却装置3进行控制，从而使头部11表面的冷 却速度或升温速度为参照图10在下文中说明的速度模式。
[0098] 该控制部43与存储部44连接，该存储部44存储有为了实现冷却控制处理所需要 的程序和数据等。存储部44通过能够更新存储的闪存或RAM之类的各种1C存储器、硬盘、 各种存储介质等存储装置而实现。此外，虽未示出，但控制部43也可根据需要适宜连接有 下述装置：用于输入上述温度监视或冷却速度控制等所需要的信息的输入装置；或用于监 视显示冷却中的钢轨10的头部11或脚部13的表面温度等的显示装置；等等。
[0099][冷却控制处理的原理]
[0100] 接着，参照图10对本发明的冷却控制处理的原理进行说明。图10是说明通过作 为本发明的第2实施方式的冷却控制处理所实现的头部11表面的冷却速度或升温速度的 速度模式的图。
[0101] (1)强制冷却开始后的10秒内的冷却速度
[0102] 本实施方式中，强制冷却的开始使用第1冷却装置2进行。此处，本发明的第2 实施方式中，强制冷却开始后的1〇秒内也按照头部11的表面的冷却速度在rc /秒以上 20°C/秒以下的速度范围R1内（参照图10)的方式进行控制。其理由与在第1实施方式 中说明的理由相同，因而此处省略了说明。强制冷却开始使用第1冷却装置2进行。
[0103] (2)强制冷却开始后经过10秒后至头部11表面开始发生相变放热的期间的冷却 速度
[0104] 强制冷却开始后经过10秒后，也继续使用第1冷却装置2进行强制冷却。此处， 在本发明的第2实施方式中，强制冷却开始后经过10秒后至头部11表面开始发生相变放 热的时刻T A为止的期间，也按照头部11表面的冷却速度在1°C /秒以上5°C /秒以下的速 度范围R3内（参照图10)的方式进行控制。其理由与在第1实施方式中说明的理由相同， 因而此处省略了说明。
[0105] (3)相变中的冷却速度或升温速度
[0106] 头部11表面开始发生相变放热的时刻TA以后，也继续使用第1冷却装置2进行 强制冷却。此处，在本发明的第2实施方式中，相变中、即头部11表面开始发生相变放热的 时刻TA至头部11表面结束相变放热的时刻TB为止的期间，按照头部11表面的冷却速度 在-5°C/秒以上且小于1°C/秒的速度范围R5内（参照图10)的方式进行控制。即，使头 部11表面的冷却速度小于1°C /秒、或者头部11表面的升温速度为5°C /秒以上。其理由 与在第1实施方式中说明的理由相同，因而此处省略了说明。
[0107] (4)相变放热结束后至钢轨的头部的内部的温度达到550°C以上650°C以下为止 的期间的冷却速度
[0108] 如上所述，通过使头部11表层的相变基本上结束、头部11的表面温度再次开始降 低后的头部11表面的冷却速度为1°C/秒以上20°C/秒以下，能够确保头部11中心部的 冷却速度，能够使头部11中心部的硬度为HB370以上。因此，本实施方式的冷却控制处理 中，如图10所示，在相变放热结束时TB以后，按照头部11表面的冷却速度在1°C /秒以上 20°C/秒以下的速度范围R7内的方式进行控制。需要说明的是，相变放热结束后的冷却也 使用第1冷却装置2进行。
[0109] 此处，相变放热结束时1以后的以1°C /秒以上20°C /秒以下的头部11表层的 冷却进行至头部11的内部的温度达到550°C以上650°C以下为止，后续的强制冷却通过后 述的第2冷却装置3进行。相变放热结束后，利用第1冷却装置2继续冷却至钢轨的头部 的内部的温度达到550°C以上650°C以下为止的理由是：可防止在头部11的内部的温度被 冷却至550°C以上650°C以下的温度范围之前强制冷却中断、头部11内部的硬度降低。头 部11的内部温度达到550°C以上650°C以下的范围内为止的时间可通过用事先设置于头部 11内的热电偶测定头部11的内部温度、或者调查头部11的表层的相变放热结束后的冷却 中珠光体相变结束的冷却时间来决定。
[0110] (5)第1冷却装置中头部的内部温度被强制冷却至550°C以上650°C以下后至第2 冷却装置3中头部的表面温度达到450°C以下为止的冷却速度
[0111] 本发明发明人发现，优选使将第1冷却装置2中被强制冷却的钢轨搬运至冷却床 6为止的期间的第2冷却装置3中的冷却速度为2°C /秒以上20°C /秒以下。冷却速度小 于2°C /秒的情况下，与冷却速度为2°C /秒以上时相比，具有硬度降低的倾向。这是因为 发生了珠光体的回火。另一方面，冷却速度大于20°C /秒的情况下，冷却迅速，因此钢轨的 一部分可能会产生裂纹。因此，在本实施方式的冷却控制处理中，如图10所示，在利用第2 冷却装置3的强制冷却的时间段（时间T D~T E)，按照头部11表面的冷却速度在2°C /秒 以上20°C /秒以下的速度范围R9内的方式进行控制。
[0112] 需要说明的是，第2冷却装置3中，利用第1冷却装置2强制冷却后，优选在回热 后尽可能早地开始强制冷却，优选在利用第1冷却装置2的强制冷却结束后5分钟以内开 始强制冷却。这是因为，在利用第1冷却装置2的强制冷却结束后5分钟以上之后开始强 制冷却的情况下，至进行第2冷却装置3中的强制冷却为止的期间，珠光体被回火，之后即 使利用第2冷却装置3进行冷却，硬度也不会上升。因此，第2冷却装置3优选设置于第1 冷却装置2与冷却床6之间。
[0113] 另外，第2冷却装置2中，进行强制冷却至钢轨10的头部11的表面温度达到450°C 以下为止。这是因为，在利用第2冷却装置3强制冷却后头部11的表面温度高于450°C的 情况下，珠光体被回火，硬度有可能降低。头部的表面温度可以利用头部温度计395进行测 定。为了抑制强制冷却导致的钢轨10的翘曲，可以将脚部13的背面冷却。
[0114] 另外，第2冷却装置3优选为通过型的冷却装置。这是因为，第2冷却装置3中的 强制冷却的目的在于抑制珠光体的回火，如上所述，第1冷却装置2中的强制冷却结束后5 分钟以内进行冷却即可，因此未必需要在相同的时刻将钢轨10的长度方向冷却。由此，能 够减小冷却设备的规模，能够抑制建设费用。
[0115] 接着，对本发明的第2实施方式中的冷却控制处理的详细处理步骤进行说明。图 11是示出作为本发明的第2实施方式的冷却控制处理的处理步骤的流程图。在作为本实施 方式的钢轨的制造装置1中，控制部43按照图11的处理步骤进行冷却控制处理，从而实施 钢轨的制造方法。
[0116] 本实施方式中的钢轨的制造装置1中，对于搬运至处理位置的奥氏体区温度以上 的高温状态的钢轨，第1冷却装置2和第2冷却装置3喷射冷却介质，由此开始钢轨的强制 冷却，此时，如图11所示，温度监视部43a基于由头部温度计39U395随时输入的测定值 而开始头部11的表面温度的监视（步骤S101)。并且，冷却速度控制部43b基于由温度监 视部43a监视的头部11的表面温度历程对冷却介质从第1冷却装置2和第2冷却装置3 的喷射进行控制，从而使头部11表面的冷却速度或升温速度达到图10的速度模式（步骤 S103~步骤S119)。冷却速度或升温速度的控制如下进行：作为冷却介质从第1冷却装置 2和第2冷却装置3的喷射的控制，阶段性地或断续地变更冷却介质的排出量或排出压力、 温度、水分量。
[0117] 此处，在图11所示的流程图中，步骤S101~步骤S113中，冷却速度控制部43b对 第1冷却装置2进行冷却介质的喷射控制，利用第1冷却装置2进行钢轨10强制冷却，处 理的内容与上述第1实施方式中的处理（分别为图6中的步骤S1~步骤S13)相同，因此 省略了处理内容的详细说明。
[0118] 步骤S111的处理中判断为头部11表面结束了相变放热的情况下（步骤S111 : 是），冷却速度控制部43b将头部11表面的冷却速度控制为rc /秒以上20°C /秒以下 (步骤S115)。并且，冷却速度控制部43b判断头部11表面的相变放热结束后是否达到了 预先设定的时间tc(步骤S117)。时间tc是以头部11表面的相变放热结束后以1°C /秒 以上20°C /秒以下的范围内的设定冷却速度进行冷却时，头部11内部的温度达到550°C以 上650°C以下的范围的预先设定温度的时间的形式所预先设定的。即，步骤117的处理是用 于判断头部11表面的相变放热结束后以1°C /秒以上20°C /秒以下的范围内的设定冷却 速度进行的冷却结束的时机的处理。未经过时间tc的情况下（步骤117 :否），冷却速度控 制部43b将头部11表面的冷却速度控制为1°C /秒以上20°C /秒以下，重复进行步骤115 和步骤117的处理直至达到时间tc为止。
[0119] 若达到时间tc (步骤117 :是），冷却速度控制部43b停止利用第1冷却装置2进行 的强制冷却，同时对制造装置1进行指示，将钢轨10搬运至第2冷却装置3。并且，冷却速 度控制部43b使第2冷却装置3中的冷却速度为2°C /秒以上20°C /秒以下（步骤S119)。 利用该第2冷却装置3的强制冷却继续至头部11的表面温度达到预先设定的温度（冷却 结束温度）为止，若达到冷却结束温度，则结束强制冷却。头部11的表面温度利用头部温 度计395进行测定。预先设定的冷却结束温度是450°C以下的钢轨的头部11的表面温度。 结束了强制冷却的钢轨1从第2冷却装置3被运出，被搬运至冷却床6,空气冷却至常温，成 为产品。
[0120] 如以上说明的那样，根据本实施方式，头部11表层的相变开始后也可以不停止强 制冷却，而保持或提高其相变中的头部11的表面温度。此外，在头部11表层的相变中以外 的强制冷却的过程中，也可以适当地控制头部11表面的冷却速度。由此，不发生引起软化 的向贝氏体的相变以及降低韧性的向马氏体的相变，能够使头部11整体确实地发生珠光 体相变。另外，能够充分提高头部11中心部的硬度，能够确保HB370以上。因此，可以不增 加冷却时间而使头部的表面至中心部的整个头部形成微细的珠光体组织，能够制造头部整 体为高硬度的钢轨。
[0121] 需要说明的是，上述本实施方式中，第1冷却装置2中按照从冷却头31、33喷射空 气或喷雾作为冷却介质的方式构成，第2冷却装置3中按照从冷却头33U332喷射喷雾或 水作为冷却介质的方式构成。但是，只要能够满足本发明中的冷却速度条件，则不必将第1 冷却装置2的冷却介质限定为空气或喷雾、将第2冷却装置3的冷却介质限定为喷雾或水。
[0122] 但是，若使冷却介质为水，则容易发生局部的过冷。在利用第1冷却装置2的强制 冷却过程中，在钢轨的头部11表面发生珠光体相变，但在利用第1冷却装置2进行强制冷 却时若头部11表面发