专利名称：钢轨热处理用冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热处理技术领域，涉及钢轨热处理用的冷却装置。
中国专利88105864.5公开了一种钢轨热处理用的冷却装置。这种装置尽管在钢轨热处理过程中能够使喷向钢轨头部的压缩空气等冷却介质流向趋于合理，从而改善了硬度的均匀性，使轨头上园角与钢轨踏面的硬度趋于一致，同时增加了轨头下园角及下腭的冷却效果。但是仍存在一定问题，即由于两侧面喷头向上园角方向倾斜，使喷向两上园角的冷却介质流动很强，而两下园角及下腭的冷却介质流则太弱，使得两上园角硬度仍明显高于两下园角和轨头踏面。同时，由于流向两下园角方向的冷却介质流弱，对轨腰、轨底未起到作用，所以轨腰、轨底温度较高，钢轨变形量大，矫直困难。
欧洲专利0098492公开的一种钢轨热处理，只能对钢轨轨头踏面和上园角及轨底进行冷却，而轨头两侧面特别是两下园角的硬度将大大低于两上园角和踏面硬度，从而造成轨头热处理层硬度很不均匀，使得钢轨在使用过程中轨头侧面和下园角的磨损加快。尽管该技术方案采用增加设备的措施对轨底进行专门冷却以控制钢轨变形，但是处理后的钢轨热处理层组织基本为细珠光体加少量贝氏体。这种混合组织对抗接触疲劳性能不利。
美国专利4668308公开的一种钢轨热处理冷却装置，只是对轨头踏面、轨腰、轨底进行冷却，而轨头两侧面和两下园角未冷却。这种冷却方法将使轨头两侧面的两下园角硬度大大低于轨踏面硬度，所得到的硬度分布对钢轨的使用是很不合理的。此外，还增加了对轨腰、轨底的专门冷却装置，以控制钢轨变形。
本发明的目的是，提供一种钢轨热处理用冷却装置。这种冷却装置不仅能使轨头硬度分布均匀，而且能使冷却轨头侧面的冷却介质流得到充分地再利用，并且在不增加二次冷却设备的条件下就能控制钢轨变形。
根据本实用新型的目的，特提出如下技术方案钢轨热处理用冷却装置，包括支架、上喷头和两侧喷头，各喷头上有数十个喷嘴。上喷头和两侧喷头分别安装在支架的上部和两侧，并接入冷却介质源管道。两侧喷头向轨头下园角方向倾斜，其喷嘴轴线与钢轨断面对称轴构成的夹角为2°≤α≤25°。
作为进一步的特征，钢轨热处理用冷却装置的两侧喷头，其喷嘴轴线与钢轨断面对称轴所构成的最佳夹角在3°－6°范围内。
该技术方案不仅能使轨头硬度分布均匀，而且能使冷却轨头侧面的冷却介质流得到充分地再利用，并且在不增加二次冷却设备的条件下就能控制钢轨变形。
图1是本实用新型冷却装置在线主视图；图2是本实用新型冷却装置在线左视图；图3是本实用新型冷却装置的冷却介质流向图；图4是本实用新型实施效果(轨头横截面硬度分布)。
下面，结合附图举例对本实用新型作进一步地说明。
钢轨热处理用冷却装置包括支架1、上喷头2和两侧喷头3，各喷头上有数十个喷嘴。上喷头2和两侧喷头3分别安装在支架1的上部和两侧，并接入冷却介质源管道。支架1两端接有支撑传动轮5，其作用是限定被热处理的钢轨4与各喷头之间的距离，并使冷却装置能够在线随动运行。两侧喷头3向轨头下园角方向倾斜，其喷嘴轴线与钢轨断面对称轴构成的夹角为2°≤α≤25°，最佳在3°－6°范围内(本实例选用5°)。由于轨头两侧面喷头向轨头下园角方向倾斜，使喷向轨头侧面的冷却介质流大部分沿轨头下园角向轨腰、轨底方向流动(图中箭头所指虚线)，增强了对轨头下园角的冷却，避免了因上园角冷却过快而出现的硬度值超高现象。使轨头上园角、下园角、踏面的硬度值趋于一致，确保了钢轨轨头热处理层硬度分布更为合理，并且组织为单一的细珠光体。
由于轨头上园角的散热条件比下园角好，则在相同冷却条件下上园角冷速大于下园角，硬度也高于下园角。所以在对其冷却时要降低对上园角的冷却而加强对下园角的冷却，使两处的实际冷速相近、硬度相一致。
此外，大部分冷却介质流向轨腰、轨底对其进行冷却，使轨腰、轨底温度降低，有利于控制钢轨变形。不仅有利于矫直，而且钢轨内部的残余应力小。
本冷却装置适用于各种类型的钢轨全长热处理工艺，特别适用于50kg／m、60kg／m、75kg／m钢轨轨头的全长热处理冷却。
权利要求1.钢轨热处理用冷却装置，包括支架、上喷头和两侧喷头，各喷头上有数十个喷嘴；上喷头和两侧喷头分别安装在支架的上部和两侧并接入冷却介质源管道；本实用新型其特征在于两侧喷头向轨头下园角方向倾斜，其喷嘴轴线与钢轨断面对称轴构成的夹角为2°≤α≤25°。
2.如权利要求1所说的钢轨热处理用冷却装置，其特征在于两侧喷头上的喷嘴与钢轨断面对称轴的夹角α最好在3°－6°范围内。
专利摘要钢轨热处理用冷却装置，包括支架、上喷头和两侧喷头，各喷头上有数十个喷嘴。上喷头和两侧喷头分别安装在支架的上部和两侧，并接入冷却介质源管道。两侧喷头向轨头下圆角方向倾斜，其喷嘴轴线与钢轨断面对称轴构成的夹角为2°≤α≤25°。本装置不仅能使轨头硬度分布均匀，而且能使冷却轨头侧面的冷却介质流得到充分地再利用，并且在不增加二次冷却设备的条件下就能控制钢轨变形。
文档编号C21D9/04GK2111292SQ9123334
公开日1992年7月29日 申请日期1991年12月26日 优先权日1991年12月26日
发明者邓建辉, 俞梦文, 颜东, 张昆吾 申请人:冶金工业部攀枝花钢铁公司