Procédé et dispositif pour le traitement thermique des extrémités des rails. Les inconvénients graves dus à, l'usure du chapignon des rails par suite du freinage des roues ont amené les fabricants de rails à. faire subir un traitement thermique au champignon sur toute la longueur du rail.
On a cependant constaté que pour les rails situés dans les voies en alignement l'apla tissement au joint résultant du martelage des roues au passage des trains constitue un ennui plus grave que l'usure dans la partie cou rante de ces rails.
En outre, dans les statistiques de rails mis hors d'usage, on a constaté que les dé fauts qui se déclarent aux extrémités sont les plus nombreux. Ces défauts consistent sur tout dans le matage des portées d'éclissage et dans les fissurations qui prennent nais sance dans l'âme aux extrémités et aux trous de boulons d'éclisses.
Dans le but de combattre ces inconvé nients, on a tenté de réaliser un procédé de traitement très simple, consistant à donner, à la sortie du train de laminoir, un supplé ment de dureté seulement à une certaine lon gueur du champignon aux extrémités du rail.
L'appareillage employé pour réaliser ce traitement consistait simplement dans une tuyauterie, fixée parallèlement au rail con tre la partie à traiter, munie de trous par lesquels on projetait sur le rail un fluide re- f roidisseur.
Or, on sait que le rail venu du train de laminoir et avancé sous l'appareil de traite ment présente ses différentes parties dans des conditions différentes de masse, de surface, de chaleur emmagasinée et de température. Ainsi le champignon, possédant une forte masse par rapport à l'âme et au patin, con tient une quantité de chaleur emmagasinée bien plus grande et est à une température bien plus élevée que les deux autres parties.
Les procédés et dispositifs de traitement thermique des rails actuellement connus ne permettent pas d'obtenir dans des conditions suffisantes le résultat cherché, c'est-à-dire une grande résistance du rail à l'usage.
La présente invention concerne un pro <B>cédé</B> de traitement des extrémités des rails, qui est caractérisé en ce que l'on fait agir au moins un fluide de trempe sous des pressions différentes et pendant des temps qui diffè rent pour les divers éléments de la section du rail chaud: surfaces du champignon y com pris la table de roulement, âme dans la ré- ffi <B>a</B> on des trous de boulons, portées d'éclissage supérieures et inférieures, de manière à don ner pour chaque élément le degré de trempe optimum pour obtenir les qualités mécani ques les mieux appropriées aux efforts aux quels les différents éléments du rail sont sou mis en service.
Les différents degrés de trempe peuvent être obtenus par un fluide refroidisseur (tel que l'air comprimé à plus de deux atmo= sphères) ou plusieurs fluides refroidisseurs qui sont amenés en contact séparément avec les différentes parties des extrémités des rails dans des conditions de débit détermi nées et pendant des laps de temps, pouvant atteindre six minutes pour le chemin de rou lement, deux minutes pour l'âme et quatre minutes pour les portées d'éclissage.
Lors de la, mise en maure du procédé sui vant l'invention, pour le traitement d'un rail possédant, à l'état non traité, les qualités mécaniques ci-après:
EMI0002.0011
Limite <SEP> élastique <SEP> 40,5 <SEP> lïgÎnlm'
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture <SEP> 73,5 <SEP> l@g/mm'
<tb> Dureté <SEP> Brinell <SEP> 72,0 <SEP> lzgmm- on peut, par exemple, opérer de la manière suivante: Après avoir amené la. température du bout du rail à 870 C, on effectue:
un souffa.ge des surfaces latérales du champignon pendant quatre minutes, un soufflage sur la table de roulement pendant quatre minutes, un soufflage sur la portée d'éclissage su périeure pendant trois minutes, un soufflage sur l'âme pendant une mi nute, un soufflage sur la portée d'éclissage in férieure pendant deux minutes, en utilisant, comme fluide refroidisseur, de l'air comprimé à cinq atmosphères.
(3n obtient ainsi les qualités mécaniques suivantes: Limite élastique d'une éprouvette de 13,8 mm de diamètre prise dans le champi gnon à 17,5 mm de la surface de roulement: 50 kg/mm'; Résistance à la rupture de la même éprouvette, 82 l:g/mmû; Dureté Brinell sur la table de roulement, 95 kg/mm@; Dureté Brinell sur l'âme, 80 kg/mm'; Dureté Brinell sur les portées d'éclissage, 85 kg/mm'.
Le procédé permet donc d'obtenir une augmentation de la dureté Brinell d'environ 10 à 25 kg%mm@ sur la table de roulement, d'environ 5 à 10 kg./mm= sur l'âme à la hau teur des trous de boulons et de 5 à 20 kg \mm' sur les portées d'éclissage.
L'invention s'étend non seulement au procédé ci-dessus décrit à titre d'exemple, quels que soient les moyens choisis pour sa mise en rouvre, mais aussi à un dispositif per mettant une mise en rouvre particulièrement simple et sûre de ce procédé.
Ce dispositif comporte des chambres de distribution indépendantes avec des moyens pour distribuer sur les extrémités des rails le fluide refroidisseur séparément en regard des différents éléments de la section du rail à traiter: surfaces du champignon y compris la table de roulement, âme à la hauteur des trous de boulons d'éclissage et portées d'é- clissa,ge supérieures et inférieures.
Une forme d'exécution du dispositif sui vant l'invention est représentée, à. titre d'exemple, sur le dessin ci-joint dans lequel: La fig. 1 est une coupe verticale à, travers le dispositif de traitement dans lequel est engagée l'extrémité d'un rail; La fi-. 2 est une vue latérale du dispositif avec parties arrachées, le rail étant enlevé.
Une chambre de distribution 11 est pour vue d'une série de trous t1 pour répartir un fluide refroidisseur sous pression sur la. table clé roulement du champignon du rail R. ce fluide sous pression étant amené par le tuyau ca muni d'un robinet régulateur r1.
Des chambres de distribution latérales B. B' répartissent, par des séries de trous t2, le fluide refroidisseur sous pression, sur les portées d'éclissage supérieures, les chambres h, B' étant alimentées par le tuyau<I>b,</I> muni d'un robinet régulateur r2.
De même, des chambres latérales C, C' et D, D' répartissent, par des séries de trous t3 et t' sur l'âme du rail et sur les portées d'é- clissage inférieures du fluide sous pression amené par les tuyaux<I>c et d</I> munis de robinets régulateurs r' et r\1.
Les chambres B, <I>C et D</I> communiquent avec les chambres B', C' et D'.
Les fluides amenés par les tuyaux cc, b, <I>c, d</I> peuvent être de nature différente ou pro venir d'une conduite-mère unique.
I)e même, la chambre ..1 et les chambres B, B' peuvent communiquer et être alimentées par le même fluide amené par une seule conduite. Les trous pour répartir le fluide de refroidissement sous pression sont disposés de telle façon que le refroidissement du rail s'effectue en diminuant d'intensité de l'ex trémité du rail vers le centre de celui-ci.
Des lumières<I>1,</I> l' pratiquées dans la cham bre de traitement en regard des faces laté- ra.les du champignon, servent à l'échappe ment du fluide après son action. Par le ré glage de la fermeture o des lumières<I>1,</I> d', on peut diriger le courant refroidisseur à volonté soit le long, soit autour du rail et obtenir ainsi des effets variés.
L'invention n'est pas limitée au dispo sitif décrit ci-dessus. Celui-ci s'applique en tre autres à tous profils analogues aux rails Vibnole, tels que rails à gorge pour lesquels il faudra adapter le dispositif aux particu larités du profil.