JPH10130730A - 高温レールの冷却方法 - Google Patents
高温レールの冷却方法Info
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- JPH10130730A JPH10130730A JP29026796A JP29026796A JPH10130730A JP H10130730 A JPH10130730 A JP H10130730A JP 29026796 A JP29026796 A JP 29026796A JP 29026796 A JP29026796 A JP 29026796A JP H10130730 A JPH10130730 A JP H10130730A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レール頭部を微細なパーライト組織とするた
めに、熱間圧延された直後の高温レールまたは熱間圧延
後オーステナイト域温度以上に加熱された高温レールを
強制冷却するに際し、レールに曲がりの生ずることがな
く、且つ、規定値を満足する硬度が得られるように冷却
する。 【解決手段】 オーステナイト域温度以上に加熱された
高温レールをクランプで固定し、その足裏部のみを所定
時間強制冷却した後、その頭部に対する冷却を開始し、
レール頭部および足裏部の両方に対する冷却を、レール
頭部の変態が終了するまで行い、レールに曲がりが生ず
ることなく、レール頭部を微細なパーライト組織とす
る。
めに、熱間圧延された直後の高温レールまたは熱間圧延
後オーステナイト域温度以上に加熱された高温レールを
強制冷却するに際し、レールに曲がりの生ずることがな
く、且つ、規定値を満足する硬度が得られるように冷却
する。 【解決手段】 オーステナイト域温度以上に加熱された
高温レールをクランプで固定し、その足裏部のみを所定
時間強制冷却した後、その頭部に対する冷却を開始し、
レール頭部および足裏部の両方に対する冷却を、レール
頭部の変態が終了するまで行い、レールに曲がりが生ず
ることなく、レール頭部を微細なパーライト組織とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延された
直後の高温のレール、または、熱間圧延後、熱処理のた
めにオーステナイト域温度以上に加熱された高温のレー
ルに対し、その頭部を微細なパーライト組織とするため
に、空気または水などの冷却媒体によって強制冷却す
る、高温レールの冷却方法に関するものである。
直後の高温のレール、または、熱間圧延後、熱処理のた
めにオーステナイト域温度以上に加熱された高温のレー
ルに対し、その頭部を微細なパーライト組織とするため
に、空気または水などの冷却媒体によって強制冷却す
る、高温レールの冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レール頭部を微細なパーライト組織とな
し、その耐摩耗性および靱性を高めるために、熱間圧延
された直後の高温のレール、または、熱間圧延後、熱処
理のためにオーステナイト域温度以上の温度に加熱され
た高温のレールに対し、熱処理（ＳＱ）装置において、
クランプで拘束した状態で、その頭部を空気または水な
どの冷却媒体により強制冷却する熱処理（ＳＱ）を施す
ことが行われている。
し、その耐摩耗性および靱性を高めるために、熱間圧延
された直後の高温のレール、または、熱間圧延後、熱処
理のためにオーステナイト域温度以上の温度に加熱され
た高温のレールに対し、熱処理（ＳＱ）装置において、
クランプで拘束した状態で、その頭部を空気または水な
どの冷却媒体により強制冷却する熱処理（ＳＱ）を施す
ことが行われている。
【０００３】レール頭部を微細なパーライト組織にする
という材質上の観点からは、レール頭部のみを強制冷却
すればよいのであるが、レール頭部のみを強制冷却した
のでは、レール上下が非対称な温度域になる結果、冷却
終了後、レールのクランプを外したときに、レール内部
に存在する応力によって、レールに大きな曲がりが発生
する問題が生ずる。
という材質上の観点からは、レール頭部のみを強制冷却
すればよいのであるが、レール頭部のみを強制冷却した
のでは、レール上下が非対称な温度域になる結果、冷却
終了後、レールのクランプを外したときに、レール内部
に存在する応力によって、レールに大きな曲がりが発生
する問題が生ずる。
【０００４】このような問題を防止するために、例え
ば、特開昭６１−６０８２７号公報や特開昭６３−１１
４９２３号公報には、図１に示す如く、レール１の頭部
1a側に設けられた上部ヘッダー２およびレール１の足裏
部1b側に設けられた下部ヘッダー３から噴射される冷却
媒体によって、レール１の頭部1aおよび足裏部1bを同時
に強制冷却する方法（以下、先行技術という）が開示さ
れている。
ば、特開昭６１−６０８２７号公報や特開昭６３−１１
４９２３号公報には、図１に示す如く、レール１の頭部
1a側に設けられた上部ヘッダー２およびレール１の足裏
部1b側に設けられた下部ヘッダー３から噴射される冷却
媒体によって、レール１の頭部1aおよび足裏部1bを同時
に強制冷却する方法（以下、先行技術という）が開示さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】先行技術によれば、レ
ール頭部のみを冷却した場合に比べて、冷却後の残留曲
がりを小さくすることができる。しかしながら、下部ヘ
ッダー３によるレール足裏部1bの冷却が強すぎると、レ
ール足部の冷却速度が速くなり、レール足部の硬度が規
定値（Ｈｖ：４１０）よりも高くなる問題が生ずる。
ール頭部のみを冷却した場合に比べて、冷却後の残留曲
がりを小さくすることができる。しかしながら、下部ヘ
ッダー３によるレール足裏部1bの冷却が強すぎると、レ
ール足部の冷却速度が速くなり、レール足部の硬度が規
定値（Ｈｖ：４１０）よりも高くなる問題が生ずる。
【０００６】そのために、レール足裏部1bの冷却には限
度があり、冷却面積の広いレール頭部1a側の方が、足裏
部1bよりも冷却用空気の噴射量が多く、しかも、冷却さ
れる体積が大きいので、空気による強制冷却後、レール
全体が図２(a) に示すような下曲がりになる傾向が強
い。その結果、形状矯正のためのプレス工程が必要にな
り、生産能率を阻害する上、コスト高となる問題が生ず
る。
度があり、冷却面積の広いレール頭部1a側の方が、足裏
部1bよりも冷却用空気の噴射量が多く、しかも、冷却さ
れる体積が大きいので、空気による強制冷却後、レール
全体が図２(a) に示すような下曲がりになる傾向が強
い。その結果、形状矯正のためのプレス工程が必要にな
り、生産能率を阻害する上、コスト高となる問題が生ず
る。
【０００７】先行技術のような、レール１の頭部1aおよ
び足裏部1bを同時に冷却する方法では、レール足部の硬
度を規定値（Ｈｖ：４１０）以下に抑え、しかも、冷却
後にレールに曲がりが生じないようにすることは困難で
ある。
び足裏部1bを同時に冷却する方法では、レール足部の硬
度を規定値（Ｈｖ：４１０）以下に抑え、しかも、冷却
後にレールに曲がりが生じないようにすることは困難で
ある。
【０００８】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、レール頭部を微細なパーライト組織とし、そ
の耐摩耗性および靱性を高めるために、熱間圧延された
直後の高温のレール、または、熱間圧延後、熱処理のた
めにオーステナイト域温度以上に加熱された高温のレー
ルを、冷却媒体により強制冷却するに際し、レールに曲
がりの生ずることがなく、しかも、規定値を満足する硬
度が得られる高温レールの冷却方法を提供することにあ
る。
を解決し、レール頭部を微細なパーライト組織とし、そ
の耐摩耗性および靱性を高めるために、熱間圧延された
直後の高温のレール、または、熱間圧延後、熱処理のた
めにオーステナイト域温度以上に加熱された高温のレー
ルを、冷却媒体により強制冷却するに際し、レールに曲
がりの生ずることがなく、しかも、規定値を満足する硬
度が得られる高温レールの冷却方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、オーステナ
イト域温度以上に加熱された高温のレールをクランプで
固定し、その足裏部のみを冷却媒体によって所定時間強
制冷却した後、その頭部に対する冷却媒体による強制冷
却を開始し、前記レールの頭部および足裏部の両方の冷
却を、レール頭部の変態が終了するまで行い、かくし
て、前記レールに曲がりが生ずることなくレール頭部を
微細なパーライト組織とすることに特徴を有するもので
ある。
イト域温度以上に加熱された高温のレールをクランプで
固定し、その足裏部のみを冷却媒体によって所定時間強
制冷却した後、その頭部に対する冷却媒体による強制冷
却を開始し、前記レールの頭部および足裏部の両方の冷
却を、レール頭部の変態が終了するまで行い、かくし
て、前記レールに曲がりが生ずることなくレール頭部を
微細なパーライト組織とすることに特徴を有するもので
ある。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明においては、オーステナ
イト域の温度以上に加熱された高温のレールを、曲がり
拘束用のクランプで固定し、図１に示すように、その足
裏部1b側に設けられた下部ヘッダー３から噴射される空
気や水などの冷却媒体によって、レール１の足裏部1bを
図３に示す一定時間（ｔ1)冷却する。
イト域の温度以上に加熱された高温のレールを、曲がり
拘束用のクランプで固定し、図１に示すように、その足
裏部1b側に設けられた下部ヘッダー３から噴射される空
気や水などの冷却媒体によって、レール１の足裏部1bを
図３に示す一定時間（ｔ1)冷却する。
【００１１】次いで、レール足裏部1bと共に、レール頭
部1a側に設けられた上部ヘッダー２によるレール頭部1a
の矯正冷却を開始し、頭部1aおよび足裏部1bの両方の冷
却を、図３に示すように、頭部の変態が終了するまでの
時間（ｔ2)行って、レール頭部1aの組織を微細なパーラ
イト組織にする。そしてその後、レールの曲がり拘束用
クランプを外す。
部1a側に設けられた上部ヘッダー２によるレール頭部1a
の矯正冷却を開始し、頭部1aおよび足裏部1bの両方の冷
却を、図３に示すように、頭部の変態が終了するまでの
時間（ｔ2)行って、レール頭部1aの組織を微細なパーラ
イト組織にする。そしてその後、レールの曲がり拘束用
クランプを外す。
【００１２】この発明において、レール頭部の温度とレ
ール足部の温度とがほぼ等しくなるように、レール頭部
1aおよびレール足裏部1bの両方の冷却を行う前に、レー
ル足裏部1bの冷却を一定時間（ｔ1)行うことが重要であ
る。レール足裏部1bを空気で強制冷却する場合の冷却時
間（ｔ1)は、１５〜４０秒位が適当であり、これによっ
て、レールの曲がりを１００mm以下に抑えることができ
る。
ール足部の温度とがほぼ等しくなるように、レール頭部
1aおよびレール足裏部1bの両方の冷却を行う前に、レー
ル足裏部1bの冷却を一定時間（ｔ1)行うことが重要であ
る。レール足裏部1bを空気で強制冷却する場合の冷却時
間（ｔ1)は、１５〜４０秒位が適当であり、これによっ
て、レールの曲がりを１００mm以下に抑えることができ
る。
【００１３】レール頭部1aおよびレール足裏部1bの両方
の冷却を行う前に、上述したレール足裏部1bの冷却を行
わない場合には、冷却媒体による強制冷却終了時にレー
ル頭部1aの温度が高くなり、その後自然放冷が進行する
に従って、図２(b) に示すような上曲がりが発生する。
の冷却を行う前に、上述したレール足裏部1bの冷却を行
わない場合には、冷却媒体による強制冷却終了時にレー
ル頭部1aの温度が高くなり、その後自然放冷が進行する
に従って、図２(b) に示すような上曲がりが発生する。
【００１４】
〔実施例１〕次に、この発明を実施例により説明する。
９００℃で熱間圧延を終了した長尺のレールを２５ｍの
長さに分割し、このように分割されたレール１を熱処理
（ＳＱ）装置に装入し、曲がりを拘束するためのクラン
プによってこれを固定した。
９００℃で熱間圧延を終了した長尺のレールを２５ｍの
長さに分割し、このように分割されたレール１を熱処理
（ＳＱ）装置に装入し、曲がりを拘束するためのクラン
プによってこれを固定した。
【００１５】次いで、レール頭部1aの温度が７８０℃の
状態から、図１に示す下部ヘッダー３より噴射される冷
却媒体としての空気により、図３に示す冷却時間（ｔ1)
を３０秒に設定し、レール足裏部1bに対する冷却を開始
した。
状態から、図１に示す下部ヘッダー３より噴射される冷
却媒体としての空気により、図３に示す冷却時間（ｔ1)
を３０秒に設定し、レール足裏部1bに対する冷却を開始
した。
【００１６】次いで、レール頭部1a側に設けられた上部
ヘッダー２によって、レール足裏部1bと共にレール頭部
1aの冷却を開始し、頭部1aおよび足裏部1bの両方を、図
３に示す冷却時間（ｔ2)を１５０秒に設定して強制冷却
した。次いで、上部ヘッダー２および下部ヘッダー３か
らの空気噴射を停止し、そして、レール１をクランプか
ら外して熱処理（ＳＱ）装置からレールを搬出した後、
冷却床においてレール１を自然放冷した。
ヘッダー２によって、レール足裏部1bと共にレール頭部
1aの冷却を開始し、頭部1aおよび足裏部1bの両方を、図
３に示す冷却時間（ｔ2)を１５０秒に設定して強制冷却
した。次いで、上部ヘッダー２および下部ヘッダー３か
らの空気噴射を停止し、そして、レール１をクランプか
ら外して熱処理（ＳＱ）装置からレールを搬出した後、
冷却床においてレール１を自然放冷した。
【００１７】このようにして冷却後の、２５ｍレールの
曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は３０mmであっ
た。また、レール足裏部の硬さ（Ｈｖ）は３７３で、規
定値以下であり、得られたレールの曲がりは、１０ｍ当
たりの曲がり規定値１０mm、２５ｍ長さに換算すると６
２．５mmよりも小さく、その硬さ（Ｈｖ）は、規定値４
１０以下を十分に満足していた。
曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は３０mmであっ
た。また、レール足裏部の硬さ（Ｈｖ）は３７３で、規
定値以下であり、得られたレールの曲がりは、１０ｍ当
たりの曲がり規定値１０mm、２５ｍ長さに換算すると６
２．５mmよりも小さく、その硬さ（Ｈｖ）は、規定値４
１０以下を十分に満足していた。
【００１８】〔比較例１〕実施例１と同様に分割された
レール１を熱処理（ＳＱ）装置に装入し、曲がりを拘束
するためのクランプによってこれを固定した。次いで、
レール頭部1aおよびレール足裏部1bの両方を、図３に示
す冷却時間（ｔ2)を１５０秒に設定して強制冷却した
後、実施例１と同様に熱処理（ＳＱ）装置からレールを
搬出し、冷却床においてレール１を自然放冷した。
レール１を熱処理（ＳＱ）装置に装入し、曲がりを拘束
するためのクランプによってこれを固定した。次いで、
レール頭部1aおよびレール足裏部1bの両方を、図３に示
す冷却時間（ｔ2)を１５０秒に設定して強制冷却した
後、実施例１と同様に熱処理（ＳＱ）装置からレールを
搬出し、冷却床においてレール１を自然放冷した。
【００１９】このような条件で冷却した後の、２５ｍレ
ールの曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は３３０mm
であり、規定値６２．５mmを超えて大きかった。なお、
レール足裏部の硬さ（Ｈｖ）は３７５で、規定値４１０
以下を満足していた。
ールの曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は３３０mm
であり、規定値６２．５mmを超えて大きかった。なお、
レール足裏部の硬さ（Ｈｖ）は３７５で、規定値４１０
以下を満足していた。
【００２０】〔比較例２〕比較例１と同様に、レール頭
部1aおよびレール足裏部1bの両方を、図３に示す冷却時
間（ｔ2)を１５０秒に設定して強制冷却した。但し、こ
のときのレール足裏部1bに対する冷却用空気の流量を、
比較例１の３倍とした。
部1aおよびレール足裏部1bの両方を、図３に示す冷却時
間（ｔ2)を１５０秒に設定して強制冷却した。但し、こ
のときのレール足裏部1bに対する冷却用空気の流量を、
比較例１の３倍とした。
【００２１】このような条件で冷却した後の、２５ｍレ
ールの曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は６０mmで
あり、規定値６２．５mmより小さかった。しかし、レー
ル足裏部の硬さ（Ｈｖ）は４１２となり、規定値４１０
を超えていた。
ールの曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は６０mmで
あり、規定値６２．５mmより小さかった。しかし、レー
ル足裏部の硬さ（Ｈｖ）は４１２となり、規定値４１０
を超えていた。
【００２２】〔比較例３〕比較例１と同様に、レール頭
部1aおよびレール足裏部1bの両方を、図３に示す冷却時
間（ｔ2)を２５０秒に設定して強制冷却した。このとき
のレール頭部1aおよびレール足裏部1bに対する冷却用空
気の流量は比較例１の場合と同様とした。
部1aおよびレール足裏部1bの両方を、図３に示す冷却時
間（ｔ2)を２５０秒に設定して強制冷却した。このとき
のレール頭部1aおよびレール足裏部1bに対する冷却用空
気の流量は比較例１の場合と同様とした。
【００２３】このような条件で冷却した後の、２５ｍレ
ールの曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は４０mmで
あり、規定値６２．５mmより小さく、また、レール足裏
部の硬さ（Ｈｖ）は３７６で、規定値４１０以下であっ
た。しかしながら、熱処理（ＳＱ）装置における処理時
間が、実施例１の場合に比べて７０秒多く必要になった
ため生産性が低下した。
ールの曲がりを測定した結果、曲がり（ｈ）は４０mmで
あり、規定値６２．５mmより小さく、また、レール足裏
部の硬さ（Ｈｖ）は３７６で、規定値４１０以下であっ
た。しかしながら、熱処理（ＳＱ）装置における処理時
間が、実施例１の場合に比べて７０秒多く必要になった
ため生産性が低下した。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の方法によ
れば、レール頭部を微細なパーライト組織とするため
に、高温レールをクランプしその頭部を強制冷却するに
先立って、レール足裏部のみを所定時間強制冷却するこ
とにより、クランプ拘束解除後のレールに生ずる曲がり
は極めて小さく、また、その後の放冷過程における曲が
りも殆ど発生せず、しかも、規定値を満足する硬度が得
られ、形状矯正のためのプレス工程が不要になり、生産
性も低下することがない等、多くの工業上有用な効果が
もたらされる。
れば、レール頭部を微細なパーライト組織とするため
に、高温レールをクランプしその頭部を強制冷却するに
先立って、レール足裏部のみを所定時間強制冷却するこ
とにより、クランプ拘束解除後のレールに生ずる曲がり
は極めて小さく、また、その後の放冷過程における曲が
りも殆ど発生せず、しかも、規定値を満足する硬度が得
られ、形状矯正のためのプレス工程が不要になり、生産
性も低下することがない等、多くの工業上有用な効果が
もたらされる。
【図１】この発明の方法で使用されるレール冷却用ヘッ
ダーの配置図である。
ダーの配置図である。
【図２】レールの下曲がりおよび上曲がり状態を示す説
明図である。
明図である。
【図３】レール冷却用空気流量の時間的変化を示す図で
ある。
ある。
１ レール 1a レール頭部 1b レール足裏部 ２ 上部ヘッダー ３ 下部ヘッダー ４ 仕上圧延機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 知夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 オーステナイト域温度以上に加熱された
高温のレールをクランプで固定し、その足裏部のみを冷
却媒体によって所定時間強制冷却した後、その頭部に対
する冷却媒体による強制冷却を開始し、前記レールの頭
部および足裏部の両方の冷却を、レール頭部の変態が終
了するまで行い、かくして、前記レールに曲がりが生ず
ることなくレール頭部を微細なパーライト組織とするこ
とを特徴とする、高温レールの冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29026796A JP3808564B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 高温レールの冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29026796A JP3808564B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 高温レールの冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10130730A true JPH10130730A (ja) | 1998-05-19 |
| JP3808564B2 JP3808564B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=17753934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29026796A Expired - Fee Related JP3808564B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 高温レールの冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3808564B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005066377A1 (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Nippon Steel Corporation | Rail manufacturing method |
| US9429374B2 (en) | 2012-02-06 | 2016-08-30 | Jfe Steel Corporation | Rail cooling method |
| US9988696B2 (en) | 2012-02-02 | 2018-06-05 | Jfe Steel Corporation | Rail cooling method and rail cooling device |
| CN116814933A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-29 | 武汉钢铁有限公司 | 一种非对称大断面钢轨热处理过程中侧面弯曲的控制方法 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29026796A patent/JP3808564B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005066377A1 (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Nippon Steel Corporation | Rail manufacturing method |
| US7828917B2 (en) * | 2004-01-09 | 2010-11-09 | Nippon Steel Corporation | Rail manufacturing method |
| US9988696B2 (en) | 2012-02-02 | 2018-06-05 | Jfe Steel Corporation | Rail cooling method and rail cooling device |
| US10100380B2 (en) | 2012-02-02 | 2018-10-16 | Jfe Steel Corporation | Rail cooling device |
| US9429374B2 (en) | 2012-02-06 | 2016-08-30 | Jfe Steel Corporation | Rail cooling method |
| CN116814933A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-29 | 武汉钢铁有限公司 | 一种非对称大断面钢轨热处理过程中侧面弯曲的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3808564B2 (ja) | 2006-08-16 |
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