本發(fā)明涉及鐵路道岔企業(yè)at鋼軌的加工領(lǐng)域，尤其是一種在線(xiàn)熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

道岔是鐵路的重要部件，at尖軌是鐵路道岔的重要組成部件之一。at尖軌是利用鋼廠(chǎng)提供的at鋼軌加工而成的。at鋼軌是矮型特種斷面鋼軌，斷面不對(duì)稱(chēng)，而且斷面高度要矮于普通的鋼軌。非對(duì)稱(chēng)斷面的at鋼軌一端通過(guò)機(jī)加工形成at尖軌的尖端，另一端通過(guò)熱鍛壓的方法轉(zhuǎn)變成對(duì)稱(chēng)斷面的普通鋼軌從而和普通鋼軌連接，通過(guò)熱鍛壓使at軌斷面過(guò)渡成普通鋼軌的端部區(qū)域稱(chēng)為at軌跟端鍛壓段。

at軌跟端鍛壓段的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是在鐵道道岔企業(yè)對(duì)at軌的跟端進(jìn)行跟端電阻加熱爐加熱或中頻感應(yīng)加熱，長(zhǎng)度約0.85m，然后利用大型鍛壓機(jī)熱鍛壓，利用模具成型成鋼軌的斷面。由于斷面的復(fù)雜性，經(jīng)常需要多模壓制，有時(shí)需要多次加熱。為了實(shí)現(xiàn)熱鍛壓，at軌跟端加熱的溫度高達(dá)1100℃以上，導(dǎo)致at軌跟端鍛壓段的晶粒粗大從而使韌性大幅度下降。需要進(jìn)行熱處理恢復(fù)其韌性。

熱軋at鋼軌是鋼廠(chǎng)熱軋后空冷得到的，而在線(xiàn)熱處理at鋼軌是鋼廠(chǎng)利用軋制余熱及加速冷卻的方法得到的，在線(xiàn)熱處理at鋼軌的強(qiáng)度比普通熱軋空冷的at軌強(qiáng)度得到提高。在線(xiàn)熱處理at鋼軌跟端鍛壓段除了晶粒粗大使韌性下降外，另一個(gè)問(wèn)題是跟端鍛壓段的強(qiáng)度大幅度降低，遠(yuǎn)低于在線(xiàn)熱處理at軌母材。因而對(duì)在線(xiàn)熱處理at軌進(jìn)行熱處理要實(shí)現(xiàn)韌性的提高和強(qiáng)度的提高2個(gè)目的。

現(xiàn)有的at鋼軌跟端鍛壓熱處理方式：

熱軋at鋼軌是鋼廠(chǎng)熱軋后空冷得到的，軌頭的強(qiáng)度較低，不能達(dá)到at軌實(shí)際使用的要求。熱軋at軌跟端鍛壓段的熱處理方法是：箱式爐或中頻感應(yīng)爐加熱，然后空冷，進(jìn)行正火處理，使at跟端鍛壓段全斷面的韌性得到提高，然后通過(guò)機(jī)加工把a(bǔ)t鋼軌未鍛壓的另一端加工成at尖軌，最后利用尖軌全長(zhǎng)軌頭熱處理設(shè)備對(duì)尖軌的軌頭進(jìn)行全長(zhǎng)熱處理，使at尖軌全長(zhǎng)的軌頭硬度和強(qiáng)度得到提高，從而起到延長(zhǎng)尖軌使用壽命的目的。

在線(xiàn)熱處理at鋼軌由于全長(zhǎng)已經(jīng)在鋼廠(chǎng)利用軋制余熱和加速冷卻進(jìn)行了熱處理，軌頭的強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到at軌的實(shí)際使用要求，只需要對(duì)跟端鍛壓段進(jìn)行局部熱處理而不需要像熱軋at鋼軌一樣進(jìn)行全長(zhǎng)熱處理。因而目前對(duì)在線(xiàn)熱處理at鋼軌軌端鍛壓段的熱處理的方法是：箱式爐或中頻感應(yīng)爐加熱，然后空冷，進(jìn)行正火處理，提高鍛壓段的韌性；然后通過(guò)機(jī)加工把a(bǔ)t鋼軌未鍛壓的另一端加工成at尖軌；最后利用尖軌全長(zhǎng)軌頭熱處理設(shè)備對(duì)at軌跟端鍛壓段進(jìn)行軌頭局部連續(xù)熱處理，當(dāng)軌頭熱處理區(qū)域覆蓋了跟端鍛壓段后即停止。

在線(xiàn)熱處理at鋼軌目前的工藝試驗(yàn)方案主要存在2個(gè)問(wèn)題，1)利用尖軌全長(zhǎng)軌頭熱處理設(shè)備對(duì)at軌進(jìn)行局部連續(xù)熱處理時(shí)，連續(xù)熱處理停止的部位，熱處理區(qū)域與未熱處理區(qū)域存在多個(gè)軟化區(qū)，軟化區(qū)寬度很大，這么寬的軟化區(qū)使at軌使用中在車(chē)輪的碾壓下導(dǎo)致at軌該部位低塌，影響列車(chē)運(yùn)行的平順性和安全性。2)連續(xù)熱處理區(qū)域與未熱處理區(qū)域交界的部位，由于冷鋼軌的吸熱作用，導(dǎo)致交界區(qū)域出現(xiàn)馬氏體組織，導(dǎo)致該部位過(guò)早出現(xiàn)剝離掉塊甚至導(dǎo)致at軌的斷裂從而影響列車(chē)的運(yùn)行安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有的缺陷，本發(fā)明提出一種在線(xiàn)熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機(jī)構(gòu)。

一種在線(xiàn)熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機(jī)構(gòu)，包括送軌機(jī)構(gòu)、第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)、第二定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)，其特征在于，送軌機(jī)構(gòu)連接第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)連接噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)，噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)通過(guò)第二定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)相連。

其中，所述送軌機(jī)構(gòu)包括第一軌底下壓裝置和第二軌底下壓裝置，其中，所述第一軌底下壓裝置和第二軌底下壓裝置通過(guò)送軌機(jī)構(gòu)氣缸帶動(dòng)。

其中，所述第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和第二定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別包括軌頭頂面導(dǎo)輥和2個(gè)側(cè)輥。

其中，所述噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)中噴風(fēng)冷卻器由1個(gè)軌頭噴風(fēng)器、第一軌側(cè)噴風(fēng)器和第二軌側(cè)噴風(fēng)器組成，其中，噴風(fēng)冷卻器與水平的滑道相連，第一冷卻器氣缸和第二冷卻器氣缸分別帶動(dòng)噴風(fēng)器在滑道上左右滑動(dòng)。

其中，所述感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)加熱線(xiàn)圈的外部設(shè)置矽鋼片，加熱線(xiàn)圈的線(xiàn)圈下部設(shè)置感應(yīng)加熱電容裝置，其中，感應(yīng)加熱裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)高低位置的調(diào)節(jié)。

其中，所述熱處理機(jī)構(gòu)還包括中頻電源及控制機(jī)構(gòu)、操作控制臺(tái)、紅外線(xiàn)測(cè)溫儀、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)、壓縮空氣供給及管路系統(tǒng)。

本發(fā)明采用專(zhuān)用的全斷面感應(yīng)加熱裝置對(duì)跟端鍛壓段進(jìn)行感應(yīng)加熱，然后迅速通過(guò)帶開(kāi)合裝置的噴風(fēng)冷卻器對(duì)鍛壓段的軌頭進(jìn)行噴壓縮空氣進(jìn)行熱處理。通過(guò)這種方式的熱處理，不但細(xì)化了at軌跟端鍛壓時(shí)由于高溫鍛壓引起的粗大晶粒，從而提高了韌性；而且噴風(fēng)冷卻使at軌跟端鍛壓段軌頭的硬度和強(qiáng)度提高，達(dá)到了和未鍛壓在線(xiàn)熱處理at鋼軌的合理匹配，同時(shí)軟化區(qū)寬度較小，避免了軟化區(qū)寬度大導(dǎo)致的使用中低塌問(wèn)題。

本發(fā)明提高了在線(xiàn)熱處理at鋼軌跟端鍛壓段軌頭的硬度和全斷面韌性，減小了軟化區(qū)寬度，避免了現(xiàn)有技術(shù)中容易出現(xiàn)的軌頭軟化區(qū)過(guò)寬、熱處理區(qū)與未處理區(qū)交界處容易出現(xiàn)馬氏體組織的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為在線(xiàn)熱處理at軌跟端鍛壓段進(jìn)行全斷面中頻感應(yīng)加熱示意圖。

圖2為在線(xiàn)熱處理at軌跟端鍛壓段加熱結(jié)束后在噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)進(jìn)行噴風(fēng)冷卻示意圖。

圖3為噴風(fēng)冷卻器工作時(shí)(合攏)和結(jié)束工作后(分開(kāi))的示意圖。

圖4為感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種在線(xiàn)熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1和圖2示出一種在線(xiàn)熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機(jī)構(gòu)，包括送軌機(jī)構(gòu)1、第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2、噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)3、第二定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)4和感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)5，送軌機(jī)構(gòu)1連接第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2，第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2連接噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)3，噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)3通過(guò)第二定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)4和感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)5相連。

送軌機(jī)構(gòu)1包括第一軌底下壓裝置11和第二軌底下壓裝置12，其中，所述第一軌底下壓裝置11和第二軌底下壓裝置12通過(guò)送軌機(jī)構(gòu)氣缸帶動(dòng)。

第一定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2和第二定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)4分別包括軌頭頂面導(dǎo)輥和2個(gè)側(cè)輥。

送軌機(jī)構(gòu)1的功能是保證at鋼軌7的走行，包括鋼軌的前進(jìn)和后退，走行的速度在操作臺(tái)可控制。由于at軌跟端鍛壓段6和at鋼軌7的軌頭形狀是相同的，而且在一條直線(xiàn)上，因而at鋼軌的走行是倒立著走行的，保證了at鋼軌7的順利走行。為了防止at鋼軌的跟端鍛壓段進(jìn)入噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)和感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)后發(fā)生翻倒撞壞機(jī)構(gòu)，當(dāng)at軌跟端鍛壓段6前進(jìn)時(shí)越過(guò)第二軌底下壓裝置以后送軌機(jī)構(gòu)的軌底壓下裝置落下壓住軌底面，保證了at鋼軌的穩(wěn)定走行，避免了倒立的at鋼軌翻倒從而撞壞噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)和感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)。

定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由軌頭頂面導(dǎo)輥和2個(gè)側(cè)輥組成，保證鋼軌精準(zhǔn)地進(jìn)入噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)和感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)，不但避免了at鋼軌和機(jī)構(gòu)的碰撞，而且保證了at鋼軌和這些機(jī)構(gòu)保持合適而固定的間隙。

圖3所示，噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)3中噴風(fēng)冷卻器由1個(gè)軌頭噴風(fēng)器31、第一軌頭側(cè)面噴風(fēng)器32和第二軌頭側(cè)面噴風(fēng)器33組成，其中，噴風(fēng)冷卻器與水平的滑道相連，第一冷卻器氣缸34和第二冷卻器氣缸35分別帶動(dòng)噴風(fēng)器在滑道上左右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴風(fēng)器的分開(kāi)和合攏。需要對(duì)at鋼軌7進(jìn)行噴風(fēng)冷卻時(shí)，氣缸帶動(dòng)軌頭和軌頭側(cè)面噴風(fēng)器合攏，對(duì)at軌軌頭進(jìn)行噴風(fēng)冷卻，完成熱處理。噴風(fēng)器不工作時(shí)，氣缸帶動(dòng)噴風(fēng)器向左右兩側(cè)滑開(kāi)，使at鋼軌走行有更大的空間，防止at鋼軌碰撞噴風(fēng)冷卻器的噴嘴。軌頭側(cè)面噴風(fēng)冷卻器上有定位裝置，噴風(fēng)器合攏時(shí)與軌頭側(cè)面接觸而停止，從而保證了噴風(fēng)器與軌頭側(cè)面保持固定的間隙。

圖4所示，感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)5加熱線(xiàn)圈的外部設(shè)置矽鋼片，加熱線(xiàn)圈的線(xiàn)圈下部設(shè)置感應(yīng)加熱電容裝置，其中，感應(yīng)加熱裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱裝置的上下高度調(diào)節(jié)。感應(yīng)加熱線(xiàn)圈的長(zhǎng)度保證覆蓋at鋼軌跟端鍛壓段及其熱影響區(qū)，加熱線(xiàn)圈的外面加矽鋼片，不但提高了感應(yīng)加熱的效率，減少了電能的消耗，同時(shí)減少了電磁輻射的泄露，減少了對(duì)工作環(huán)境的污染和操作人員身體的傷害。加熱線(xiàn)圈的線(xiàn)圈下面為感應(yīng)加熱的電容裝置，線(xiàn)圈和電容的距離較小，減少了電損耗。感應(yīng)加熱裝置加裝了驅(qū)動(dòng)電機(jī)，保證了感應(yīng)加熱線(xiàn)圈可以進(jìn)行上下的位置調(diào)整，適應(yīng)不同軌型的鋼軌對(duì)線(xiàn)圈位置的要求。

熱處理機(jī)構(gòu)還包括中頻電源及控制機(jī)構(gòu)、操作控制臺(tái)、紅外測(cè)溫儀、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)、壓縮空氣供給及管路系統(tǒng)。

在線(xiàn)熱處理at鋼軌跟端鍛壓段的熱處理機(jī)構(gòu)的工作方法，其特征在于，

1)at鋼軌倒立著吊入送軌機(jī)構(gòu)，在控制臺(tái)控制送軌機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)下at鋼軌倒立著向前走行；

2)當(dāng)at鋼軌的跟端鍛壓段完全走過(guò)送軌機(jī)構(gòu)的軌底下壓裝置以后，在控制臺(tái)控制軌底壓下裝置的氣缸，使軌底壓下裝置壓緊at軌未鍛壓部分的軌底，繼續(xù)向前走行at鋼軌；

3)at鋼鋼的跟端鍛壓段及at軌經(jīng)定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)入噴風(fēng)冷卻裝置，(此時(shí)噴風(fēng)冷卻器處于左右分開(kāi)狀態(tài)，避免了at軌與噴風(fēng)器可能出現(xiàn)的磕碰)，at軌跟端鍛壓段及at軌經(jīng)定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)入感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)；

當(dāng)at軌跟端鍛壓段完全進(jìn)入加熱線(xiàn)圈后(加熱線(xiàn)圈的加熱區(qū)域必須覆蓋跟端鍛壓的加熱區(qū)域及其熱影響區(qū))，停止送軌機(jī)構(gòu)的送軌，at軌停止；

4)啟動(dòng)中頻電源，對(duì)at軌跟端鍛壓段進(jìn)行感應(yīng)加熱，通過(guò)安裝在感應(yīng)加熱裝置上的測(cè)溫儀檢測(cè)到at軌跟端鍛壓段軌頭到設(shè)定溫度后，中頻電源自動(dòng)停止加熱；

5)at鋼軌后退，當(dāng)走行到at軌跟端鍛壓段完全進(jìn)入到噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)以后，鋼軌走行停止；

6)自動(dòng)啟動(dòng)噴風(fēng)冷卻機(jī)構(gòu)的氣缸左右平移機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)噴風(fēng)冷卻器合攏，噴風(fēng)冷卻器在定位裝置接觸到軌頭側(cè)面以后停止合攏動(dòng)作，自動(dòng)啟動(dòng)噴風(fēng)冷卻；

7)通過(guò)安裝在冷卻機(jī)構(gòu)上的紅外線(xiàn)測(cè)溫儀檢測(cè)到軌頭冷卻到設(shè)定的溫度(也可以設(shè)定噴風(fēng)冷卻的時(shí)間)以后，噴風(fēng)冷卻停止，自動(dòng)啟動(dòng)噴風(fēng)冷卻的氣缸平移機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)噴風(fēng)冷卻器分開(kāi)，同時(shí)at鋼軌自動(dòng)后退，在at鋼軌跟端鍛壓段未接觸軌底壓下裝置的位置之前停止鋼軌走行；

8)操作臺(tái)控制軌底壓下裝置上升，避開(kāi)at軌跟端鍛壓段的軌底，繼續(xù)往后退at鋼軌；

9)at鋼軌走行停止，吊走at軌，準(zhǔn)備下一根at鋼軌跟端鍛壓段的熱處理。

本機(jī)構(gòu)采用的倒立at鋼軌走行而加熱爐和噴風(fēng)器不動(dòng)的方案；可以用at鋼軌直立不動(dòng)而加熱爐和噴風(fēng)器走行的方式來(lái)替代；本機(jī)構(gòu)的鋼軌送軌機(jī)構(gòu)中所用軌底壓下裝置的壓縮空氣氣缸，以及噴風(fēng)冷卻裝置左右走行的壓縮空氣氣缸，可以采用液壓裝置替代；本發(fā)明中的在線(xiàn)熱處理at鋼軌感應(yīng)加熱加噴風(fēng)冷卻裝置也可以用于其它類(lèi)型鋼軌的跟端鍛壓段熱處理應(yīng)用。

本發(fā)明采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造的at軌跟端感應(yīng)加熱爐對(duì)at軌跟端鍛壓段進(jìn)行整體中頻感應(yīng)加熱，加熱區(qū)域完全覆蓋跟端鍛壓段及其熱影響區(qū)，達(dá)到細(xì)化晶粒提高跟端鍛壓段韌塑性的目的。專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的軌頭全長(zhǎng)噴風(fēng)冷卻裝置，使感應(yīng)加熱的軌頭區(qū)域噴風(fēng)冷卻，達(dá)到了提高跟端鍛壓段軌頭硬度和強(qiáng)度，并且與在線(xiàn)熱處理at鋼軌硬度匹配的目的。同時(shí)由于全斷面感應(yīng)加熱的速度高于箱式爐的加熱速度，因而避免了鍛壓段熱影響區(qū)寬和軟化區(qū)過(guò)寬的問(wèn)題。同時(shí)由于全斷面感應(yīng)加熱的速度低于尖軌軌頭加熱感應(yīng)器的加熱速度，因而避免了尖軌軌頭加熱局部熱處理時(shí)感應(yīng)器最后停止的部位由于冷鋼軌吸熱導(dǎo)致的冷速過(guò)快產(chǎn)生馬氏體組織的風(fēng)險(xiǎn)。

采用本發(fā)明的at軌跟端感應(yīng)加熱、跟端鍛壓段的噴風(fēng)冷卻裝置以及配套裝置，實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)熱處理at軌跟端鍛壓段細(xì)化晶粒提高韌性和軌頭恢復(fù)硬度達(dá)到和在線(xiàn)熱處理at鋼軌硬度匹配的目的。避免了軟化區(qū)過(guò)寬、出現(xiàn)馬氏體組織等異常組織的風(fēng)險(xiǎn)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以描述本發(fā)明的技術(shù)方案而不是對(duì)本技術(shù)方法進(jìn)行限制，本發(fā)明在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實(shí)施例，并且因此認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實(shí)施例都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。