专利名称：钢轨的制造方法及其制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢轨的制造方法及其制造设备，特别是涉及抑制端部弯曲的发生的效率良好的钢轨的制造方法及其制造设备。
背景技术：
作为钢轨的一般的制造方法，对钢坯进行加热，按照规定的形状，对其进行热轧，然后，通过热轧锯断机，基本上按照产品长度进行切断，接着，根据所需的机械特性，进行热处理，或省略该热处理工序，将其冷却到常温，根据需要，进行矫直，或省略该矫直工序，进行探伤，形状等的规定的检查，形成产品。
为了防止列车通过时产生的钢轨端部的磨耗，通常，通过焊接方式将几根钢轨接合，然后铺设。此时，如果焊接面稍有错位，由于磨耗增加，故严格地要求使钢轨的端面之间接合时的错位尽可能的小。比如，在JIS E1101中规定，针对每1.5m的长度，普通的钢轨中的，50kgN的钢轨的端部弯曲的允许值在左右和上方为1.0mm以内，在下方为0.3mm以内。另外，对于近年需求量增加的高速铁路用，重载铁道用钢轨，要求进一步减小端部弯曲度。另外，在最近，在US5018666号，US5419387号文献等中，公开了通过连续铸造，将500英尺以上的超长钢轨一次性地制造成产品的技术，但是在实际的制造中，难以实现。
然而，在连续工艺的钢轨制造中，钢轨端部是轧制、矫直非常难于进行的部位，在轧制工序中，难于在钢轨前端和末端的一定长度范围内，获得规定尺寸精度。另外，在必须进行矫直处理的场合，在将多个辊交错地设置的辊式矫直机中，相当于2个辊间距的量的，约1～2mm的范围内的端部为未矫直部的所谓死区，基本上不能够期待有矫直的效果。
在这样的状况，为了满足上述这样的端面弯曲的基准，将钢轨端部的相当大的长度切除，在即使这样仍无法满足基准的情况下，通常进行压力矫直。但是，切除长度越大，成本越高，产品合格率越低。另外，由于在钢轨的切断，施压过程中，花费作业时间，故如果将这些工序组合到连续工序中，则形成难关(ネツク)工序，另一方面，如果形成离线工序，则生产性降低。特别是，如果冷轧锯断机以高速进行切断，由于产生高热量，仅仅对切断端部产生热影响，硬度等性能发生较大变化，故必须采用限制切断速度，不产生高温的特殊装置。
另外，压力矫直具有下述问题，即，非常难于满足微小的尺寸精度，不能够应对今后规格更加严格的情况。
本发明的内容本发明是为了解决以上这样的已有技术的问题而提出的，本发明提供可使直至形成产品时的一系列的工序实现串接，可提高生产性和产品合格率的钢轨的制造方法和制造设备。
用于解决上述课题的本发明的主要内容如下所述。
(1)一种钢轨的制造方法，其特征在于，依照实质上的轧制长度，将已进行了热轧的钢轨冷却到常温，然后，通过至少3台冷轧锯断机，同时按照规定长度对其进行切断。
(2)根据上述(1)所述的钢轨的制造方法，其特征在于，进行下述热处理，即，以1～10℃/sec的冷却速度，从奥氏体区域以上的温度，对热轧后的钢轨的至少头部加速冷却。
(3)根据上述(1)或(2)所述的钢轨的制造方法，其特征在于，热轧后的钢轨的长度在100～200m的范围内。
(4)根据上述(1)～(3)中的任何一项所述的钢轨的制造方法，其特征在于，在冷轧锯断机的切断之前，进行矫直，或省略该矫直，并进行检查。
(5)根据上述(4)所述的钢轨的制造方法，其特征在于，将通过冷轧锯断机矫直的部分切断。
(6)根据上述(1)～(5)中的任何一项所述的钢轨的制造方法，其特征在于，通过至少3台冷轧锯断机，将轧制长度的一部分切制成产品长度，通过设置于后段的至少2台冷轧锯断机，按照产品长度对剩余部分进行切断。
(7)一种钢轨的制造设备，其特征在于，其包括运送台和至少3台冷轧锯断机，该运送台可使，依照实质上的轧制长度冷却到常温的钢轨，沿轧制方向和/或与轧制方向垂直的方向移动，该至少3台冷轧锯断机并排地设置于该运送台上。
(8)根据上述(7)所述的钢轨制造设备，其特征在于，1台以上冷轧锯断机的位置固定，其它的冷轧锯断机可沿运送台移动。
(9)根据上述(7)或(8)所述的钢轨制造设备，其特征在于，在轧制后，或在热处理后，将钢轨冷却到常温的冷却台、辊式矫直机、检查装置、以及运送台和冷轧锯断机保持连续。
(10)根据(7)～(9)中的任何一项所述的钢轨制造设备，其特征在于，在上述运送台的，上述冷轧锯断机的后段上，还将2台以上的冷轧锯断机并排地放置该运送台上。
(11)根据上述(7)～(10)中的任何一项所述的钢轨制造设备，其特征在于，冷轧锯断机的台数要在根据轧制长度而获得的产品数量加上1而获得的数量以上。
(12)根据上述(7)～(11)中的任何一项所述的制造设备，其特征在于，在至少1台以上的冷轧锯断机附近，并设有冲孔机。
附图的简要说明
图1为表示本发明的钢轨制造设备的1个实施例的示意图；图2为表示本发明的冷轧锯断机的另一实施例的示意图；
图3为表示本发明的冷轧锯断机的还一实施例的示意图。
用于实现本发明的优选实施形式下面根据附图所示的实施例，对本发明进行具体描述。
图1表示本发明的钢轨制造设备布置的1个实例。通过加热炉1，将包括规定的成分的钢坯加热到约1300℃，然后，通过多个可逆式，或串列式热轧机2，使其成形为截面呈钢轨的形状。按照本发明，在连续的轧制长度的状态，在冷却台5上，将上述已成形的钢轨冷却到常温。
另外，在上述冷却台5上，将该已成形的钢轨冷却到常温之前，在必须进行用于提高至少钢轨头部的耐磨性、韧性的热处理的场合，通过设置于轧钢机2的下游侧的热处理装置4，事先对其进行热处理。该热处理通过公知的方法，从热轧后的奥氏体区域以上的温度，以1～10℃/sec的冷却速度对其进行冷却。也可在冷却开始温度较低的场合，先于冷却，进行加热。从适当地保证冷却速度的方面来说，冷却方法最好采用吹空气等的气体，雾的方式。
另外，由于具有下述的情况，即，在轧制过后的钢轨两端部，容易产生未轧制部，或较大的弯曲，对此后的运送，矫直等造成妨碍，故可通过设置于轧钢机2和热处理装置4之间的热轧锯断机3，将轧制后的钢轨端部的一定长度切除。虽然轧制后的钢轨长度根据生产能力，设备类型而确定，但是从抑制前端和末端的温度差造成的品质差异的目的来说，最好在100～200m的范围内，采用添加该尺寸的程度的切断余量的长度。
冷却台5包括照原样放置较长尺寸的钢轨的空间，但是，按照弯曲、或残余应力的值，根据需要，通过垂直方向和水平方向的各1台而设置的辊式矫直机6，对在这里冷却到常温的轧制长度的钢轨进行矫直，然后，在检查装置7中，进行缺陷、尺寸等的品质检查，最后，在运送台9上，通过冷轧锯断机8，按照规定的出厂(产品)长度进行切断。该冷却台、辊式矫直机、检查装置、运送台和冷轧锯断机被连续地设置，实现串联。另外，如果冷却到常温的钢轨弯曲度等在允许范围内，则不必进行特别的矫直。本发明的最大特征在于，在切断时，将多个冷轧锯断机与运送台保持平行地设置，一次性地同时在多个部位进行切断，另外，在材料经过矫直机的场合，上述由冷轧锯断机所切断的部分是在已矫直的部分被切断的。由于通过在象这样矫直的部分进行切断，可在端部，将未矫直部完全切除，故与在中间部进行切断的场合同样，可获得几乎不产生端部弯曲的钢轨。
冷轧锯断机8采用至少3台以上同时进行切断的作业方案。最好，可设置根据轧制长度获得的产品个数加1个而得到的数量以上的台数，即，可设置能够1次性地将两端部与中间部全部切断的台数。比如，轧制长度为200m，由此要获得8根通常采用的25m的钢轨，可设置9台冷轧切断机。
冷轧切断机8按照并列的方式设置于运送台9上，且配置成彼此之间的间距与产品长度相同。如果产品长度在平时是一定的，则可固定全部的冷轧锯断机，虽然可以在传送钢轨的同时，将其切断，但是，在订购长度不一定固定的场合，最好将作为基准的1台以上的，比如，一端、或两端的锯断机固定，其它的锯断机可根据所需的长度，沿钢轨长度方向自由地移动。
另外，虽然具有为了连接，而在钢轨的端部中心部开设孔的情况，但是，如果将此目的的冲孔机与冷轧锯断机并设，在切断的同时进行开孔，则还可使作业效率提高。
按照产品长度切断的钢轨，可通过运送台9，沿轧制方向、或与该轧制方向相垂直的方向移动，并将其叠置于适合的产品放置的地点，或者直接叠置于输送机构上，将其运出厂。
此外，虽然图1给出将全部的冷轧锯断机排成一排的组成实例，但是，也可象图2，或图3所示的那样，冷轧锯断机采用2段的方案，在前段，将轧制长度的一部分按照产品长度切断，通过设置于后段的至少2台冷轧锯断机，按照产品长度将剩余部分切断。这样的方案在比如，在按照比普通尺寸短地切断等的情况下，可适当地缩短切断程序。或者，在没有充分的空间的情况下进行设备布置是有效的。
由于采用以上的钢轨制造设备，故即使在不增加去掉长度的总值的情况下，仍可使钢轨端部的弯曲度非常小。即，虽然在过去的热轧锯断，及其后的热处理，冷却中，会产生弯曲，其中，在端部，会残留有弯曲，但是按照本发明的方法，由于可在钢轨中间部，通过轧制，以及进一步的矫直，可以较容易地获得直线性，故可通过在冷却后，在中间部进行切断，而使端部弯曲度非常小。此外，不必将此部分的切除，而且，也不需要采用压力等方式进行矫直。
另外，在从轧制长度的两端侧获得的钢轨中，虽然一侧的端部弯曲度仍较大，但是可通过只将此部分足够长度的切头去除，即可避免弯曲的残余。即使进行这样的处理，切除数量也仅仅为轧制后的两端部的2个部位，故与已有技术相比较，去除数量为几分之1。因此，即使在充分地增加切除长度的情况下，仍可将因产品合格率低下而对成本的造成的影响抑制在较低程度。
实施例作为本发明的实例，从大于奥氏体区域以上的温度，连续地以2℃/sec的速度，将进行了加热轧制、并且除了未轧制部的153m的钢轨，加速冷却到约500℃，接着以放置冷却方式，将其冷却到常温，然后，经过矫直机和检查装置，最后，由7台冷轧锯断机，将两端作为切头，分别对其切断去除1.5m，同时，按照产品长度，将其切断，最终制成6根25m的钢轨。
另外，作为比较实例，通过热轧锯断机，将进行了加热轧制、并去除了未轧制部的153m的钢轨，切断成6根25.5m的钢轨，接着，与本发明的实例相同，从奥氏体区域以上的温度，以2℃/sec的速度，将其加速冷却到约500℃，接着以放置冷却的方式，将其冷却到常温，然后，经过矫直机和检查装置，最后，将两端作为切头，分别切除0.25m，最终制成6根25m的钢轨。
通过以上的方法，在本发明的实例和比较实例中，分别各制造30根钢轨，并测定垂直方向和水平方向的端部弯曲度。该弯曲度的绝对平均值列于表1中。另外，在本实例中，由于去除长度的总和在本发明的实例和比较实例中是相同的，故在比较实例中，未充分地消除端部弯曲，与该情况相对，本发明的实例与比较实例相比较，可抑制1/5左右的弯曲度。另外，若要将比较实例的端部弯曲度减小到与本发明的实例相同的程度，显然，必须增加去除量。
表1
产业上的可利用性如上述那样，通过采用本发明的钢轨制造方法和设备，可大幅度地减小钢轨的端部弯曲度，并且可取消离线的矫直作业。另外，可减小去除量，并可大幅度地降低成本。
权利要求
1.一种钢轨的制造方法，其特征在于，依照实质上的轧制长度，将已进行了热轧的钢轨冷却到常温，然后，通过至少3台冷轧锯断机，同时按照规定长度对其进行切断。
2.根据权利要求1所述的钢轨的制造方法，其特征在于，进行下述热处理，即，以1～10℃/sec的冷却速度，从奥氏体区域以上的温度，对热轧后的钢轨的至少头部加速冷却。
3.根据权利要求1或2所述的钢轨的制造方法，其特征在于，热轧后的钢轨的长度在100～200m的范围内。
4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的钢轨的制造方法，其特征在于，在冷轧锯断机的切断之前，进行矫直，或省略该矫直，并进行检查。
5.根据权利要求4所述的钢轨的制造方法，其特征在于，将通过冷轧锯断机矫直的部分切断。
6.根据权利要求1～5中的任何一项所述的钢轨的制造方法，其特征在于，通过至少3台冷轧锯断机，将轧制长度的一部分切制成产品长度，通过设置于后段的至少2台冷轧锯断机，按照产品长度对剩余部分进行切断。
7.一种钢轨的制造设备，其特征在于，其包括运送台和至少3台冷轧锯断机，该运送台，可使依照实质上的轧制长度冷却到常温的钢轨，沿轧制方向和/或与轧制方向垂直的方向移动，该至少3台冷轧锯断机并排地设置于该运送台上。
8.根据权利要求7所述的制造设备，其特征在于，1台以上冷轧锯断机的位置固定，其它的冷轧锯断机可沿运送台移动。
9.根据权利要求7或8所述的制造设备，其特征在于，在轧制后，或在热处理后，将钢轨冷却到常温的冷却台、辊式矫直机、检查装置、以及运送台和冷轧锯断机保持连续。
10.根据权利要求7～9中的任何一项所述的钢轨制造设备，其特征在于，在上述运送台的，上述冷轧锯断机的后段上，还将2台以上的冷轧锯断机并排地放置该运送台上。
11.根据权利要求7～10中的任何一项所述的钢轨制造设备，其特征在于冷轧锯断机的台数要在根据轧制长度而获得的产品数量加上1而获得的数量以上。
12.根据权利要求7～11中的任何一项所述的钢轨制造设备，其特征在于，在至少1台以上的冷轧锯断机附近，并设有冲孔机。
全文摘要
本发明的目的在于提供可有效地减小钢轨端部的弯曲度，并且可减小去除量的钢轨的制造方法和制造设备，该制造方法的特征在于，根据实质上的轧制长度，将进行了热轧的钢轨冷却到常温后，由至少3台冷轧锯断机，按照规定长度同时将其切断。另外，该钢轨的制造设备的特征在于其包括运送台和至少3台冷轧锯断机，该运送台可使依照实质上的轧制长度冷却到常温的钢轨，沿轧制方向和/或与轧制方向垂直的方向移动，该至少3台冷轧锯断机并排地设置于该运送台上。
文档编号B21B45/02GK1463213SQ02801965
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月30日 优先权日2001年5月30日
发明者小野寺纪昭, 芝田雅文, 三轮征纪, 藤田和夫 申请人:新日本制铁株式会社