[發明專利]鋼軌壓型跟端段熱處理裝置及熱處理方法

有效

• 申請號: 201310431374.4
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103540736A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 董彥錄;高凡;張大偉;劉巖;高銀霞;路無窮;程亮
• 申請（專利權）人: 中鐵寶橋集團有限公司
• 主分類號: C21D9/04
• 分類號: C21D9/04
• 代理公司: 杭州中平專利事務所有限公司 33202
• 代理人: 翟中平

技術領域

本發明涉及一種非對稱斷面在線熱處理鋼軌跟端壓型段，通過中頻感應加熱奧氏體化后，實施局部、瞬間軌頭全斷面噴風冷卻，以期達到提高壓型段軌頭表面硬度、硬化層深度、最終與原材性能匹配的鋼軌壓型跟端段熱處理裝置及熱處理方法，屬鋼軌壓型跟端段熱處理裝置制造領域。

背景技術

CN201848499U、名稱“一種AT鋼軌跟端電感應加熱爐”，包括爐體，爐體內設有管狀的耐火隔熱材料的爐膛，其特征在于爐膛外軸向設有兩個并聯的第一和第二電感應加熱線圈，爐體上沿爐膛軸向設有紅外線測溫元件。其不足之處：感應加熱爐膛耐火隔熱材料形狀為圓形管狀設計，爐膛外軸向設有兩個并聯感應加熱線圈，無跟端加熱后全斷面噴風冷卻欠速淬火裝置，無法確保壓型段軌頭表面硬度、硬化層深度、最終與原材性能匹配。

隨著鐵路線路的飛速發展，我國已具備高速鐵路線路設計、制造，并且已形成規模。而重載鐵路線路正在設計制造、實施過程。鐵路線路用鋼軌也隨著鐵路運營速度的提高、重載列車貨運軸重的加大，軌型、材質、性能不斷優化和提高。對于鐵路道岔用鋼軌，鋼廠在線熱處理軌已于2011年通過如：U75V—60AT(60D40)在線熱處理軌、U78CrV(PG4)—60AT（60D40）在線熱處理軌（這種鋼軌硬化層深度大于30mm、硬度大于HB370、強度大于1200MPa，具體見TB/T3109—2012），其強度性能高，硬化層深，滿足重載鐵路線路用鋼軌的技術條件。然而，這種鋼軌制成的尖軌（轉轍器）最終要上道與線路的標準60kg/m鋼軌相聯結，尖軌跟端通過鍛壓成型為60kg/m的標準軌后，才能實現聯結。60AT(60D40)在線熱處理軌跟端經過鍛壓成型后，壓型段硬度、強度大幅度降低，大約硬度為HB280～320。道岔尖軌跟端段強度、硬度低會導致轉轍器的壽命降低，直接影響道岔壽命。因此，尖軌跟端鍛壓后，成型段的熱處理就成為關鍵性的難題。

發明內容

設計目的：避免背景技術中的不足之處，設計一種非對稱斷面在線熱處理鋼軌跟端壓型段，通過中頻感應加熱奧氏體化后，實施局部、瞬間軌頭全斷面噴風冷卻，以期達到提高壓型段軌頭表面硬度、硬化層深度、最終與原材性能匹配，滿足道岔技術條件及線路使用要求的鋼軌壓型跟端段熱處理裝置及熱處理方法。

設計方案：為了實現上述設計目的。本發明在背景技術的基礎上，1、設計并制作與鋼軌壓型跟端外形相仿且長度適宜的中頻感應加熱裝置；設計鋼軌斷面仿形感應線圈，保證壓型跟端斷面與感應線圈間隙尺寸，滿足鋼軌壓型跟端正火加熱溫度均勻及加熱速度的要求。2.設計并制作鋼軌壓型跟端噴風冷卻裝置。3.加熱的鋼軌壓型跟端的金屬噴風冷卻前壓型跟端全斷面處于奧氏體狀態。為此，本裝置在結構設計上分兩部分，首先是設計與跟端成型段長度、斷面形狀相符的中頻感應加熱感應線圈，對于跟端成型段不同斷面部位，設計相應的感應線圈，以保證加熱完成后整個成型段溫度均勻。感應線圈的設計按照電感應加熱原理、電流透入深度計算法、設定合理的工藝參數等使全斷面完全加熱。其次是對于全斷面加熱奧氏體化的壓型段設計一套高壓噴風冷卻裝置，對加熱到均勻奧氏體化的組織的壓型跟端的不同斷面實施相應的噴風冷卻以期達到與斷面相匹配的冷卻速度，保證冷卻均勻，完全形成索氏體組織，達到軌件欠速淬火的目的。其次，設計尖軌跟端成型段的熱處理裝置，對鍛壓成型段進行中頻感應加熱、噴風冷卻，實現壓型跟端的欠速淬火，保證跟端強度滿足道岔制造技術條件。本裝置設計成型段中頻加熱感應線圈、進行加熱，設計噴風冷卻裝置進行跟端段的冷卻，本裝置實施后，完全滿足尖軌壓型跟端熱處理后性能、硬度，達到與整個尖軌性能匹配，提高道岔尖軌使用壽命。

技術方案1：一種鋼軌壓型跟端段熱處理裝置，包括軌頭前端風箱和軌頭后端風箱，軌頭前端風箱和軌頭后端風箱一字形對接且軌頭前端風箱和軌頭后端風箱結構相同，其軌頭前端風箱中的軌頭左風箱端板和軌頭右風箱端板與槽形軌頭風箱蓋板兩端焊接，槽形軌頭風箱蓋板的槽口座在軌頭后端風箱底板，進風嘴分布在槽形軌頭風箱蓋板的兩側且與槽形軌頭風箱蓋板中槽相通，鋼軌壓型跟端中頻感應加熱鍛造與正火爐安裝于壓力機前端，爐內設置有仿形加熱感應圈。