SU1407963A1 - Способ закалки концов рельсов с прокатного нагрева - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области черной металлургии, в частности к термической обработке рельсов. Цель упрощение технологии закалки и повышение качества концов рельсов. После выхода раската из стана осуществл ют охлаждение поверхности катани  головки на локальных участках, соответствующих концам рельсов после порезки, оставл   между смежными закаленными участками зоны, не подвергаемые охлаждению , длиной, равной ширине реза и величине допусков на последующую фрезеровку торцов. Затем провод т порезку раската на мерные длины пилами гор чей резки на неохлажденных участках . Одновременно с пор езкой осуществл етс  самоотпуск закаленных участков за счет остаточного тепла в центральной части головки и шейки рельса. с (С (Л

Description

4

о

СО

о:

CQ

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к термической обработке рельсов.

Цель изобретени  - упрощение тех- пологий закалки и повышение качества концов рельсов.

По предлагаемому способу цикл движени  рельсов в технологическом потоке от стана до холодильника по срав- нению с известным способом при неизменной продолжительности непосредственно закалки (времени охлаждени ) сокращаетс  на 3,5 мин за счет устранени  сдерживающих технологический поток операций передачи и поштучной укладки рельсод на закалочном стеллаже , одевани  и сн ти  закалочных аппаратов , поштучной уборки рельсов со стеллажа на передаточный холодильник отделени  противофлокенной обработки рельсов. Предлагаемый способ предусматривает осуществление закашки рельсовых концов в момент, когда раскат, вышедший из стана, установлен перед пилами, зафиксирован в определенном положении упором и подготовлен к порезке (эти же операции производ тс  и по известному способу), Таким образом , предлагаемый способ не требует проведени  каких-либо дополнительных операций дтг  закалки и, следовательно , дополнительных затрат времени, устран   операции транспортировки при подготовке рельсов к закашке по из- вестному способу. Сокращение времени движени  рельсов в технологическом потоке после стана позвол ет повысить часовую производит-ельность стана с 78,9 до 89,0 т/ч.

Предлагаемый способ по сравнению известным обеспечивает также стабильность процесса закалки, т.е. возможность получений рельсов с одинаковым значени ми твердости на концах. По известному способу после порезки на мерные длины (дл  рельсов Р50 из стали К74 из одного раската вырезают 4 рельса длиной 12,5 м), рельсы поштучно передают на закалочный стеллаж По мере поступлени  на их концы одевают закалочные аппараты и производ  закалку. Из-за затрат времени на транспортировку и укладку рельсов врем  начала закалки первого (по хо- ду движени ) рельса смещено по отно- 1пен1по к началу закалки последнего ; рельса из раската на врем  выполнени указанных операций. За это врем  в

результате естественного охлаждени  температура последнего рельса к моменту начала закалки составл ет 830850 (, в то врем  как на первом рельсе из раската закалка начинаетс  при 900-920 С. Разность температур начал закалки при посто нной дл  всех рельсов ее продолжительности (дл  рельсов Р50 - 55 с) приводит к получению значителсного разброса значений твердости на поверхноти катани  головки обрабатываемых рельсов вследствие наличи  различных температур самоотпуска. Так, при твердости на первом рельсе 331 НВ, твердость на последнем достигает 388 НВ, что находитс  на верхнем пределе требований, согласно которым твердость на концах не должна превышать 402 ПВ. В реальных производственных услови х любые сбои и задержки в движении технологического потока могут привести к получению отдельных рельсов с твердостью, превышающей требовани . Кроме того, столь значительный разброс значений твердости (50- 60 НВ) отрицательно сказываетс  на эксплуатационной стойкости рельсов вследствие различной скорости и величины износа уложенных р дом в пути рельсов.

Указанные недостатки позвол ет устранить предлагаемый способ, по которому закалка рельсовых концов дитс  одновременно по всей длине раската , при этом дл  всех получаемых из раската рельсов обеспечиваютс  одинаковые температурные услови  начала процесса закалки и, как следствие , разброс значений твердости на рельсах сводитс  к минимуму.

Дл  закалки концов рельсов Р50 из стали марки К74 по предлагаемому способу рельсов1з1Й раскат из последней клети стана в положении на боку подаетс  к пилам гор чей резки, где пилой № 3 производитс  технологически необходима  обрезь переднего конца. Затем раскат рольгангом перемещаетс  вперед до упора,и фиксируетс  в этом положении. Рассто ние от упора до пилы и рассто ние между пилами установлено одинаковым и равном 12565 мм с расчетом получени  после охлаждени  и прохождени  всех отделочных операций рельсов длиной12500±6 мм. Р дом с рольгангом со стороны головки рельсового раската расположены восемь закалочных аппаратов: один - у упора

шесть аппаратов возле пилы (по два аппарата с обеих сторон пилы)и один- на рассто нии 12575-15-12560 мм от пыли № 1 против хода движени  раска- та (15 мм - рассто ние от торца рельса до закаленного участка). Закалочные аппараты струевого типа по конструкции аналогичны аппаратам, одеваемым вручную, но без подпружиненного зажима. Аппараты расположены на концах подаюгцих штоков гидро- или пнев- моцилиндров, расположенных перпендикул рно раскату, под действием которых в момент остановки раската у упора осуществл етс  подача всех закалочных аппаратов к участкам головки рельсового проката, соответствующим концам рельсов после порезки. Температура раската к этому времени сое- тавл ет 920-940°С.

В момент контакта закалочного аппарата с раскатом автоматически включаетс  подача воды во все аппараты и производитс  охлаждение в течение 55 с. По прошествии указанного времени подача воды прекращаетс , и аппараты отвод тс  назад. Одновременно начинаетс  движение всех трех пил по направлению к раскату и осуществл етСИ порезка раската на мерные длины. Вырезанные три рельса убираютс  шлеп- пером на холодильник, а остаток с закаленным п тном на головке, соответствующим длине последнего (четвер- того ) рельса, вьгрезаемого из раската подаетс  под упор, -и пилой № 3 отрезаетс  задн   обрезь. Дпина закаленного участка на концах рельсов составл ет 70 мм и при необходимости регулируетс  длиной закалочного аппарата (длина закалочного участка должна находитьс  в пределах 50-80 мм). Твердость поверхности катани  на концах полученных рельсов находитс  в пределах 331--ЗА1 НВ, т.е.  вл етс  стабильной дл  всех рельсов, в то врем  как по известному способу разброс значений твердости составл ет 50-60 НЕ, Глубина закаленного сло  составл ет 8 мм и находитс  в пределах требований ГОСТа.

Закалочные аппараты возле пил установлены таким образом, что между смежными закаленными участками остаетс  зрна, не подвергаема  закалке, дпиной. 40 мм, по оси симметрии которой осуществл етс  рез пилой. Закалочные аппараты возле упора и первый

Q 5 0

5 о Q 5

0

5

по ходу движени  рельса выставлены по отношению к раскату таким образом, что место контакта (закалочное п тно) на рельсах располагаетс  на рассто нии 15 мм от торца.

Длина незакаленной зоны рассчитываетс  таким образом, чтобы после охлаждени  и последующих отделочных операций (правка, фрезеровка торцов; закаленный участок на концах рельса начиналс  не далее 4 мм от торца. В общем случае длина незакаленной зоны рассчитьгоаетс  с учетом следующих параметров: термической усадки рельса после охлаждени , укорочени  рельса после правки, съема металла при фре- зеровке торцов и ширины реза пилой. Вследствие незначительности длины рассматриваемой зоны (до 100 мм)вли нием первых двух параметров можно пренебречь из-за их малости. Таким образом, при расчете длины неохлаждаемой зоны необходимо руководствоватьс  двум  параметрами: съемом металла при фрезеровке торцов и шириной реза. Из практических данных съем металла зависит от длины поступающих на фрезеровку рельсов и может колебатьс  в пределах 5-25 мм на один конец. Ширина реза определ етс  толщиной диска пилы с учетом ее биени . В конкретном примере длина незакаленной зоны равна 40 мм и складываетс  из ширины реза 10 мм (при толщине диска пилы 8 мм и ее биении 2 мм) и участков, оставл емых под фрезеровку (по 15 мм с каждого конца). При данных значени х на обрабать ваемых рельсах закаленный участок головки начинаетс  непосредственно у торца в соответствии с требовани ми ГОСТа.

При сокращении длины незакаленной зоны на величину допусков на последу- дующую фрезеровку наблюдаетс  увеличение времени обработки торцов за счет повьщ1ени  твердости обрабатываемого металла и необходимости снижени  подачи режущего инструмента, что приводит к снижению пропускной способности участка рельсоотделки и сокращению производительнбсти. Аналогичные недостатки возникают при обработке рельсов по предлагаемому способу вообще без наличи  незакаленной зоны В этом случае, к тому же, создаютс  неблагопри тные температурные услови  дл  резки раската (низка  температура металла в месте реза), что

приведет к повьппенному износу зубьев пилы и снижению срока ее службы.

После окончани  охлаждени  (закалки ) головки рельса за счет остаточное го тепла в центральной части головки и шейки рельса происходит разогрев закаленного сло , т.е. происходит процесс самоотпуска. Рост температуры по сло м по направлению к поверхности катани  головки происходит до тех пор, пока не происходит выравнивание температуры в приповерхностных и внутренних сло х головки рельса. В результате самоотпуска температура приповерхностных слоев головки повышаетс  с 250-300°С после закалки до 580-600 с. Процесс самоотпуска начинаетс  непосредственно после окончани  закалки (охлаждени ) и продолжаетс  в данном случае 110-130 с. При достижении на поверхности катани  головки максимальной температуры (около ) процесс самоотпуска прекращаетс , и происходит общее снижение температуры металла за счет естественного охлаждени  рельсов на возду- хе.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ закалки концов рельсов с прокатного нагрева, включающий порезку раската на мерные длины, охлажде-; ние поверхности катани  головки рельса и последующий самоотпуск, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии закалки и повышени  качества коицов рельсов, охлаждение головки провод т на гор чем j acKaTe до порезки на мерные длины на локальных участках соответствующих концам рельсов после порезки, оставл   между смежными закаленными участками зоны, не подвергаемые охлаждению , длиной, равной ширине реза и величине допусков на последующую фрезеровку торцов.