專利名稱：鋼軌的制造方法及其制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼軌的制造方法及其制造設(shè)備，特別是涉及抑制端部彎曲的發(fā)生的效率良好的鋼軌的制造方法及其制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為鋼軌的一般的制造方法，對鋼坯進行加熱，按照規(guī)定的形狀，對其進行熱軋，然后，通過熱軋鋸斷機，基本上按照產(chǎn)品長度進行切斷，接著，根據(jù)所需的機械特性，進行熱處理，或省略該熱處理工序，將其冷卻到常溫，根據(jù)需要，進行矯直，或省略該矯直工序，進行探傷，形狀等的規(guī)定的檢查，形成產(chǎn)品。
為了防止列車通過時產(chǎn)生的鋼軌端部的磨耗，通常，通過焊接方式將幾根鋼軌接合，然后鋪設(shè)。此時，如果焊接面稍有錯位，由于磨耗增加，故嚴格地要求使鋼軌的端面之間接合時的錯位盡可能的小。比如，在JIS E1101中規(guī)定，針對每1.5m的長度，普通的鋼軌中的，50kgN的鋼軌的端部彎曲的允許值在左右和上方為1.0mm以內(nèi)，在下方為0.3mm以內(nèi)。另外，對于近年需求量增加的高速鐵路用，重載鐵道用鋼軌，要求進一步減小端部彎曲度。另外，在最近，在US5018666號，US5419387號文獻等中，公開了通過連續(xù)鑄造，將500英尺以上的超長鋼軌一次性地制造成產(chǎn)品的技術(shù)，但是在實際的制造中，難以實現(xiàn)。
然而，在連續(xù)工藝的鋼軌制造中，鋼軌端部是軋制、矯直非常難于進行的部位，在軋制工序中，難于在鋼軌前端和末端的一定長度范圍內(nèi)，獲得規(guī)定尺寸精度。另外，在必須進行矯直處理的場合，在將多個輥交錯地設(shè)置的輥式矯直機中，相當于2個輥間距的量的，約1～2mm的范圍內(nèi)的端部為未矯直部的所謂死區(qū)，基本上不能夠期待有矯直的效果。
在這樣的狀況，為了滿足上述這樣的端面彎曲的基準，將鋼軌端部的相當大的長度切除，在即使這樣仍無法滿足基準的情況下，通常進行壓力矯直。但是，切除長度越大，成本越高，產(chǎn)品合格率越低。另外，由于在鋼軌的切斷，施壓過程中，花費作業(yè)時間，故如果將這些工序組合到連續(xù)工序中，則形成難關(guān)(ネツク)工序，另一方面，如果形成離線工序，則生產(chǎn)性降低。特別是，如果冷軋鋸斷機以高速進行切斷，由于產(chǎn)生高熱量，僅僅對切斷端部產(chǎn)生熱影響，硬度等性能發(fā)生較大變化，故必須采用限制切斷速度，不產(chǎn)生高溫的特殊裝置。
另外，壓力矯直具有下述問題，即，非常難于滿足微小的尺寸精度，不能夠應(yīng)對今后規(guī)格更加嚴格的情況。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明是為了解決以上這樣的已有技術(shù)的問題而提出的，本發(fā)明提供可使直至形成產(chǎn)品時的一系列的工序?qū)崿F(xiàn)串接，可提高生產(chǎn)性和產(chǎn)品合格率的鋼軌的制造方法和制造設(shè)備。
用于解決上述課題的本發(fā)明的主要內(nèi)容如下所述。
(1)一種鋼軌的制造方法，其特征在于，依照實質(zhì)上的軋制長度，將已進行了熱軋的鋼軌冷卻到常溫，然后，通過至少3臺冷軋鋸斷機，同時按照規(guī)定長度對其進行切斷。
(2)根據(jù)上述(1)所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，進行下述熱處理，即，以1～10℃/sec的冷卻速度，從奧氏體區(qū)域以上的溫度，對熱軋后的鋼軌的至少頭部加速冷卻。
(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，熱軋后的鋼軌的長度在100～200m的范圍內(nèi)。
(4)根據(jù)上述(1)～(3)中的任何一項所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，在冷軋鋸斷機的切斷之前，進行矯直，或省略該矯直，并進行檢查。
(5)根據(jù)上述(4)所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，將通過冷軋鋸斷機矯直的部分切斷。
(6)根據(jù)上述(1)～(5)中的任何一項所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，通過至少3臺冷軋鋸斷機，將軋制長度的一部分切制成產(chǎn)品長度，通過設(shè)置于后段的至少2臺冷軋鋸斷機，按照產(chǎn)品長度對剩余部分進行切斷。
(7)一種鋼軌的制造設(shè)備，其特征在于，其包括運送臺和至少3臺冷軋鋸斷機，該運送臺可使，依照實質(zhì)上的軋制長度冷卻到常溫的鋼軌，沿軋制方向和/或與軋制方向垂直的方向移動，該至少3臺冷軋鋸斷機并排地設(shè)置于該運送臺上。
(8)根據(jù)上述(7)所述的鋼軌制造設(shè)備，其特征在于，1臺以上冷軋鋸斷機的位置固定，其它的冷軋鋸斷機可沿運送臺移動。
(9)根據(jù)上述(7)或(8)所述的鋼軌制造設(shè)備，其特征在于，在軋制后，或在熱處理后，將鋼軌冷卻到常溫的冷卻臺、輥式矯直機、檢查裝置、以及運送臺和冷軋鋸斷機保持連續(xù)。
(10)根據(jù)(7)～(9)中的任何一項所述的鋼軌制造設(shè)備，其特征在于，在上述運送臺的，上述冷軋鋸斷機的后段上，還將2臺以上的冷軋鋸斷機并排地放置該運送臺上。
(11)根據(jù)上述(7)～(10)中的任何一項所述的鋼軌制造設(shè)備，其特征在于，冷軋鋸斷機的臺數(shù)要在根據(jù)軋制長度而獲得的產(chǎn)品數(shù)量加上1而獲得的數(shù)量以上。
(12)根據(jù)上述(7)～(11)中的任何一項所述的制造設(shè)備，其特征在于，在至少1臺以上的冷軋鋸斷機附近，并設(shè)有沖孔機。
附圖的簡要說明

圖1為表示本發(fā)明的鋼軌制造設(shè)備的1個實施例的示意圖；圖2為表示本發(fā)明的冷軋鋸斷機的另一實施例的示意圖；
圖3為表示本發(fā)明的冷軋鋸斷機的還一實施例的示意圖。
用于實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施形式下面根據(jù)附圖所示的實施例，對本發(fā)明進行具體描述。
圖1表示本發(fā)明的鋼軌制造設(shè)備布置的1個實例。通過加熱爐1，將包括規(guī)定的成分的鋼坯加熱到約1300℃，然后，通過多個可逆式，或串列式熱軋機2，使其成形為截面呈鋼軌的形狀。按照本發(fā)明，在連續(xù)的軋制長度的狀態(tài)，在冷卻臺5上，將上述已成形的鋼軌冷卻到常溫。
另外，在上述冷卻臺5上，將該已成形的鋼軌冷卻到常溫之前，在必須進行用于提高至少鋼軌頭部的耐磨性、韌性的熱處理的場合，通過設(shè)置于軋鋼機2的下游側(cè)的熱處理裝置4，事先對其進行熱處理。該熱處理通過公知的方法，從熱軋后的奧氏體區(qū)域以上的溫度，以1～10℃/sec的冷卻速度對其進行冷卻。也可在冷卻開始溫度較低的場合，先于冷卻，進行加熱。從適當?shù)乇ＷC冷卻速度的方面來說，冷卻方法最好采用吹空氣等的氣體，霧的方式。
另外，由于具有下述的情況，即，在軋制過后的鋼軌兩端部，容易產(chǎn)生未軋制部，或較大的彎曲，對此后的運送，矯直等造成妨礙，故可通過設(shè)置于軋鋼機2和熱處理裝置4之間的熱軋鋸斷機3，將軋制后的鋼軌端部的一定長度切除。雖然軋制后的鋼軌長度根據(jù)生產(chǎn)能力，設(shè)備類型而確定，但是從抑制前端和末端的溫度差造成的品質(zhì)差異的目的來說，最好在100～200m的范圍內(nèi)，采用添加該尺寸的程度的切斷余量的長度。
冷卻臺5包括照原樣放置較長尺寸的鋼軌的空間，但是，按照彎曲、或殘余應(yīng)力的值，根據(jù)需要，通過垂直方向和水平方向的各1臺而設(shè)置的輥式矯直機6，對在這里冷卻到常溫的軋制長度的鋼軌進行矯直，然后，在檢查裝置7中，進行缺陷、尺寸等的品質(zhì)檢查，最后，在運送臺9上，通過冷軋鋸斷機8，按照規(guī)定的出廠(產(chǎn)品)長度進行切斷。該冷卻臺、輥式矯直機、檢查裝置、運送臺和冷軋鋸斷機被連續(xù)地設(shè)置，實現(xiàn)串聯(lián)。另外，如果冷卻到常溫的鋼軌彎曲度等在允許范圍內(nèi)，則不必進行特別的矯直。本發(fā)明的最大特征在于，在切斷時，將多個冷軋鋸斷機與運送臺保持平行地設(shè)置，一次性地同時在多個部位進行切斷，另外，在材料經(jīng)過矯直機的場合，上述由冷軋鋸斷機所切斷的部分是在已矯直的部分被切斷的。由于通過在象這樣矯直的部分進行切斷，可在端部，將未矯直部完全切除，故與在中間部進行切斷的場合同樣，可獲得幾乎不產(chǎn)生端部彎曲的鋼軌。
冷軋鋸斷機8采用至少3臺以上同時進行切斷的作業(yè)方案。最好，可設(shè)置根據(jù)軋制長度獲得的產(chǎn)品個數(shù)加1個而得到的數(shù)量以上的臺數(shù)，即，可設(shè)置能夠1次性地將兩端部與中間部全部切斷的臺數(shù)。比如，軋制長度為200m，由此要獲得8根通常采用的25m的鋼軌，可設(shè)置9臺冷軋切斷機。
冷軋切斷機8按照并列的方式設(shè)置于運送臺9上，且配置成彼此之間的間距與產(chǎn)品長度相同。如果產(chǎn)品長度在平時是一定的，則可固定全部的冷軋鋸斷機，雖然可以在傳送鋼軌的同時，將其切斷，但是，在訂購長度不一定固定的場合，最好將作為基準的1臺以上的，比如，一端、或兩端的鋸斷機固定，其它的鋸斷機可根據(jù)所需的長度，沿鋼軌長度方向自由地移動。
另外，雖然具有為了連接，而在鋼軌的端部中心部開設(shè)孔的情況，但是，如果將此目的的沖孔機與冷軋鋸斷機并設(shè)，在切斷的同時進行開孔，則還可使作業(yè)效率提高。
按照產(chǎn)品長度切斷的鋼軌，可通過運送臺9，沿軋制方向、或與該軋制方向相垂直的方向移動，并將其疊置于適合的產(chǎn)品放置的地點，或者直接疊置于輸送機構(gòu)上，將其運出廠。
此外，雖然圖1給出將全部的冷軋鋸斷機排成一排的組成實例，但是，也可象圖2，或圖3所示的那樣，冷軋鋸斷機采用2段的方案，在前段，將軋制長度的一部分按照產(chǎn)品長度切斷，通過設(shè)置于后段的至少2臺冷軋鋸斷機，按照產(chǎn)品長度將剩余部分切斷。這樣的方案在比如，在按照比普通尺寸短地切斷等的情況下，可適當?shù)乜s短切斷程序。或者，在沒有充分的空間的情況下進行設(shè)備布置是有效的。
由于采用以上的鋼軌制造設(shè)備，故即使在不增加去掉長度的總值的情況下，仍可使鋼軌端部的彎曲度非常小。即，雖然在過去的熱軋鋸斷，及其后的熱處理，冷卻中，會產(chǎn)生彎曲，其中，在端部，會殘留有彎曲，但是按照本發(fā)明的方法，由于可在鋼軌中間部，通過軋制，以及進一步的矯直，可以較容易地獲得直線性，故可通過在冷卻后，在中間部進行切斷，而使端部彎曲度非常小。此外，不必將此部分的切除，而且，也不需要采用壓力等方式進行矯直。
另外，在從軋制長度的兩端側(cè)獲得的鋼軌中，雖然一側(cè)的端部彎曲度仍較大，但是可通過只將此部分足夠長度的切頭去除，即可避免彎曲的殘余。即使進行這樣的處理，切除數(shù)量也僅僅為軋制后的兩端部的2個部位，故與已有技術(shù)相比較，去除數(shù)量為幾分之1。因此，即使在充分地增加切除長度的情況下，仍可將因產(chǎn)品合格率低下而對成本的造成的影響抑制在較低程度。
實施例作為本發(fā)明的實例，從大于奧氏體區(qū)域以上的溫度，連續(xù)地以2℃/sec的速度，將進行了加熱軋制、并且除了未軋制部的153m的鋼軌，加速冷卻到約500℃，接著以放置冷卻方式，將其冷卻到常溫，然后，經(jīng)過矯直機和檢查裝置，最后，由7臺冷軋鋸斷機，將兩端作為切頭，分別對其切斷去除1.5m，同時，按照產(chǎn)品長度，將其切斷，最終制成6根25m的鋼軌。
另外，作為比較實例，通過熱軋鋸斷機，將進行了加熱軋制、并去除了未軋制部的153m的鋼軌，切斷成6根25.5m的鋼軌，接著，與本發(fā)明的實例相同，從奧氏體區(qū)域以上的溫度，以2℃/sec的速度，將其加速冷卻到約500℃，接著以放置冷卻的方式，將其冷卻到常溫，然后，經(jīng)過矯直機和檢查裝置，最后，將兩端作為切頭，分別切除0.25m，最終制成6根25m的鋼軌。
通過以上的方法，在本發(fā)明的實例和比較實例中，分別各制造30根鋼軌，并測定垂直方向和水平方向的端部彎曲度。該彎曲度的絕對平均值列于表1中。另外，在本實例中，由于去除長度的總和在本發(fā)明的實例和比較實例中是相同的，故在比較實例中，未充分地消除端部彎曲，與該情況相對，本發(fā)明的實例與比較實例相比較，可抑制1/5左右的彎曲度。另外，若要將比較實例的端部彎曲度減小到與本發(fā)明的實例相同的程度，顯然，必須增加去除量。
表1

產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上述那樣，通過采用本發(fā)明的鋼軌制造方法和設(shè)備，可大幅度地減小鋼軌的端部彎曲度，并且可取消離線的矯直作業(yè)。另外，可減小去除量，并可大幅度地降低成本。
權(quán)利要求
1.一種鋼軌的制造方法，其特征在于，依照實質(zhì)上的軋制長度，將已進行了熱軋的鋼軌冷卻到常溫，然后，通過至少3臺冷軋鋸斷機，同時按照規(guī)定長度對其進行切斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，進行下述熱處理，即，以1～10℃/sec的冷卻速度，從奧氏體區(qū)域以上的溫度，對熱軋后的鋼軌的至少頭部加速冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，熱軋后的鋼軌的長度在100～200m的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，在冷軋鋸斷機的切斷之前，進行矯直，或省略該矯直，并進行檢查。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，將通過冷軋鋸斷機矯直的部分切斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任何一項所述的鋼軌的制造方法，其特征在于，通過至少3臺冷軋鋸斷機，將軋制長度的一部分切制成產(chǎn)品長度，通過設(shè)置于后段的至少2臺冷軋鋸斷機，按照產(chǎn)品長度對剩余部分進行切斷。
7.一種鋼軌的制造設(shè)備，其特征在于，其包括運送臺和至少3臺冷軋鋸斷機，該運送臺，可使依照實質(zhì)上的軋制長度冷卻到常溫的鋼軌，沿軋制方向和/或與軋制方向垂直的方向移動，該至少3臺冷軋鋸斷機并排地設(shè)置于該運送臺上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造設(shè)備，其特征在于，1臺以上冷軋鋸斷機的位置固定，其它的冷軋鋸斷機可沿運送臺移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制造設(shè)備，其特征在于，在軋制后，或在熱處理后，將鋼軌冷卻到常溫的冷卻臺、輥式矯直機、檢查裝置、以及運送臺和冷軋鋸斷機保持連續(xù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7～9中的任何一項所述的鋼軌制造設(shè)備，其特征在于，在上述運送臺的，上述冷軋鋸斷機的后段上，還將2臺以上的冷軋鋸斷機并排地放置該運送臺上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7～10中的任何一項所述的鋼軌制造設(shè)備，其特征在于冷軋鋸斷機的臺數(shù)要在根據(jù)軋制長度而獲得的產(chǎn)品數(shù)量加上1而獲得的數(shù)量以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求7～11中的任何一項所述的鋼軌制造設(shè)備，其特征在于，在至少1臺以上的冷軋鋸斷機附近，并設(shè)有沖孔機。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供可有效地減小鋼軌端部的彎曲度，并且可減小去除量的鋼軌的制造方法和制造設(shè)備，該制造方法的特征在于，根據(jù)實質(zhì)上的軋制長度，將進行了熱軋的鋼軌冷卻到常溫后，由至少3臺冷軋鋸斷機，按照規(guī)定長度同時將其切斷。另外，該鋼軌的制造設(shè)備的特征在于其包括運送臺和至少3臺冷軋鋸斷機，該運送臺可使依照實質(zhì)上的軋制長度冷卻到常溫的鋼軌，沿軋制方向和/或與軋制方向垂直的方向移動，該至少3臺冷軋鋸斷機并排地設(shè)置于該運送臺上。
文檔編號B21B45/02GK1463213SQ02801965
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月30日
發(fā)明者小野寺紀昭, 芝田雅文, 三輪征紀, 藤田和夫 申請人:新日本制鐵株式會社