RU2496886C2 - Охлаждающая ванна для рельсов - Google Patents
Охлаждающая ванна для рельсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496886C2 RU2496886C2 RU2011151839/02A RU2011151839A RU2496886C2 RU 2496886 C2 RU2496886 C2 RU 2496886C2 RU 2011151839/02 A RU2011151839/02 A RU 2011151839/02A RU 2011151839 A RU2011151839 A RU 2011151839A RU 2496886 C2 RU2496886 C2 RU 2496886C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- compartment
- longitudinal
- cooling fluid
- compartments
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
- C21D1/64—Quenching devices for bath quenching with circulating liquids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
- C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
- C21D2221/01—End parts (e.g. leading, trailing end)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области термической обработки головки рельсов в охлаждающей ванне. Охлаждающая ванна содержит по меньшей мере один продольный отсек (1), включающий центральную емкость (31) для погружения в нее обрабатываемой головки рельса, подающий коллектор (2) для подачи текучей среды, две вторичные емкости (32), расположенные по бокам от центральной емкости (31) для сбора охлаждающей текучей среды, когда она переливается через верхний край первичной центральной емкости (31). Вдоль вторичных емкостей (32) установлены сливные трубы (12), расположенные таким образом, чтобы каждая пара соответствующих сливных труб (12) была соединена с поперечной трубой (13), установленной под дном отсека (1) и соединенной, в свою очередь, с перепускным контуром охлаждающей текучей среды, при этом на сливных трубах (12) над вторичными емкостями (32) установлены регулируемые по высоте удерживающие элементы (16), которые образуют сквозное отверстие для головки рельса, причем по меньшей мере один удерживающий элемент (16) из каждой их пары выполнен с возможностью поворота вокруг штыря (17). Технический результат заключается в обеспечении стабильного и в среднем равномерного потока охлаждающей текучей среды, контактирующей с погруженной головкой рельса, по всей длине ванны при непрерывном обмене текучей среды, в результате чего оптимизируется скорость охлаждения головки рельса. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к охлаждающей ванне, в частности, к ванне для охлаждения рельсов в установке для термической обработки головок рельсов.
Уровень техники
Известны различные конструктивные решения по созданию систем для термической обработки прокатанных рельсов, целью которых, в частности, является упрочнение головки путем закалки.
Многие из этих систем не приспособлены для размещения непосредственно на выходе из прокатного стана. При этом возникает необходимость в складировании для хранения прокатанных рельсов, а также в последующем нагреве перед проведением термической обработки путем закалки, что приводит к существенным энергозатратам и низкой производительности.
Для подъема и перемещения прокатанного рельса используют манипуляторы, включая сложные механизмы, которые управляют перемещением рельса во время проведения термообработки, которой он подвергается. Затем специальные механизмы извлекают рельс и размещают его на плите или стеллаже для охлаждения.
Головку горячих рельсов подвергают быстрому охлаждению с помощью распылительных форсунок, которые подают охлаждающую текучую среду (воду, воздух или воду, смешанную с воздухом) на головку рельса, или погружая указанную головку в охлаждающую ванну с охлаждающим средством.
При охлаждении путем погружения в охлаждающую ванну охлаждение по всей длине погруженной головки рельса является более равномерным по сравнению с охлаждением посредством распылительных форсунок, но возникает ряд следующих проблем:
- не обеспечивается непрерывный обмен охлаждающей текучей среды, контактирующей с головкой рельса, что не позволяет проводить требуемую регулировку температуры текучей среды и, соответственно, получить оптимальный теплообмен;
- происходит снижение уровня охлаждающей текучей среды в ванне, вызванное последовательным погружением рельсов, что не позволяет обеспечить оптимальную закалку головки рельсов, следующих за первым рельсом;
- при проведении закалки в ванне в потоке охлаждающей текучей среды возникает некоторая турбулентность с образованием вихревых течений, которые не позволяют обеспечить равномерную скорость охлаждения головки погруженного рельса;
- подача текучей среды по всей длине ванны является неравномерной, в связи с чем, гидродинамика не является оптимальной;
- современные ванны не оборудованы ограничительными устройствами, в результате чего, при тепловом расширении ванны происходит ее деформация, что может привести к непостоянству уровня текучей среды;
- процесс очистки ванны является обременительным, поскольку требует ручного вмешательства.
Таким образом, возникает потребность в охлаждающей ванне, лишенной вышеупомянутых недостатков.
Раскрытие изобретения
Основной задачей изобретения является разработка охлаждающей ванны для термической обработки головки рельсов, конфигурация которой обеспечивает стабильность и в среднем равномерность потока охлаждающей текучей среды, контактирующей с головкой рельса, по всей протяженности ванны и способствует непрерывному обмену текучей среды для достижения равномерной скорости охлаждения головки рельса и равномерной температуры охлаждающей текучей среды.
Другой задачей изобретения является обеспечение эффективной работы указанной охлаждающей ванны.
Кроме того, задачей изобретения является разработка способа промывки указанной охлаждающей ванны, который позволит просто и эффективно проводить автоматическую полную промывку отсеков ванны во время коротких остановок работы оборудования, а также автоматическую частичную промывку отсеков ванны во время производственного цикла.
Вышеуказанные задачи решаются в охлаждающей ванне для термической обработки головки рельса, содержащей множество продольных отсеков, последовательно соединенных друг с другом соответствующими концами и расположенных вдоль продольной оси ванны, при этом каждый из указанных продольных отсеков включает в себя раму, содержащую первую емкость для заполнения ее охлаждающей текучей средой, предназначенной для погружения в нее обрабатываемой головки рельса; и подающий коллектор для подачи охлаждающей текучей среды, расположенный в нижней части указанной первичной емкости. Согласно изобретению подающий коллектор выполнен с разветвлением на две параллельные продольной оси ванны продольные секции, проходящие до торцевых сторон отсека и закрытые на его соответствующих торцевых сторонах, при этом продольные секции имеют две противоположные боковые стенки с множеством калиброванных отверстий, обеспечивающих по существу равномерное распределение выходящих из них потоков, обеспечивая равномерный поток охлаждающей текучей среды на всем протяжении каждого отсека.
Вторым объектом изобретения является способ работы вышеупомянутой охлаждающей ванны, который включает в себя следующие этапы, на которых:
- непрерывно подают охлаждающую текучую среду в подающие коллекторы каждого отсека при первом заданном давлении;
- обеспечивают прохождение охлаждающей текучей среды в нижнюю часть первичной емкости каждого отсека при втором заданном давлении, по меньшей мере равном пьезометрическому давлению, которое создается гидравлическим напором текучей среды, проходящей через множество калиброванных отверстий продольных секций подающих коллекторов, чтобы обеспечивалось по существу равномерное распределение потока, выходящего из калиброванных отверстий, и, тем самым создавался равномерный поток охлаждающей текучей среды вдоль каждого отсека.
Дополнительным объектом настоящего изобретения является способ промывки упомянутой охлаждающей ванны, который включает в себя следующие этапы, на которых:
а) открывают соответствующий запорный клапан сливной трубы, установленной на дне каждого отсека ванны, и, по меньшей мере, частично выпускают содержащуюся в отсеке текучую среду;
б) закрывают указанный соответствующий запорный клапан.
Промывка может быть выполнена автоматически, и отсеки ванны могут промываться частично во время производственного цикла при использовании интервала времени между погружениями заготовок, т.е. между обработкой одного рельса и следующего за ним.
Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации вышеупомянутого способа промывки альтернативно допускается выполнение автоматической полной промывки модулей ванны во время коротких остановок оборудования, например, для замены цилиндров прокатного стана. В этом случае перед этапом а) отключают по меньшей мере один нагнетательный насос контура подачи охлаждающей текучей среды; между этапами а) и b) подают в подающие коллекторы новую охлаждающую текучую среду путем приведения в действие по меньшей мере одного из указанных нагнетательных насосов для чистового ополаскивания донной части каждого отсека с целью устранения остаточных отложений; а после этапа b) подают новую охлаждающую текучую среду в подающие коллекторы путем приведения в действие по меньшей мере одного из нагнетательных насосов для заполнения ванны охлаждающей текучей средой и приведения ванны в рабочее состояние.
Охлаждающая ванна согласно изобретению имеет следующие преимущества:
- непрерывный теплообмен благодаря постоянному обмену охлаждающей текучей среды, контактирующей с головкой рельса;
- постоянство уровня охлаждающей текучей среды в ванне, обеспечиваемое боковым переливом охлаждающей текучей среды;
- соответствующая скорость охлаждающей текучей среды у головки рельса, обеспечивающая равномерную скорость охлаждения;
- сборная рама, обеспечивающая равномерность потока охлаждающей текучей среды вдоль каждого отсека и по всей протяженности ванны;
- наличие скользящих вставок, допускающих тепловое расширение ванны;
- точное выравнивание ванны по всей ее длине относительно горизонтали;
- возможность автоматической промывки модулей для удаления отложений, которые оседают на дне ванне во время термической обработки.
В зависимых пунктах формулы изобретения описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Дополнительные особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего описания предпочтительных, но не исключительных вариантов выполнения охлаждающей ванны со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1А показана рама отсека охлаждающей ванны согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;
на фиг.1B - отсек охлаждающей ванны согласно настоящему изобретению в собранном состоянии, вид в перспективе;
на фиг.2 - деталь отсека ванны согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;
на фиг.3 - отсек ванны согласно настоящему изобретению, вид сбоку;
на фиг.4 - поперечное сечение отсека ванны, показанного на фиг.1B;
на фиг.5 - поперечное сечение отсека ванны, показанного на фиг.1А;
на фиг.6 - фрагмент отсека ванны, показанного на фиг.3;
на фиг.7 - диаграмма расхода охлаждающей текучей среды для каждого отверстия подающего коллектора;
на фиг.8 - схема контура подачи охлаждающей текучей среды к отсекам охлаждающей ванны.
Осуществление изобретения
На фиг.1-4 показан предпочтительный вариант выполнения отсека 1 охлаждающей ванны для термической обработки головки рельсов в соответствии с настоящим изобретениям.
Охлаждающая ванна, содержит множество продольных отсеков 1, соединенных друг с другом посредством фланцев или других подходящих соединительных средств и расположенных вдоль продольной оси ванны. Продольная длина каждого отсека 1 и количество указанных отсеков 1 определяют общую длину охлаждающей ванны, которая превышает длину рельса, подвергаемого термической обработке путем погружения головки в ванну.
Например, согласно одному из вариантов осуществления изобретения ванна содержит восемнадцать отсеков 1 длиной 6 м. Таким образом, длина ванны составляет 108 м. В указанной ванне можно обрабатывать рельсы, длина которых составляет вплоть до 107 м с учетом допуска по длине заготовки, усадки рельса при нагреве во время термообработки головки рельса и обрезки хвостового участка после обработки. При этом длина готового изделия составляет 100 м.
Согласно другому варианту осуществления изобретения ванна содержит двадцать один отсек 1, чтобы ее длина составляла 126 метров для обработки рельсов длиной вплоть до 120 м с целью получения готового изделия длиной 108 м.
Предпочтительно отсеки содержат скользящие в продольном направлении вставки, допускающие тепловое расширение ванны. Только центральный или центральные отсеки закреплены неподвижно.
Каждый отсек 1 включает в себя опорную раму 30, содержащую:
- центральную емкость 31 (фиг.5), в которую непрерывно поступает охлаждающая текучая среда и погружается обрабатываемая головка рельса;
- две боковые емкости 32, в которых собирается охлаждающая текучая среда, перетекающая через верх центральной емкости 31.
Вдоль двух боковых емкостей 32 установлены сливные трубы 12, которые расположены на боковых емкостях 32 относительно друг друга так, что каждая пара соответствующих труб 12 соединяется с поперечной трубой 13, установленной под дном отсека 1 (фиг.1А). Охлаждающая текучая среда, уже использованная для термической обработки рельса, проходя через трубы 12, поступает в трубы 13, соединенные с перепускным контуром охлаждающей текучей среды. Трубы 12 и 13 также выполняют функцию опоры охлаждающей ванны.
Предпочтительно охлаждающая текучая среда может подаваться в отсеки посредством контура подачи охлаждающей текучей среды, содержащем симметричные вспомогательные трубопроводы 51, количество которых равно значению степени числа два, что позволяет потоку охлаждающей текучей среды равномерно распределяться между отсеками, как показано на схеме, представленной на фиг.8.
Если количество отсеков ванны не равно значению степени числа два, то концевые отсеки ванны, количество которых определяется разностью между общим количеством отсеков и количеством отсеков, равным значению наибольшей степени числа два, соединены с нагнетательным насосом контура подачи текучей среды посредством ручного или автоматического клапана для регулировки потока, тогда как остальные центральные отсеки в количестве, равном значению степени числа два, соединены с симметричными вспомогательными трубопроводами 51, выходящими непосредственно от насоса.
Каждый отсек 1 имеет впускную трубу 50 для текучей среды, расположенную сбоку и в центре относительно продольной длины отсека. Указанная впускная труба 50 соединена с подающим коллектором 2, который располагается дальше по потоку в первичном отсеке вдоль оси, перпендикулярной продольной оси ванны, и разветвляется на две продольные секции 2', параллельные продольной оси ванны, которые проходят до торцевых сторон 19 отсека. Впускная труба 50 и подающий коллектор 2 могут быть изготовлены как единое целое.
На торцевых сторонах 19 отсека две продольные секции 2' закрыты. Предпочтительно продольные секции 2' в сечении имеют форму по существу многоугольника, предпочтительнее, квадрата, и в них выполнено множество калиброванных боковых отверстий 21. Калиброванные отверстия 21 расположены вблизи верхних краев вертикальных сторон 22 продольных секций 2'. На обеих сторонах 22 выполнено одинаковое количество отверстий 21, и ось каждого из отверстий 21 на одной из этих двух сторон 22 совпадает с осью соответствующего отверстия 21 на другой стороне 22.
Благодаря сочетанию квадратной формы сечения секций 2' и особого расположения калиброванных отверстий 21 предотвращается формирование воздушных мешков в верхней части продольных секций 2'.
На фиг.7 представлена диаграмма расхода охлаждающей текучей среды в м3/час, выходящей из каждого калиброванного отверстия 21 подающего коллектора. Каждый маленький квадрат обозначает значение расхода охлаждающей текучей среды, выходящей из соответствующего отверстия 21. Малые квадраты внутри кругов, изображенных на диаграмме, относятся к отверстиям 21, расположенным вблизи входных труб 50 ванны.
Подающий коллектор 2, содержащий две продольные секции 2', установлен в нижней части центральной емкости 31.
В центральной емкости 31 каждого отсека 1 охлаждающей ванны установлена по меньшей мере одна извлекаемая секция 3.
Может быть установлена одна секция 3, продольная длина которой равна длине отсека 1, или может быть установлено множество секций 3, совокупность продольных длин которых равна длине отсека 1.
Указанные секции 3 установлены в верхней части центральной емкости 31 и имеют конструкцию, которая совместно с вышеуказанной конструкцией продольных секций Т подающего коллектора 2 обеспечивают стабильность в среднем равномерного верхнего потока охлаждающей текучей среды вдоль всего модуля с соответствующей поверхностной скоростью текучей среды у головки рельса, обеспечивающей равномерную и оптимизированную скорость охлаждения головки рельса.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения каждая секция 3 содержит нижние перегородки или дефлекторы 4 и соответствующие верхние перегородки или дефлекторы 8 (фиг.2). Каждый верхний дефлектор 8 и соответствующий нижний дефлектор 4 образуют пару и расположены в одной плоскости, поперечной нижележащей продольной секции Т подающего коллектора.
Нижние и верхние дефлекторы 4 и 8 отделены друг от друга продольным элементом, представляющим собой центральную плиту 5 с просверленными отверстиями, зафиксированную на двух боковых плитах 6. Указанные боковые плиты 6 не лежат в одной плоскости с плитой 5, а наклонены вниз относительно плоскости, в которой лежит плита 5, под заданным углом, например, от 5 до 15°.
Положение секций 3 внутри отсеков ванны определяется соответствующими выступами 33 внутренних стенок опорной рамы 30, на которые ложатся боковые плиты 6. Секции 3 имеют такие размеры, а выступы 33 расположены таким образом, чтобы нижние дефлекторы 4 полностью находились над подающим коллектором 2, когда секции полностью вставлены в отсеки ванны (фиг.4).
Нижние дефлекторы 4 совместно с внутренними стенками центральной емкости 31 образуют первые отделения под плитой 5. В каждом из указанных первых отделений лежащий снизу участок продольных секций 2 ' подающего коллектора 2 имеет равное количество калиброванных отверстий 21.
В местах соединений плиты 5 с плитами 6 имеются дополнительные продольные сплошные элементы секции 3, направленные вверх от плиты 5. Указанные дополнительные продольные элементы являются по существу криволинейными стенками 7, выгнутыми относительно центральной линии Х отсека, при этом верхние дефлекторы 8, расположенные перпендикулярно указанным криволинейным стенкам 7, совместно с ними образуют вторые отделения над плитой 5. В примере, показанном на фиг.2, в каждой секции 3 имеются два нижних дефлектора 4 и два верхних дефлектора 8.
Благодаря надлежащему выбору формы сечения подающего коллектора 2 и соответствующих продольных секций 2', а также количества и размера отверстий 21 достигается практически равномерное распределение выходящего из указанных отверстий потока по всей протяженности продольных секций 2', обеспечивая тем самым равномерность потока.
Отверстия 21 выполнены с шагом, равным расстоянию между нижними перегородками или дефлекторами 4 или части указанного расстояния и составляет от 20 мм до 400 мм. Указанный шаг может быть одинаковым или может чередоваться. Согласно примеру, показанному на фиг.6, шаг отверстий 21 чередуется, и его величина составляет 50 мм и 100 мм, при этом расстояние между перегородками 4 составляет 300 мм. Отверстия 21 имеют диаметр от 2 до 20 мм, предпочтительно, от 5 до 10 мм, а подающий коллектор 2 имеет сечение с размерами от 80×80 мм2 до 250×250 мм2, а предпочтительно - 150×150 мм2.
Охлаждающая жидкость непрерывно поступает в подающий коллектор 2 при заданном первом давлении, например, от 0,05 до 5 бара, проходит через две продольные секции 2' и поступает в нижнюю часть центральной емкости 31 при заданном втором давлении, по меньшей мере равном пьезометрическому давлению, которое создается гидравлическим напором жидкости, проходящей через множество калиброванных отверстий 21.
Струи жидкости с определенной скоростью выходят из отверстий 21, благодаря чему жидкость перемещается снизу вверх, т.е. в первое отделение, образованное нижними дефлекторами 4, которые предотвращают формирование продольных течений в отсеках и, соответственно, в ванне.
Продвижению жидкости вверх к плите 5 способствуют как сходящиеся участки 34 внутренних стенок опорной рамы 30, так и наклоненные боковые плиты 6, в результате чего поток жидкости, проходящий через отверстия 40 указанной плиты 5, достигает вторых отделений. Наклон боковых стенок 6 предотвращает формирование в первичных отсеках воздушных мешков, приводящих со временем к нежелательному выбросу воздуха в жидкость, контактирующую с погруженной в ванну головкой рельса.
Предпочтительно, плита 5 с просверленными отверстиями позволяет устранить влияние переменных поперечных вихревых потоков, которые создаются внизу первых отделений и передаются во вторые отделения. Кроме того, плита 5 позволяет ослабить колебания скорости жидкости во вторых отделениях, которая согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения не превышает 10 см/сек.
Верхние дефлекторы 8 способствуют получению в среднем равномерного верхнего потока; криволинейные стенки 7 минимизируют любые области застоя жидкости, которая направляется вдоль стенок к верхним краям ванны.
Таким образом, конструкция ванны согласно изобретению позволяет получить в среднем непрерывный верхний поток, который контактирует с погруженной головкой рельса при соответствующей поверхностной скорости текучей среды у головки, обеспечивающей постоянный теплообмен, благодаря чему термическая обработка головки является равномерной по всей длине рельса.
Предпочтительно на сливных трубах 12 над боковыми емкостями 32 закреплены удерживающие элементы 16, регулируемые по высоте посредством прокладок и образующие между собой сквозное отверстие для головки рельса, имеющее по существу воронкообразную форму. Указанные удерживающие элементы 16 выполняют функцию ограничителей при введении рельса в охлаждающую ванну, предотвращая тем самым мгновенное и чрезмерное погружение участков рельса в ванну. Например, они предотвращают чрезмерное погружение участков рельса, когда он сильно искривлен, особенно на концах. Чрезмерное погружение участков рельса в охлаждающую ванну может вызвать нежелательное упрочнение сердцевины рельса и изменение гидродинамики вблизи головки рельса.
По меньшей мере один удерживающий элемент 16 из каждой пары соответствующих удерживающих элементов выполнен с возможностью поворота вокруг штыря 17, как показано на фиг.4. Незначительного поворота достаточно, чтобы без проблем извлечь рельс в случае, если он застрял в воронкообразном отверстии из-за чрезмерного искривления концов.
Предпочтительно каждая секция 3 имеет по меньшей мере два поперечных элемента 9, закрепленных на обеих криволинейных стенках 7, для облегчения извлечения вручную секций 3 из отсеков 1 ванны. Извлечение корзин обеспечивает доступ к ванне для обслуживания и проведения операций по очистке.
Каждый отсек 1 охлаждающей ванны предпочтительно имеет форму бункера (как показано на фиг.3), нижняя поверхность которого с двух сторон имеет определенный наклон к центральной области, в которой расположена сливная труба 18, снабженная автоматическим запорным клапаном. Такая конструкция отсека позволяет производить автоматическую промывку модуля для устранения скапливающихся на дне всевозможных отложений.
Промывка может быть выполнена во время коротких остановок работы оборудования, например, для замены цилиндров прокатного стана и предусматривает следующие автоматически выполняемые этапы, на которых:
а) выключают основные насосы контура подачи текучей среды;
б) открывают автоматический клапан сливной трубы 18, сливают текучую среду из донной части отсека и подают ее в контур для очистки;
в) подают новую текучую среду через подающий коллектор 2 посредством части или всех основных насосов для выполнения беспрепятственного ополаскивания донной части каждого отсека, устраняя остаточные отложения;
г) закрывают автоматический клапан;
д) подают текучую среду через подающий коллектор 2 посредством части или всех основных насосов для заполнения ванны и приведения ее в рабочее состояние до запуска оборудования вновь.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения также возможно выполнить автоматическую частичную промывку модуля во время производственного цикла установки. В этом случае используется интервал между погружением заготовок (от 0,5 мин до 4 мин), т.е. между погружением одного рельса и последующего рельса, и вышеупомянутые этапы б) и г) выполняются без остановки работы основных насосов контура подачи жидкости, и на этапе б) надлежащим образом проводится частичное освобождение ванны, которое приводит к незначительному и временному снижению уровня текучей среды.
Claims (15)
1. Охлаждающая ванна для термической обработки головки рельса, содержащая по меньшей мере один продольный отсек (1), расположенный вдоль продольной оси ванны и включающий раму (30), содержащую центральную емкость (31) для заполнения ее охлаждающей текучей средой, предназначенной для погружения в нее обрабатываемой головки рельса, подающий коллектор (2) для подачи текучей среды, расположенный в нижней части центральной емкости (31), две вторичные емкости (32), расположенные по бокам от центральной емкости (31) и предназначенные для сбора охлаждающей текучей среды, когда она переливается через верхний край первичной центральной емкости (31), отличающаяся тем, что вдоль вторичных емкостей (32) установлены сливные трубы (12), расположенные таким образом, чтобы каждая пара соответствующих сливных труб (12) была соединена с поперечной трубой (13), установленной под дном отсека (1) и соединенной, в свою очередь, с перепускным контуром охлаждающей текучей среды, при этом на сливных трубах (12) над вторичными емкостями (32) установлены регулируемые по высоте удерживающие элементы (16), которые образуют сквозное отверстие для головки рельса, причем по меньшей мере один удерживающий элемент (16) из каждой их пары выполнен с возможностью поворота вокруг штыря (17), при этом продольные отсеки (1) соединены последовательно друг с другом соответствующими концами.
2. Ванна по п.1, отличающаяся тем, что подающий коллектор (2) выполнен с разветвлением на две параллельные продольной оси ванны продольные секции (2'), проходящие до торцевых сторон (19) отсека и закрытые на его соответствующих торцевых сторонах (19), при этом продольные секции (2') имеют две противоположные боковые стенки (22) с множеством калиброванных отверстий (21) вблизи верхних краев боковых стенок (22) продольных секций (2'), обеспечивающих, по существу, равномерное распределение подаваемой через них текучей среды, благодаря чему по всей длине каждого отсека (1) обеспечивается равномерный поток охлаждающей текучей среды, причем на обеих указанных боковых стенках (22) количество калиброванных отверстий (21) одинаково.
3. Ванна по п.1, отличающаяся тем, что внутри центральной емкости (31) каждого продольного отсека (1) установлена по меньшей мере одна извлекаемая секция (3), расположенная в верхней части центральной емкости (31).
4. Ванна по п.3, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из извлекаемых секций (3) содержит по меньшей мере две пары дефлекторов (4, 8), при этом каждая пара образована верхним дефлектором (8) и нижним дефлектором (4), которые расположены в одной плоскости, перпендикулярной лежащей снизу продольной секции (2') подающего коллектора (2).
5. Ванна по п.4, отличающаяся тем, что нижние дефлекторы (4) и верхние дефлекторы (8) отделены первым продольным элементом, представляющим собой центральную плиту (5) с просверленными отверстиями, зафиксированную на двух плитах (6), наклоненных вниз относительно плоскости, в которой лежит центральная плита (5).
6. Ванна по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из секций (3) внутри отсека (1) ванны установлена с помощью выступов (33) внутренних стенок рамы (30), на которые опираются плиты (6).
7. Ванна по п.6, отличающаяся тем, что в соответствии с размером по меньшей мере одной секции (3) и положением выступов (33) нижние дефлекторы (4) полностью расположены над подающим коллектором (2), когда указанная по меньшей мере одна секция (3) полностью вставлена в отсек (1) ванны.
8. Ванна по п.5, отличающаяся тем, что нижние дефлекторы (4) совместно с внутренними стенками центральной емкости (31) образуют под центральной плитой (5) отделения с равным количеством калиброванных отверстий (21) в лежащем снизу участке продольных секций (2').
9. Ванна по п.8, отличающаяся тем, что над центральной плитой (5) в местах ее соединения с плитами (6) установлены криволинейные продольные стенки (7), выгнутые относительно центральной линии продольной плоскости (X) отсека (1).
10. Ванна по п.1, отличающаяся тем, что охлаждающая текучая среда подается в продольные отсеки (1) посредством контура подачи текучей среды, содержащего симметричные вспомогательные трубопроводы (51) в количестве, равном значению степени числа два, при этом если количество отсеков ванны не равно значению степени числа два, концевые отсеки (1) ванны, количество которых определяется разностью между общим количеством отсеков (1) и количеством отсеков (1), равным значению наибольшей степени числа два, соединены с нагнетательным насосом контура подачи текучей среды посредством регулирующего поток клапана, а остальные отсеки (1) соединены с симметричными вспомогательными трубопроводами (51), выходящими от указанного нагнетательного насоса.
11. Ванна по п.1, отличающаяся тем, что каждый продольный отсек (1) имеет форму бункера, нижняя поверхность которого с двух сторон наклонена к центральной области, в которой выполнена сливная труба (18) с автоматическим запорным клапаном.
12. Ванна по п.1, отличающаяся тем, что на продольных отсеках (1), за исключением по меньшей мере одного центрального, установлены скользящие вставки для обеспечения теплового расширения ванны.
13. Способ термической обработки головки рельса в охлаждающей ванне по п.2, включающий этапы, на которых непрерывно подают охлаждающую текучую среду в подающие коллекторы (2) каждого отсека (1) при первом заданном давлении, обеспечивают прохождение охлаждающей текучей среды в нижнюю часть центральной емкости (31) каждого отсека (1) при втором заданном давлении, равном по меньшей мере пьезометрическому давлению, которое создают гидравлическим напором текучей среды, проходящей через множество калиброванных отверстий (21) продольных секций (2') подающих коллекторов (2), с обеспечением, по существу, равномерного распределения выходящего из калиброванных отверстий (21) потока и созданием равномерного потока охлаждающей текучей среды вдоль каждого отсека (1).
14. Способ промывки охлаждающей ванны по п.1, включающий этапы, на которых: а) устанавливают в дне каждого отсека (1) сливную трубу (18) с соответствующим запорным клапаном и открывают соответствующий запорный клапан сливной трубы (18), установленной в дне каждого отсека (1) ванны, и по меньшей мере частично сливают текучую среду, содержащуюся в отсеке (1), б) закрывают соответствующий запорный клапан.
15. Способ промывки по п.14, отличающийся тем, что перед этапом а) выключают по меньшей мере один нагнетательный насос контура подачи охлаждающей текучей среды, между этапом а) и этапом б) подают новую охлаждающую текучую среду в подающие коллекторы (2) путем приведения в действие по меньшей мере одного из указанных нагнетательных насосов для выполнения свободного ополаскивания донной части каждого отсека (1), с целью устранения остаточных отложений, а после этапа б) подают новую охлаждающую текучую среду в подающие коллекторы (2) путем приведения в действие по меньшей мере одного из нагнетательных насосов для заполнения ванны охлаждающей жидкостью и приведения ванны в рабочее состояние.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI2009A000892 | 2009-05-20 | ||
| IT000892A ITMI20090892A1 (it) | 2009-05-20 | 2009-05-20 | Vasca di raffreddamento per rotaie |
| PCT/EP2010/056964 WO2010133666A1 (en) | 2009-05-20 | 2010-05-20 | Cooling tank for rails |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011151839A RU2011151839A (ru) | 2013-06-27 |
| RU2496886C2 true RU2496886C2 (ru) | 2013-10-27 |
Family
ID=41412322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011151839/02A RU2496886C2 (ru) | 2009-05-20 | 2010-05-20 | Охлаждающая ванна для рельсов |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8858866B2 (ru) |
| EP (1) | EP2465953B1 (ru) |
| ES (1) | ES2549056T3 (ru) |
| IT (1) | ITMI20090892A1 (ru) |
| PL (1) | PL2465953T3 (ru) |
| RU (1) | RU2496886C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010133666A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2779354C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2022-09-06 | ВИСДРИ ИНЖИНИРИНГ энд РИСЕРЧ ИНКОРПОРЕЙШН ЛИМИТЕД | Устройство распылительного охлаждения, способное улучшить плоскостность полосы |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| AT512792B1 (de) * | 2012-09-11 | 2013-11-15 | Voestalpine Schienen Gmbh | Verfahren zur Herstellung von bainitischen Schienenstählen |
| WO2015114550A1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-06 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Effective cooling tank for treating pearlitic and bainitic rails |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB211441A (en) * | 1921-11-11 | 1924-10-30 | Cie Des Forges De Chatillon Co | Process and apparatus for the thermic treatment of steel and alloys susceptible of tempering |
| GB290182A (en) * | 1927-05-05 | 1929-07-04 | Maximilianshuette Eisenwerk | A method of and an apparatus for obtaining uniform hardness when hardening the head of railway rails |
| US2143753A (en) * | 1935-05-03 | 1939-01-10 | Chiers Hauts Fourneaux | Device for handling metal section members, and more particularly rails, in order to harden them |
| RU2161657C2 (ru) * | 1999-04-13 | 2001-01-10 | ГПО "Уральский вагоностроительный завод" | Установка для охлаждения полых изделий |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1745023A (en) * | 1928-01-07 | 1930-01-28 | Lukasczyk Jacob | Hardening of the heads of railway rails |
| GB451961A (en) * | 1934-03-14 | 1936-08-14 | Laminoirs Sa Des | Apparatus and process for the simultaneous hardening and straightening of railway and tramway rails |
| GB450884A (en) * | 1934-03-31 | 1936-07-27 | Hautsfourneaux De La Chiers Sa | Method and apparatus for tempering rails |
| US2095946A (en) | 1934-03-31 | 1937-10-12 | Chiers Hauts Fourneaux | Apparatus for tempering rails |
| US2116069A (en) | 1936-01-27 | 1938-05-03 | American Brake Shoe & Foundry | Apparatus for selectively quenching ferrous sections |
| GB619699A (en) * | 1946-07-17 | 1949-03-14 | Petits Fils Francois Wendel | Method and apparatus for heat treating railroad rails |
| GB895712A (en) | 1957-08-16 | 1962-05-09 | Gibbons Brothers Ltd | Improvements relating to transfer devices for articles |
| US3380725A (en) * | 1964-06-05 | 1968-04-30 | G Souzny I Proekt Metall Zd Ov | Machine for through quenching of rolled profiles, especially of railway rails |
| DE2622551C3 (de) | 1976-05-20 | 1985-07-11 | Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg | Einrichtung zum Härten von Werkstücken |
| JPS59222531A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | レ−ル頭部の冷却装置 |
| CH657151A5 (de) | 1983-10-26 | 1986-08-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Vorrichtung zum zonengluehen eines aus einem hochtemperatur-werkstoff bestehenden werkstuecks und verfahren zum zonengluehen. |
| DD242428B1 (de) | 1985-08-19 | 1988-06-29 | Ve Kom Forsttechnik Waren Stam | Verfahren und einrichtung zum haerten von stahlblechen |
| 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 |
| KR100330862B1 (ko) | 1993-01-27 | 2002-07-27 | 도와 고교 가부시키가이샤 | 강철의열처리경화방법및그의장치 |
| 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 |
| 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 |
| ITMI20090892A1 (it) * | 2009-05-20 | 2010-11-21 | Danieli Off Mecc | Vasca di raffreddamento per rotaie |
-
2009
- 2009-05-20 IT IT000892A patent/ITMI20090892A1/it unknown
-
2010
- 2010-05-20 WO PCT/EP2010/056964 patent/WO2010133666A1/en active Application Filing
- 2010-05-20 RU RU2011151839/02A patent/RU2496886C2/ru active
- 2010-05-20 EP EP12152090.2A patent/EP2465953B1/en not_active Revoked
- 2010-05-20 US US13/261,028 patent/US8858866B2/en active Active
- 2010-05-20 PL PL12152090T patent/PL2465953T3/pl unknown
- 2010-05-20 ES ES12152090.2T patent/ES2549056T3/es active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB211441A (en) * | 1921-11-11 | 1924-10-30 | Cie Des Forges De Chatillon Co | Process and apparatus for the thermic treatment of steel and alloys susceptible of tempering |
| GB290182A (en) * | 1927-05-05 | 1929-07-04 | Maximilianshuette Eisenwerk | A method of and an apparatus for obtaining uniform hardness when hardening the head of railway rails |
| US2143753A (en) * | 1935-05-03 | 1939-01-10 | Chiers Hauts Fourneaux | Device for handling metal section members, and more particularly rails, in order to harden them |
| RU2161657C2 (ru) * | 1999-04-13 | 2001-01-10 | ГПО "Уральский вагоностроительный завод" | Установка для охлаждения полых изделий |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2779354C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2022-09-06 | ВИСДРИ ИНЖИНИРИНГ энд РИСЕРЧ ИНКОРПОРЕЙШН ЛИМИТЕД | Устройство распылительного охлаждения, способное улучшить плоскостность полосы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2549056T3 (es) | 2015-10-22 |
| EP2465953A3 (en) | 2012-12-12 |
| ITMI20090892A1 (it) | 2010-11-21 |
| EP2465953B1 (en) | 2015-07-08 |
| US20120098171A1 (en) | 2012-04-26 |
| RU2011151839A (ru) | 2013-06-27 |
| EP2465953A2 (en) | 2012-06-20 |
| WO2010133666A1 (en) | 2010-11-25 |
| PL2465953T3 (pl) | 2015-12-31 |
| US8858866B2 (en) | 2014-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2496886C2 (ru) | Охлаждающая ванна для рельсов | |
| CN107949660B (zh) | 酸洗装置以及该酸洗装置的酸洗暂时停止时运转方法 | |
| KR101871124B1 (ko) | 담금질 장치 및 금속재의 제조 방법 | |
| CN203040612U (zh) | 连续式物料浸煮装置 | |
| CN213382920U (zh) | 一种专用于高分子管材生产线上的管材冷却设备 | |
| US20150136182A1 (en) | Continuous-type apparatus for surface treatment of workpieces | |
| CN213854450U (zh) | 一种紊流板式流化床反应釜 | |
| JP3960457B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| CN202543372U (zh) | 镀锌自动生产线的逆流漂洗装置 | |
| JPS6213990Y2 (ru) | ||
| CN213382922U (zh) | 一种高分子管材挤出生产线 | |
| CN212664362U (zh) | 一种电镀加工用水洗槽 | |
| CN219851111U (zh) | 一种水循环的铝制品加工后清洗装置 | |
| CN218846646U (zh) | 一种适用于电石法制作pvc的冷却装置 | |
| CN217948228U (zh) | 一种基于plc自动化控制的镀锌钢丝生产线 | |
| CN215676642U (zh) | 沉降冷却装置 | |
| CN215142648U (zh) | 节水型模组清洗装置 | |
| CN219923930U (zh) | 一种超声波铝丝清洗设备 | |
| KR101126936B1 (ko) | 슬러지 배출이 가능한 린스탱크 | |
| RU2318615C1 (ru) | Способ мойки изделий и устройство для его осуществления | |
| KR20180030664A (ko) | 산세 장치 | |
| CN207468342U (zh) | 一种新型除氧器 | |
| CN105148575A (zh) | 反冲洗装置 | |
| CN206606609U (zh) | 一种易清洗的新型储油罐 | |
| CN115198336A (zh) | 一种晶圆电镀后处理装置及晶圆电镀后处理方法 |