專利名稱：用于鋼軌淬火的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋼軌、特別是成型行車道軌淬火的裝置，所述鋼軌、特別 是成型行車道軌具有需要時(shí)各自不同的橫截面形狀和大于50m的長(zhǎng)度，淬火通過在整個(gè) 鋼軌長(zhǎng)度上各自鋼軌橫截面的至少一部分在冷卻劑中進(jìn)行冷卻來實(shí)現(xiàn)，該裝置由輥道區(qū) 域內(nèi)的橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、矯正機(jī)構(gòu)(Richtmitteln)和用于在裝置上傳送鋼軌的機(jī)械手、至少 一個(gè)帶有各自一個(gè)裝有冷卻劑的槽或池的定位機(jī)構(gòu)以及冷卻床組成。
背景技術(shù)：
由含碳的需要時(shí)低合金的鋼組成的鋼軌在軋制后傳送到冷卻床上并被冷卻，這 種鋼軌毫無例外地具有珠光體組織，其中，材料具有與此相應(yīng)的機(jī)械特性。為特別是在 高軸荷重以及需要時(shí)列車的高速情況下和窄彎道上減少鋼軌磨損，依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可以通 過特殊的熱處理這樣調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，以使得至少使承受負(fù)荷的軌頂具有高硬度、高耐磨 強(qiáng)度和低裂紋形成，也就是說，軌道上的鋼軌具有得到改進(jìn)的使用性能。用于通過在鋼軌冷卻時(shí)有針對(duì)性構(gòu)成組織結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)鋼軌的淬火的裝置可以為 連續(xù)通過噴淋冷卻裝置或者為浸入冷卻劑內(nèi)構(gòu)成。鋼軌淬火的連續(xù)式噴淋冷卻設(shè)備一般情況下雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是占地面積 大、所需的工藝復(fù)雜并在生產(chǎn)過程中也不能有效排除鋼軌的不希望的質(zhì)量波動(dòng)。此外， 通常在連續(xù)式噴淋機(jī)構(gòu)上不能根據(jù)變換的橫截面輪廓如尖軌、槽形軌、寬底鋼軌等以所 需的程度準(zhǔn)確協(xié)調(diào)冷卻，其中，橫截面區(qū)域連續(xù)冷卻時(shí)的扭曲還可能導(dǎo)致不均勻的冷卻 劑加載并因此導(dǎo)致材料在鋼軌長(zhǎng)度上淬火波動(dòng)。已經(jīng)有人提出，在鋼軌噴淋調(diào)質(zhì)時(shí)使鋼軌保持不動(dòng)或者僅略微移動(dòng)，優(yōu)選輪流 以各個(gè)的噴淋機(jī)構(gòu)距離移動(dòng)。此外，公知用于熱調(diào)質(zhì)鋼軌和/或者熱調(diào)質(zhì)鋼軌橫截面部分的裝置構(gòu)建有用于 鋼軌的一個(gè)或者多個(gè)浸入槽。在連續(xù)制造高速軋制的淬火鋼軌方面AT 410 549 B已經(jīng)提出，至少兩個(gè)液體 冷卻裝置各自與一個(gè)定向機(jī)構(gòu)平行設(shè)置并在輥道輥?zhàn)又g設(shè)有帶軋件支架的橫向輸送機(jī) 構(gòu)，以便將鋼軌從輥道傳送到冷卻裝置的機(jī)械手并隨后從機(jī)械手傳送到冷卻床的支架區(qū) 內(nèi)。這樣通過調(diào)質(zhì)設(shè)備可以達(dá)到鋼軌產(chǎn)出量的提高。然而鋼軌從軋機(jī)機(jī)架的排出、在輥 道上的定向和轉(zhuǎn)動(dòng)在主動(dòng)定向機(jī)構(gòu)上不能不受限制地進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在此消除不足并在于下述目的，即提供一種用于鋼軌，特別是成型行車 道軌淬火的開頭所述類型的裝置，利用該裝置可以在具有高度安全性的高產(chǎn)出下經(jīng)濟(jì)地制造高質(zhì)量的鋼軌。具體地說，一種相應(yīng)于目的的設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有-機(jī)械手，用于無阻礙迅速傳送從軋機(jī)排出的鋼軌，其可以使鋼軌軸向定向以及 實(shí)現(xiàn)尺寸準(zhǔn)確裝入定位機(jī)構(gòu)內(nèi)和/或者實(shí)現(xiàn)放置到轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)上和/或者放置到冷卻床上，-定位機(jī)構(gòu)，用于無扭曲的夾緊和/或者-淬火機(jī)構(gòu)，可與定位機(jī)構(gòu)共同作用地被使用，其中-控制機(jī)構(gòu)，通過其可以在鋼軌的冷卻過程中使得設(shè)備組件為了循環(huán)浸入鋼軌的 頂和/或者橫截面其他部分和/或者整個(gè)表面能夠相互協(xié)調(diào)。該目的依據(jù)一種分類的裝置由此得以實(shí)現(xiàn)，即機(jī)械手由夾鉗形成，夾鉗具有抓 臂，這些抓臂分別構(gòu)成有使鋼軌的頂軸向定向的定中心件和使軌腳橫截面對(duì)齊保持的抓 取件并以這種方式使得鋼軌能夠尺寸準(zhǔn)確地送入定位機(jī)構(gòu)內(nèi)并能夠使鋼軌固定在該定位 機(jī)構(gòu)內(nèi)。采用依據(jù)本發(fā)明的機(jī)械手所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)主要在于，機(jī)械手對(duì)齊的夾鉗具有帶定 中心件和抓取件的抓臂，從而鋼軌直接在最后的軋制道次及其在軋制熱度中的輥道上排 出之后，也就是在材料的延性或相當(dāng)大程度的塑性狀態(tài)下，在夾鉗件閉合時(shí)可以首先將 頂側(cè)軸向定向，接著將軌腳的橫截面對(duì)齊地保持并且在此鋼軌在始終相同方式的軸向轉(zhuǎn) 動(dòng)之后能夠被送入定位機(jī)構(gòu)內(nèi)或者放置在冷卻床上。利用水平定向的、對(duì)齊的軌腳將鋼 軌懸掛送入定位機(jī)構(gòu)內(nèi)的這種方式的另一優(yōu)點(diǎn)是，在該定位機(jī)構(gòu)內(nèi)軌腳的位置始終相同 地存在并在不對(duì)稱的橫截面輪廓情況下，也可以保證該位置保持不變。夾鉗在此環(huán)繞共用的軸至少以一定的角量同時(shí)同向可轉(zhuǎn)動(dòng)地實(shí)施，以便能夠?qū)?鋼軌從不同的輥道位置，例如從平放位置軌頂側(cè)定向、橫截面對(duì)齊地保持并能夠通過軸 向轉(zhuǎn)動(dòng)尺寸準(zhǔn)確地送入定位機(jī)構(gòu)內(nèi)。在鋼軌從定位機(jī)構(gòu)輸出的過程中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)夾鉗可以具有優(yōu)點(diǎn)地以所期望的橫 截面位置將鋼軌放置到轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)上和/或者冷卻床上。如果機(jī)械手每IOm槽長(zhǎng)形成有多于兩個(gè)的夾鉗，則定向的鋼軌可以以具有優(yōu)點(diǎn) 的高精度在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行傳送。無論是功能技術(shù)方面還是在考慮到定向和抓取性能的情況下有利的是，機(jī)械手 各自形成一個(gè)可同樣方式地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的或進(jìn)行調(diào)整的抓臂。機(jī)械手和所屬的傳送機(jī)構(gòu)可以以具有優(yōu)點(diǎn)的方式以大于最大鋼軌高度的距離在 輥道上方橫向運(yùn)動(dòng)和僅夾鉗的抓臂可以部分地在輥道的輥?zhàn)又g為接收鋼軌垂直下降， 在淬火裝置內(nèi)運(yùn)送鋼軌的同時(shí)，輥道端部區(qū)域加載從軋機(jī)排出的鋼軌不受干擾地保持， 從而確保淬火裝置的高度靈活性和高效率或高產(chǎn)出。該目的依據(jù)本發(fā)明通過一種開頭所述類型的用于鋼軌淬火的裝置此外由此得以 實(shí)現(xiàn)，即定位機(jī)構(gòu)水平對(duì)齊地具有大量的保持組件，其帶有用于懸掛送入的鋼軌的腳的 接觸件，軌腳分別能夠在接觸件上通過可松開的夾緊元件或壓緊件防扭曲地在鋼軌的軸 向上水平地固定。采用依據(jù)本發(fā)明的定位機(jī)構(gòu)達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)主要在于，該定位機(jī)構(gòu)由具有各自兩個(gè) 接觸件和兩個(gè)壓緊件的以高精度水平對(duì)齊的保持組件形成。這樣來自具有奧氏體組織的 軋制熱度的鋼軌可以由機(jī)械手軸向定向地在所期望的確定位置裝入帶有用于軌腳的各自兩個(gè)接觸件的保持組件內(nèi)，該鋼軌通過各自兩個(gè)夾緊元件防移動(dòng)和防彎扭地固定，這種 固定在例如在軌頂?shù)睦鋮s階段中在較大力的影響下也以高精度保持不變。用于軌腳的保 持組件和壓緊件或夾緊元件在定位機(jī)構(gòu)的縱向延伸中各自類型相同地設(shè)計(jì)，從而具有優(yōu) 點(diǎn)的是固定鋼軌時(shí)絕對(duì)不出現(xiàn)彎曲力矩。事實(shí)證明有益的是，鋼軌兩側(cè)通過定位機(jī)構(gòu)組件的用于軌腳的接觸件和可松開 的夾緊機(jī)構(gòu)不可運(yùn)動(dòng)地保持和各個(gè)組件的其余接觸件和元件允許在鋼軌縱向上的移動(dòng)。 由此在冷卻或熱處理期間鋼軌也可以穩(wěn)定在所期望的橫截面位置上，其中，由材料收縮 所產(chǎn)生的縮短由于移動(dòng)而無表面損壞。該目的在一種依據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求前序部分所述用于鋼軌淬火的裝置中還由此得 以實(shí)現(xiàn)，即至少兩個(gè)槽利用定位機(jī)構(gòu)軸平行(axparallel)地并排水平設(shè)置在相同的高度 上和在槽內(nèi)的冷卻劑的可用于鋼軌淬火的部分具有超過最大鋼軌輪廓高度至少10%的深度。本發(fā)明這種特征的優(yōu)點(diǎn)主要在于借助兩個(gè)軸平行地設(shè)置的槽達(dá)到的淬火裝置的 高效率和特別的靈活性以及淬火裝置的借助可控的定位機(jī)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的普遍化的應(yīng)用的可 能性，需要時(shí)用于連續(xù)的全方位冷卻和/或者橫截面的部分冷卻，例如在冷卻介質(zhì)中僅 冷卻鋼軌的頂或者工作面。利用本發(fā)明的裝置還可以在淬火情況下對(duì)于在冷卻劑內(nèi)的鋼 軌使用大量的浸入?yún)?shù)并因此達(dá)到組織在鋼軌橫截面上所要求的分布。按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，槽底側(cè)每1.5m槽長(zhǎng)具有至少一個(gè)冷卻劑入 口，通過冷卻劑入口可以分別輸入調(diào)節(jié)的冷卻劑流，其中，最好在槽內(nèi)冷卻劑入口上方 保持距離地相對(duì)于該槽密封地設(shè)置至少一個(gè)打孔的或者說可通流的板和/或者在冷卻劑 的流動(dòng)方向上后置裝入具有噴嘴或者具有通道的板。通過本發(fā)明的這些措施，橫截面表面區(qū)域的冷卻劑局部冷卻強(qiáng)度在鋼軌縱向延 伸上保持不變并因此達(dá)到淬火鋼軌制造中所期望程度的不變的高質(zhì)量。按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如果在槽內(nèi)和/或者輸送管道內(nèi)設(shè)置冷卻劑的導(dǎo) 出機(jī)構(gòu)，其可以為短時(shí)間排空槽而打開，那么例如在出現(xiàn)故障時(shí)，可以在盡可能最短的 時(shí)間內(nèi)將冷卻劑從槽中輸出，由此中斷鋼軌淬火。這種淬火中斷對(duì)裝置形成保護(hù)并很容 易將在設(shè)備故障時(shí)保持在槽內(nèi)的鋼軌送出。本發(fā)明的目的，即提供一種采用有效的不同的局部冷卻強(qiáng)度在鋼軌的橫截面上 對(duì)其進(jìn)行淬火的新型裝置，還由此得以實(shí)現(xiàn)，即槽和定位機(jī)構(gòu)的所有組件的用于懸掛鋼 軌的腳的接觸件以及可松開的夾緊機(jī)構(gòu)為將鋼軌送入冷卻劑內(nèi)可以同時(shí)受控制地彼此相 對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)并可以調(diào)整各個(gè)垂直保持位置和在該保持位置中的持續(xù)時(shí)間。具有優(yōu)點(diǎn)的是，這樣可以在鋼軌的橫截面上達(dá)到具有不同顯微結(jié)構(gòu)的所期望的組 織構(gòu)成以及還有組織區(qū)域，由此可以制造具有有利于特殊負(fù)荷而構(gòu)成的特性輪廓的鋼軌。為能夠在需要時(shí)具有不同橫截面輪廓的鋼軌中優(yōu)化頂硬度和機(jī)械材料特性在橫 截面上的分布，可以設(shè)計(jì)為，定位機(jī)構(gòu)的所有部件中用于懸掛的鋼軌的腳的接觸件和夾 緊機(jī)構(gòu)可以同時(shí)水平地橫向于槽進(jìn)行調(diào)整。


下面借助僅示出一種實(shí)施方式的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，其中文中輔助附
5有附圖符號(hào)表。其中圖1示出橫截面與鋼軌縱軸線垂直的用于鋼軌淬火的裝置；圖2示出機(jī)械手夾鉗內(nèi)的鋼軌；圖3示出與鋼軌縱軸線垂直的定位機(jī)構(gòu)和槽；圖4示出鋼軌的橫截面輪廓。為在裝置的功能部件方面便于概覽，使用下面列舉的附圖符號(hào)表1鋼軌
11軌腳
12軌頂
IZ尖軌
IR槽形軌
IV寬底鋼軌
y腳中軸線
X頂中軸線
A軸向偏差
H鋼軌高度
2輥道
21橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)
3機(jī)械手
30夾鉗
31、31'抓臂
311、311'抓取件
312、312'定中心件
4定位機(jī)構(gòu)
40、40'保持組件
41、41'接觸件
42、42'夾緊元件
5槽(池)
50冷卻劑
51可通流的板
52噴嘴板
53冷卻劑導(dǎo)向裝置
54冷卻劑入口
6冷卻床
61轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)
具體實(shí)施例方式
圖1示出本發(fā)明實(shí)施方式的橫截面。鋼軌1在最后軋輥孔型(未示出)的道次 后傳送到輥道2上并通過橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)21在輥道2上面定位。
由輥道2上的一個(gè)位置實(shí)現(xiàn)借助機(jī)械手3接收鋼軌1，如圖2所示，該機(jī)械手3 關(guān)于鋼軌1的長(zhǎng)度具有多個(gè)帶抓臂31、31'的夾鉗30。抓臂31、31'各自構(gòu)成有用于軌 頂12軸向定向的定中心件312、312'以及用于懸掛保持軌腳11的抓取件311、311'， 其中，從軌腳11的凸緣端部到抓臂31、31'的距離加大，以便如圖4中作為1Z、1R、 IV所示，頂側(cè)軸向地通過夾鉗30的定中心件312、312'定向不同的鋼軌輪廓。圖1所示依據(jù)本發(fā)明的機(jī)械手3這樣構(gòu)成，以使得其將在輥道2上平放位置上的 鋼軌1從輥道2借助多個(gè)夾鉗30在鋼軌長(zhǎng)度上定位準(zhǔn)確地抓起并通過利用抓臂31、31' 的保持軸向定向。夾鉗30共同通過機(jī)械技術(shù)上構(gòu)成的部件在定中心件312、312'夾緊的 同時(shí)可垂直于鋼軌軸線垂直地、水平地和轉(zhuǎn)動(dòng)地運(yùn)動(dòng)，從而側(cè)向平放的鋼軌由輥道2接 收、軸向定向，利用水平的腳面轉(zhuǎn)動(dòng)到懸掛位置內(nèi)，如圖3所示送入定位機(jī)構(gòu)4內(nèi)接觸件
41、41'上。如圖1所示，按照相同方式鋼軌1、1'可由輥道2或者定位機(jī)構(gòu)4接收并放置在 冷卻床6或者轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)61上。依據(jù)本發(fā)明的定位機(jī)構(gòu)4在圖3中示出并在鋼軌1的長(zhǎng)度上具有帶接觸件41、 41'的保持組件40、40'，鋼軌1可以軸向定向地裝入接觸件41、41'內(nèi)。夾緊元件
42、42'在朝向接觸件41、41'的方向上可根據(jù)軌腳11的凸緣端部調(diào)整。定位機(jī)構(gòu)4和 裝有冷卻劑50的槽5在鋼軌1的淬火過程中共同作用。如圖1所示，依據(jù)本發(fā)明裝置上軸平行并排設(shè)置至少兩個(gè)裝有冷卻劑50的槽5， 其中，槽5內(nèi)可用于鋼軌1淬火的冷卻劑50部分具有大于最大鋼軌高度的深度，以便可 以使鋼軌全方位浸入冷卻液50內(nèi)。如圖3所示，冷卻劑入口 54和冷卻劑導(dǎo)向裝置53設(shè)置在槽50的底部，其中， 為使得冷卻劑50當(dāng)鋼軌1在槽5的整個(gè)長(zhǎng)度上被繞流時(shí)的流動(dòng)速度均勻化，向浸入室裝 入可通流的板51和/或者噴嘴板52。正如前面所提到的那樣，用于鋼軌1的定位機(jī)構(gòu)4和裝有冷卻劑50的槽5共同 作用并借助(未示出的)控制機(jī)構(gòu)可彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)并可以至少在位置“橫截面部分浸入” 和/或者“軌頂淬火”和/或者“全方位浸入淬火”關(guān)于時(shí)段定位。對(duì)于鋼軌1的不同橫截面輪廓來說，這一點(diǎn)如圖4中與寬底鋼軌IV比較所示的 尖軌1Z、槽形軌1R，頂軸線X和腳軸線y之間會(huì)存在軸向偏差A(yù)z、Ar。為各自與橫截 面輪廓無關(guān)地中心地使軌頂12的主要尺寸在浸入槽5內(nèi)受到冷卻劑50的繞流，可對(duì)定位 機(jī)構(gòu)4和槽5的相應(yīng)于軸向偏差A(yù)z、Ax的水平的、軸平行的定位進(jìn)行設(shè)定。
權(quán)利要求
1.用于鋼軌(1)淬火的裝置，所述鋼軌(1)具有需要時(shí)各自不同的橫截面形狀和大于 50m的長(zhǎng)度，所述淬火通過在整個(gè)鋼軌長(zhǎng)度上各個(gè)鋼軌橫截面的至少一部分在冷卻劑中 進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)，所述裝置由輥道(2)區(qū)域內(nèi)的橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、矯正機(jī)構(gòu)和用于在所述 裝置中傳送所述鋼軌的機(jī)械手(3)、至少一個(gè)帶有各自一個(gè)裝有冷卻劑的槽(5)或者說池 的定位機(jī)構(gòu)⑷以及冷卻床(6)組成，其特征在于，所述槽(5)和所述定位機(jī)構(gòu)⑷的所 有保持組件(40)的用于懸掛的所述鋼軌⑴的軌腳(11)的接觸件(41)和能松開的夾緊 機(jī)構(gòu)(42)為將所述鋼軌送入所述冷卻劑內(nèi)能夠同時(shí)受控制地彼此相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)并能夠調(diào) 整各個(gè)垂直保持位置和所述保持位置的持續(xù)時(shí)間。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鋼軌(1)是成型的行車道軌。
3.按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述定位機(jī)構(gòu)(4)的所有保持組件的 用于所述懸掛的鋼軌(1)的所述軌腳(11)的所述接觸件(41)和所述夾緊機(jī)構(gòu)(42)能夠 同時(shí)水平地橫向于所述槽進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
用于鋼軌(1)淬火的裝置，所述鋼軌(1)具有需要時(shí)各自不同的橫截面形狀和大于50m的長(zhǎng)度，所述淬火通過在整個(gè)鋼軌長(zhǎng)度上各個(gè)鋼軌橫截面的至少一部分在冷卻劑中進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)，所述裝置由輥道(2)區(qū)域內(nèi)的橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、矯正機(jī)構(gòu)和用于在所述裝置中傳送所述鋼軌的機(jī)械手(3)、至少一個(gè)帶有各自一個(gè)裝有冷卻劑的槽(5)或者說池的定位機(jī)構(gòu)(4)以及冷卻床(6)組成，所述槽(5)和所述定位機(jī)構(gòu)(4)的所有保持組件(40)的用于懸掛的所述鋼軌(1)的軌腳(11)的接觸件(41)和能松開的夾緊機(jī)構(gòu)(42)為將所述鋼軌送入所述冷卻劑內(nèi)能夠同時(shí)受控制地彼此相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)并能夠調(diào)整各個(gè)垂直保持位置和所述保持位置的持續(xù)時(shí)間。
文檔編號(hào)C21D9/04GK102010970SQ20101053122
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者漢斯·普法伊勒, 諾伯特·科克 申請(qǐng)人:弗埃斯特阿爾卑斯鋼公司