Способ термообработки рельсов

 

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано при изготовлении рельсов. Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости путем уменьшения неравномерности твердости по длине рельса. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе, предусматривающем объемный.нагрев до температуры аустенизации, закалку и самоотпуск, нагрев концевых участков рельса длиной до 1 м производят до температур на 50-80 С вьш1е, чем на осталыкй длине рельса. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 21 D 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4159880/23-02 (22) 10.12.86 (46) 30.05.88. Бюл. М 20 (71) Днепровский металлургический комбинат им, Дзержинского (72) Е.А.Мильман, С,Г.Гончаренко, В.А. Изюмский, В,А.Дроворуб и В.А.Мирс1шкин (53) 621.785.79(088.8) (56) Производство и термическая обработка рельсов./Под ред. В.В.Лемпицкого и Д.С.Казарновского. N.: Металлургия, 1972, с. 272.

Авторское свидетельство СССР

Ф 485160, кл. С 21 D 9/04, 1973.

„„SU„» 1399359 А 1 (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ (57) Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано при изготовлении рельсов.

Цель изобретения - повьппение эксплуатационной стойкости путем уменьшения неравномерности твердости по длине рельса. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе, предусматривающем объемный. нагрев до температуры аустенизации, закалку и самоотпуск, нагрев концевых участков рельса длиной до 1 м производят ° о до температур на 50-80 С вьппе, чем на остальной длине рельса. 1 табл.

1399359

Предлагаемый способ может быть

-реализован при термообработке рельсов с использованием печного объемного нагрева на агрегате, например, роликового типа. Нагрев рельсов производят до 820-840 С, при этом концевые участки рельсов нагревают до темпера . тур на 50-80 С выше, чем на остальной длине, Нагретый таким образом рельс

Изобретение относится к термическфй обработке стали и может быть исп< льзовано при изготовлении рельсов.

Цель изобретения — повышение э сплуатационной стойкости путем у еньшения неравномерности твердости п длине рельса.

Сущность изобретения заключается

ai следующем. f0

Нагрев концевых участков рельсов д более высоких температур позволяе компенсировать более высокую скор сть охлаждения этих участков на в здухе при транспортировке рельсов 15 о печи и обеспечивает равенство темп ратур по длине рельса к моменту н чала закалки, Кроме того, способом предусматрив ется также путем регулирования при н греве величины перепада температур н концах и в середине рельса получен е к моменту начала закалки рельсов с заданной неравномерностью распредел ния температур по длине, в частност с сохранением (с меньшим перепадом, ч м при нагреве) повышенной температур на концевых участках рельса. Это п зволяет в процессе закалки комлекс ровать повышенную скорость охлажде- З0 н я концов рельса, имеющих большую и. ощадь теплоотдачи.

За счет выравнивания скоростей охл дения различных участков по длине р льса достигается одновременность п охождения структурных превращений и получение структур закаленного слоя, и еющих одинаковую твердость.

Ограничение длины концевых участк< в, подвергаемых нагреву до более вы 40 с ких температур, обусловлено харакv<)poM распределения твердости по длинф рельса при термообработке по изве-. с ному способу. Наибол::шую твердость и9 еют участки рельса у торцов, затем 45 н расстоянии около 1 м она постепеннф снижается и на остальной части длинф рельса (около 1О м) остается практ чески постоянной., Поэтому нагрев до б лее высоких температур участков рельса длиной более 1 м от торцов при« в >дит к получению неравномерной по д ине твердости на поверхности катан я головки рельса.

Заявленный диапазон повышения тем-5

") ппературы концевых участков рельса по сравнению с температурой на остальной д ине рельса обусловлен необходимрстью компенсировать тепловые потери концевых участков при охлаждении рельса. Перепад температур по длине рельса к моменту начала закалки зависит от продолжительности операций транспортировки, кантовки и т.п. и составляет на основании практических дано ных 40-бО С, С учетом неравномерности охлаждения концевых и срединных участков рельса при закалке укаэанный пео репад возрастает и достигает 50-80 С.

Таким образом, путем нагрева концевых участков рельса до температур на 50а

80 С вьппе, чем на остальной длине рельса, обеспечивается равномерность температурного поля по длине рельса в процессе закалки.

При нагреве с перепадом температур между концевыми и средними участками рельса менее 50 С или более 80 C не достигается равномерность охлаждения, возникает перепад значений твердости закаленного слоя по длине рельса: в первом случае твердость на концах вьппе, чем на середине рельса, во втором наоборот, ниже.

Неравномерный по длине нагрев рельсов с увеличением температуры ме- талла на концевых участках длиной до .1 м осуществляют в проходных нагревательных печах путем увеличения подачи газа в крайние горелки последних двух зон и копильника. За счет реверсивного передвижения рельсов в печи на длину межроликового расстояния (" покачивания" ) обеспечивается равномерный нагрев концевых участков рельсов на длине до 1 м с постепенным снижением температуры

I по направлению к середине до уровня температуры остального рельеа, При отсутствии возможности индивидуального регулирования подачи газа в горелки или невозможности увеличить температуру факела концевых горелок положительный эффект достигается путем ус тановки дополнительных горелок в ука занных зонах рядом с действующими концевыми горелками, 9359

25

50 з 139 в положении головкой вниз передвигается через закалочный агрегат, где

-головка. рельса подвергается закалке с помощью спрейеров, После окончания закалки за счет остаточного тепла в головке и шейке рельса происходит процесс самоотпуска.

Пример. Способ был опробован в промышленных условиях при термообработке рельсов Р50 из конвертерной стали. Нагрев осуществляли в проходной нагревательной печи с роликовым подом, в боковых стенках которой между роликами печного рольганга в два ряда по высоте (над роликами и под роликами) установлены инжекционные горелки, Горелки имеют индивидуальную подачу газа в зависимости от требуемой температуры. По длине печь разбита на семь зон: шесть зон служат для нагрева рельсов до 820840 С, а седьмая служит копйльником, поддерживающим температуру рельсов во время выдачи из печи. Температурный режим печи был следующим: в 1 и 2 зонах 750-780 С, в 3 и 4 800-820 С, . в 5, 6 и 7 820-840 С. Нагретые рельсы в момент выдачи имели температуру

830 С. Нагрев концевых участков рельса длиной до 1 м осуществляли путем увеличения подачи газа в горелки, расположенные по краям 5, 6 и 7-ой зон. 3а счет регулирования подачи газа в эти горелки получали рельсы с повышением температуры на концах от .

40 до 80 С. После нагрева рельсы скантовывали в положение головкой вниз и задавали в рельсозакалочный агрегат роликового типа, где головка движущегося с определенной скоростью рельса охлаждалась спрейерами, установленными между транспортирующими роликами, Температура рельса к момено ту начала закалки снизилась до 800 С, при этом температура концевых участ- . ков рельса в зависимости от режима нагрева находилась в пределах 780880 С, Для сравнения часть рельсов была нагрета по существующему режиму (равномерно по длине). Для всех опытных и сравнительных рельсов режим закалки был установлен постоянным.

Результаты опробования приведены в таблице, В результате опробования было установлено следующее: при термообработке по существующей технологии (с равномерным по длине нагревом) перепад твердости поверхности катания головок по длине рельса составляет

30-40 НВ; увеличение температуры нагрева концевых участков рельса приводит к снижению перепада твердости по длине рельса; при увеличении температуры концевых участков на о

50-80 С перепад твердости по длине не превышает 10 НВ; при нагреве с о перепадом температур менее 40 С и о более 80 С перепад твердости по длине увеличивается.

Использование способа термообра" ботки рельсов с дифференцированным по длине рельса нагревом обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества: выравнивание значений твердости по длине рельса; получение однородных структур зака-.ленного слоя на различных участках по длине рельса; повышение за счет этого эксплуатационной стойкости

30 рельсов в пути на 37..

Кроме того, выравнивание твердости по длине позволяет производить термообработку рельсов с получением твердости по всей длине на верхнем

З5 пределе требований технологических условий (388 НВ), что в условиях постоянно возрастающих нагрузок на рельсы в связи с резкой интенсификацией работы железнодорожного транс4р порта повышает эксплуатационную стойкость рельсов на 77..

Формула изобретения

Способ термообработки рельсов, .включающий объемный нагрев выше Ас

45 с заданным распределением температуры по длине рельса, закалку его головки, самоотпуск, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости путем уменьшения неравномерности твердости по длине рельса, нагрев концевых участков длиной не более

1 м осуществляют до температур на

50-80 С выше остальной части рельса.

1399359

-40-60

Известный

Предлагаемый + 40

Предлагаемый + 50

-l0-0

+0-10

+ 60

+ 80

+ 90

+30-40

Л р и м е ч а н и е. Знаком "+" указано превышение твердости концевых участков на указанную величину; знаком "-" снижение твердости по сравнению с твердостью на остальной длине рельса.

Составитель А Кулешин

Техред M.äèäûê Корректор О.Кравцова

11едактор Н.Киштулинец

"1аказ 2643/29 Тираж 545 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1i3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

+ 10-15

+10-20

+20-30

Перепад твердости на конЦах и по середине рельса, НВ

+ 30 50

+20 30

+10-15

+ -10

+0-10

-0-10

-20-30