EP1160341A3 (de) 2004-01-02
KR100512401B1 (ko) 2005-09-06
DK1160341T3 (da) 2006-02-27
HUP0102212A2 (hu) 2002-01-28
KR20010109135A (ko) 2001-12-08
PL347667A1 (en) 2001-12-03
AU778188B2 (en) 2004-11-18
CN1327074A (zh) 2001-12-19
EP1160341B1 (de) 2005-10-12
TW499335B (en) 2002-08-21
SK7202001A3 (en) 2001-12-03
HU0102212D0 (en) 2001-08-28
CA2349321C (en) 2010-01-26
ATE306566T1 (de) 2005-10-15
US6432230B1 (en) 2002-08-13
JP2002047516A (ja) 2002-02-15
CN1180097C (zh) 2004-12-15
HUP0102212A3 (en) 2003-06-30
HU223348B1 (hu) 2004-06-28
RU2226557C2 (ru) 2004-04-10
ES2247050T3 (es) 2006-03-01
SK286764B6 (sk) 2009-05-07
AU4618701A (en) 2001-12-06
EP1160341A2 (de) 2001-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL197258B1 (pl) Sposób hartowania szyn, zwłaszcza główki szyn, i urządzenie do hartowania szyn i/lub główki szyn
JP5163987B2 (ja) レールを硬化する装置
CA2460493C (en) Device for quenching and tempering long-length rolling stock
RU2001114595A (ru) Способ закалки рельсов и устройство для осуществления способа
CA2154090C (en) Method and apparatus for heat-treating profiled rolling stock
SI21045A (sl) Postopek in naprava za kaljenje tirnic
KR100464636B1 (ko) 완철의 제조방법
SU1239170A1 (ru) Способ термической обработки рельсов
Rosenstock Process for the casting of high alloy steels on circular-arc continuous casting equipment