用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火裝置及方法與流程

2023-06-01 17:55:01 1

本發明涉及熱處理領域，更具體地說，涉及一種用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火裝置及方法。

背景技術：

眾所周知，淬火冷卻要求高、技術難度大，一直是熱處理生產關注的重點。如果鋼件淬火冷卻速度過慢，就不能獲得要求的淬火硬度和淬硬層深度；而冷卻速度過快，又可能引起淬裂和過深的淬硬層。同時，淬火冷卻速度過快或冷卻速度不足，都可能引起工件的超差變形。不僅如此，冷卻過程中，工件的形狀越複雜，不同部位溫度差就越大，要得到不淬裂和沒有超差變形就越難。所有迫切的需要開發出一種新的淬火冷卻方式，來穩定的實現鋼件高質量的批量化生產。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，提供一種用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火裝置及方法，可以加快鋼軌淬火的速度，並明顯提高產品合格率。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：構造一種用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火裝置，包括風機、風管、蒸汽管和複合管，所述風管與風機連接，所述風管和蒸汽管與複合管連接，所述複合管內部為套管結構，其內部為與蒸汽管連接的通道，外部為與風管連接的通道，所述複合管的端部設有噴嘴，所述風管上設有風量控制閥，所述蒸汽管上設有蒸汽控制閥。

本發明還提供了一種用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火方法，包括以下步驟：

s1、熱軋鋼軌進入鋼軌接收輥道；

s2、對鋼軌進行翻鋼和矯直；

s3、鋼軌在750℃以上進入淬火機，採用權利要求1中所述的淬火裝置對鋼軌進行風結合蒸汽的淬火，鋼軌冷卻至450～500℃，淬火時間為200s以上。

上述方案中，冷卻風通入的冷卻速率為5-10℃/s，蒸汽通入的蒸汽量速率為5-10℃/s風和水蒸氣混合的冷卻速率最大為20℃/s。

實施本發明的用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火方法，具有以下有益效果：

1、本發明採用風加蒸汽的冷卻方式進行鋼件熱處理，在風冷管中設置蒸汽管，在對鋼軌表面進行淬火處理吹風的同時進行噴蒸汽冷卻。本發明通過蒸汽冷卻可以有效的加大鋼軌淬透深度，改善鋼軌組織，提高淬火鋼軌質量和性能。

2、經濟環保，可以明顯減少淬火設備投入，並滿足節能環保要求。

3、可以方便穩定地改善鋼件的性能，擴大鋼件在各領域的使用範圍，使其滿足在鐵路、機械製造等高質量要求，開拓新市場，提高競爭力，創造更大的經濟效益。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火裝置的示意圖；

圖2是用於鋼軌的風結合蒸汽方法的曲線示意圖；

圖3是鋼軌斷面示意圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

如圖1所示，本發明用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火裝置包括風機、風管、蒸汽管和複合管。

風管與風機連接，風管和蒸汽管與複合管連接。複合管內部為套管結構，其內部為與蒸汽管連接的通道，外部為與風管連接的通道，即在風冷管中設置蒸汽管。複合管的端部設有噴嘴，風管上設有風量控制閥，蒸汽管上設有蒸汽控制閥。風量調整通過風量控制閥門調節，蒸汽量調整通過蒸汽控制閥門調節，根據淬火件淬火所需的冷卻速度，通過調節對應閥門來控制淬火冷卻速度。

如圖2所示，本發明還提供了一種用於鋼軌的風結合蒸汽的淬火方法，包括以下步驟：

s1、熱軋鋼軌進入鋼軌接收輥道，溫度在850℃左右；

s2、對鋼軌進行翻鋼和矯直，中間採取保溫措施，避免鋼軌溫度快速下降；

s3、鋼軌在750℃以上進入淬火機，採用上述的淬火裝置對鋼軌進行風結合蒸汽的淬火，鋼軌冷卻至450～500℃，淬火時間為200s以上。冷卻風通入的冷卻風速率為5-10℃/s，蒸汽通入的蒸汽量速率為5-10℃/s，風和水蒸氣混合的冷卻速率最大為20℃/s，最小可調。

在空氣乾燥且天氣炎熱時，用純風冷淬火工藝，即使壓力及流量均足夠大時，淬透深度也不能100％達到要求，而加入蒸汽後就能解決這一問題。

本發明還提供了具體實施例如下：

採用鋼種為u75v的60at鋼軌試驗，分別採用純風冷淬火及風+蒸汽淬火，得到試驗數據如下：

1)軌面硬度

表1鋼軌頂面硬度及鋼軌抗拉強度

2)斷面硬度

表2軌斷面硬度

鋼軌斷面如圖3所示，第1點距離表面5mm，其餘點間距均為5mm，d、e線與下顎距離為5mm，b、c線為a、d和a、e線的角平分線。

3)顯微組織

風淬火鋼軌全斷面的顯微組織應為珠光體組織，含少量的鐵素體，部分鋼軌含有少量馬氏體、貝氏體及晶界滲碳體。風+蒸汽淬火鋼軌全斷面的顯微組織應為珠光體組織，含少量的鐵素體，不含馬氏體、貝氏體及晶界滲碳體。

從試驗數據可以看出，用純風冷淬火工藝，即使壓力及流量均足夠大時，淬透深度也不能100％達到要求，而加入蒸汽後就能解決這一問題。風結合蒸汽淬火方式相比風淬火方式，可以有效的加大鋼軌淬透深度，改善鋼軌組織，提高淬火鋼軌質量和性能；且風結合蒸汽淬火方式清潔環保，高效節能。

上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。