技术领域
[0001] 本
发明涉及用于
轧制的轨道的热处理的在线上工艺，所述工艺用于改进轨道头部的至少一个表
面层的
力学性能，并且涉及用于轨道的热处理的装置，具体地涉及用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的装置。
背景技术
[0002] 在已知技术中包括用于轧制的轨道的热处理的装置和工艺的不同的解决方案，这些装置和工艺具体地涉及通过淬火操作使头部硬化。
[0003] 这些装置中的许多不是与
轧机机架(rolling stand)在一条线上排列的。这意味着在进行淬火热处理之前轧制的轨道的囤放和其后续的加热具有可观的
能量消耗和低效率。
[0004] 在其他系统中，替代地，这些装置沿
轧制线排列：轧制的轨道被卸载在固定于地面的辊台(roller table)上；然后，轨道被操作器取出，上述操作器包括精密的杠杆系统，并在轨道经受热处理期间控制轨道的操纵；以及轨道最终通过合适的弹射机构而被弹射至冷却床或者板上。
[0005] 被加热或者直接来自轧机的轨道通过使用向轨道头部上注射冷却
流体(
水、空气或者与空气混合的水)的喷射
喷嘴，或者通过将轨道头部浸入容纳冷却流体的罐中而经受快速冷却。
[0006] 当使用喷射喷嘴时，由于轨道的某些部分中的
温度不均匀性以及由于后续的不同的
热膨胀，会出现轨道在长度方向上扭曲的
缺陷。
[0007] 虽然任何情况下，热轨道的基部和已冷却的头部之间的温度差都导致轨道的弯曲，但是当替代地使用浸泡罐时，实现了在长度方向上更好的冷却均一性；缺点是所采用的操作器的刚性不足，并且不足以抵抗和抑制所述弯曲。这样的操作器的另一个缺点是，在处理期间，操作器始终在相同的
支点与轨道
接触，因此在轨道本身上产生不期望的“冷”区域。
发明内容
[0008] 本发明的主要目的是获得轧制的轨道的在线上热处理的新工艺，所述新工艺确保在轨道头部的整个预先确定的表面厚度中获得均一的精细的珠光体结构，由于改进的韧性，该轨道特别地适合于在非常冷的环境中的使用。
[0009] 本发明的另一个目的是获得用于轨道的热处理的装置，所述装置与轧制系统成一条线放置，与现有的装置相比，本装置结构上简单，具有高的坚固性，并且需要较少的维护。本发明旨在通过提供用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的工艺来实现以上所公开的目的，所述工艺包括以下步骤：
[0010] 轨道的在空气中的第一冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到至少720℃；通
过冷却流体的第二冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到比Ar3温度高50℃至150℃，以避免从奥氏体向珠光体的
相变；
[0011] 在空气中的具有预先确定的持续时间的第三冷却步骤，凭借第三冷却步骤，表面温度平衡直至轨道头部的表面层的温度，所述表面层具有在距离表面15mm至25mm之间的范围的深度；
[0012] 通过冷却流体的第四冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到低于500℃，凭借第四冷却步骤，从奥氏体向珠光体的相变发生；
[0013] 其中所述珠光体在所述表面层中具有带有精细的粒度的均一的结构。
[0014] 本发明的另一个方面提供用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的装置，所述装置包括至少一个可移动的台车，所述可移动的台车则包括：
[0015] 纵向的辊台，所述辊台包括辊对，辊对适合于沿轧制轴接收从所述系统排出的轨道，保持轨道的轧制
位置，所述辊台适合于围绕平行于轧制轴的纵向轴旋转，以使轨道头部朝向下方；以及纵向的罐，所述纵向的罐用于容纳冷却流体，轨道头部可被浸泡在冷却流体中。
[0016] 有利地，本发明的装置包括至少一个辊台，所述辊台允许优选地沿轧制线引
导轨道，从而保持与轨道从最后的轧机机架排出的位置相同的位置，即轨道的对称轴保持在基本上水平的位置。相同的辊台还提供对轨道的稳固的支持、在热处理期间对轨道的操纵以及将轨道卸载在
冷却板上。因此，根据本发明的装置的辊台以与传统的辊台不同的方式执行所有这些功能，而传统的辊台，替代地，仅用于转运轧制的轨道，并且因此需要与专用的操作器装置相结合。
[0017] 本发明的装置的进一步的优点表现为所述装置提供两个具有轮子的辊台，辊台交替地并且以轴向与轧制线对准，允许对两个轨道的几乎同时的热处理，改进了所述系统的生产量。以这种方式，与使用已知的装置实现的生产量相比，实现了两倍的生产量，并具有在8m/s至10m/s之间的范围的轧制速率。
[0018] 有利地，将轨道的整个长度浸泡在罐中确保处理的均匀性，由于本装置的刚性，轨道的热
变形被实质上避免或者被减少至最小，并且还确保了对最后的冷却步骤的操纵的更大的灵活性，最后的冷却步骤对于获得最终所期望的结构是最重要的。精细的珠光体晶粒的结果取决于该最后步骤中的冷却速率以及取决于在轧机机架中获得的材料的变形。因此，优选高冷却速率，高冷却速率在任何情况下都不导致不期望的
贝氏体和/或贝氏体-索氏体结构的形成。
[0019] 根据本发明的工艺有利地提供四个冷却步骤，其中两个通过空气以及两个通过具有添加剂的水或者通过其他合适的
冷却液体。通过这种工艺所获得的轨道的头部显示以下性质：高硬度(340-420HB)；高
耐磨性；足够的韧性；高耐疲劳性；在非常低的操作温度(直至-600℃)下保持上文所述的力学性能；至少15-25mm的深度的均一的精细珠光体结构；在处理结束时，轨道的良好的表面
质量和良好的平直度；不存在表面微裂纹。
具体实施方式
[0020] 用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的工艺来实现以上所公开的目的，所述工艺包括以下步骤：
[0021] 轨道的在空气中的第一冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到至少720℃；通过冷却流体的第二冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到比Ar3温度高50℃至150℃，以避免从奥氏体向珠光体的相变；
[0022] 在空气中的具有预先确定的持续时间的第三冷却步骤，凭借第三冷却步骤，表面温度平衡直至轨道头部的表面层的温度，所述表面层具有在距离表面15mm至25mm之间的范围的深度；
[0023] 通过冷却流体的第四冷却步骤，直到轨道头部的表面温度达到低于500℃，凭借第四冷却步骤，从奥氏体向珠光体的相变发生；
[0024] 其中所述珠光体在所述表面层中具有带有精细的粒度的均一的结构。
[0025] 本发明的另一个方面提供用于从轧制系统排出的轨道的在线上热处理的装置，所述装置包括至少一个可移动的台车，所述可移动的台车则包括：
[0026] 纵向的辊台，所述辊台包括辊对，辊对适合于沿轧制轴接收从所述系统排出的轨道，保持轨道的轧制位置，所述辊台适合于围绕平行于轧制轴的纵向轴旋转，以使轨道头部朝向下方；以及纵向的罐，所述纵向的罐用于容纳冷却流体，轨道头部可被浸泡在冷却流体中。
[0027] 有利地，本发明的装置包括至少一个辊台，所述辊台允许优选地沿轧制线引导轨道，从而保持与轨道从最后的轧机机架排出的位置相同的位置，即轨道的对称轴保持在基本上水平的位置。相同的辊台还提供对轨道的稳固的支持、在热处理期间对轨道的操纵以及将轨道卸载在冷却板上。因此，根据本发明的装置的辊台以与传统的辊台不同的方式执行所有这些功能，而传统的辊台，替代地，仅用于转运轧制的轨道，并且因此需要与专用的操作器装置相结合。
[0028] 本发明的装置的进一步的优点表现为所述装置提供两个具有轮子的辊台，辊台交替地并且以轴向与轧制线对准，允许对两个轨道的几乎同时的热处理，改进了所述系统的生产量。以这种方式，与使用已知的装置实现的生产量相比，实现了两倍的生产量，并具有在8m/s至10m/s之间的范围的轧制速率。
[0029] 有利地，将轨道的整个长度浸泡在罐中确保处理的均匀性，由于本装置的刚性，轨道的热变形被实质上避免或者被减少至最小，并且还确保了对最后的冷却步骤的操纵的更大的灵活性，最后的冷却步骤对于获得最终所期望的结构是最重要的。精细的珠光体晶粒的结果取决于该最后步骤中的冷却速率以及取决于在轧机机架中获得的材料的变形。因此，优选高冷却速率，高冷却速率在任何情况下都不导致不期望的贝氏体和/或贝氏体-索氏体结构的形成。
