JPH1053816A - 中間鋳込み溶接によって製作されたレール継手の熱処理法と、該熱処理法で使用するために定められたバーナユニット - Google Patents
中間鋳込み溶接によって製作されたレール継手の熱処理法と、該熱処理法で使用するために定められたバーナユニットInfo
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- JPH1053816A JPH1053816A JP9119348A JP11934897A JPH1053816A JP H1053816 A JPH1053816 A JP H1053816A JP 9119348 A JP9119348 A JP 9119348A JP 11934897 A JP11934897 A JP 11934897A JP H1053816 A JPH1053816 A JP H1053816A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K23/00—Alumino-thermic welding
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- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
- E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
- E01B31/18—Reconditioning or repairing worn or damaged parts on the spot, e.g. applying inlays, building-up rails by welding; Heating or cooling of parts on the spot, e.g. for reducing joint gaps, for hardening rails
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 応力に正しく適応した溶接継手を形成すると
共に、従来技術に対比して所要処理時間を著しく短縮し
かつ高い熱経済性を得ることのできる熱処理法を提供す
る。 【解決手段】 溶接工程に引き続いて、つまり、溶接部
内及び該溶接部の両側に続く熱影響ゾーン内になお存在
している残留熱を最大限に利用して、両レール端部の継
手領域内に、しかも少なくともレール足部２の領域内
に、焼ならし処理を施す処理法を実施する装置におい
て、鉛直な縦方向中心平面２２と、該縦方向中心平面に
対し垂直に延びる横方向中心平面１４とに対して対称的
に複数のバーナ１０，１１，２０，２１が分配されてお
り、該バーナが、ガス接続部５を一方の端部４に備えた
１本の分配管３と連通しており、かつ、装置が、処理す
べきレール成形材１上又は、該レール成形材に隣接した
道床領域上に載設可能に構成されている。
共に、従来技術に対比して所要処理時間を著しく短縮し
かつ高い熱経済性を得ることのできる熱処理法を提供す
る。 【解決手段】 溶接工程に引き続いて、つまり、溶接部
内及び該溶接部の両側に続く熱影響ゾーン内になお存在
している残留熱を最大限に利用して、両レール端部の継
手領域内に、しかも少なくともレール足部２の領域内
に、焼ならし処理を施す処理法を実施する装置におい
て、鉛直な縦方向中心平面２２と、該縦方向中心平面に
対し垂直に延びる横方向中心平面１４とに対して対称的
に複数のバーナ１０，１１，２０，２１が分配されてお
り、該バーナが、ガス接続部５を一方の端部４に備えた
１本の分配管３と連通しており、かつ、装置が、処理す
べきレール成形材１上又は、該レール成形材に隣接した
道床領域上に載設可能に構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１に発明の
上位概念として記載した通り、特に継手領域内の細粒状
の焼ならし組織を少なくとも部分的に調整するための、
中間鋳込み溶接によって製作されたレール継手の熱処理
法に関するものである。
上位概念として記載した通り、特に継手領域内の細粒状
の焼ならし組織を少なくとも部分的に調整するための、
中間鋳込み溶接によって製作されたレール継手の熱処理
法に関するものである。
【０００２】更に本発明は、前記方法の範囲内で使用す
るために特定されたバーナユニットにも係わる。
るために特定されたバーナユニットにも係わる。
【０００３】
【従来の技術】２つのレール端部間に溶接継手を製作す
るためにアルミノテルミット溶接法を適用することによ
って、継手領域内に鋳鋼組織が生じるのは周知の通りで
あり、該鋳鋼組織は、アルミノテルミット反応による生
成鋼と、該生成鋼内に溶融されたレール鋼とから成って
おり、その場合、この中間鋳込み組織の両側には、特徴
的な組織構成を伴った熱影響ゾーンが続き、各熱影響ゾ
ーンは夫々連続的に、溶接操作によっては影響を受けな
いレール領域へ移行する。この組織構成は主として、溶
接工程の結果としてレール体内に生成する温度フィール
ドの時間的な経過に関連して、特に局所的に異なった加
熱速度、温度及び冷却速度に関連して行われる。例えば
溶接工程の結果として溶融した熱影響ゾーン領域の直ぐ
近傍では、強い過熱の結果として粗粒状の硬質のパーラ
イト組織が生じ、このパーライト組織区域には、（熱影
響ゾーンの内部では溶接継手の方から見て）硬度の低下
する区域が続き、しかも、パーライトの生成に基づいて
最低の硬度を惹起するような区域にまで達し、かつこの
事実上の軟焼なまし区域に始めて、溶接工程によって影
響を受けないレール領域が続くことになる。レール継手
の硬度、ひいては摩耗強度が局所的に低くなる結果、硬
度差の度合に応じて、もしくはその都度使用されるレー
ル鋼に関連して、どうしても溶接工程には熱処理工程を
後置することが必要になる。
るためにアルミノテルミット溶接法を適用することによ
って、継手領域内に鋳鋼組織が生じるのは周知の通りで
あり、該鋳鋼組織は、アルミノテルミット反応による生
成鋼と、該生成鋼内に溶融されたレール鋼とから成って
おり、その場合、この中間鋳込み組織の両側には、特徴
的な組織構成を伴った熱影響ゾーンが続き、各熱影響ゾ
ーンは夫々連続的に、溶接操作によっては影響を受けな
いレール領域へ移行する。この組織構成は主として、溶
接工程の結果としてレール体内に生成する温度フィール
ドの時間的な経過に関連して、特に局所的に異なった加
熱速度、温度及び冷却速度に関連して行われる。例えば
溶接工程の結果として溶融した熱影響ゾーン領域の直ぐ
近傍では、強い過熱の結果として粗粒状の硬質のパーラ
イト組織が生じ、このパーライト組織区域には、（熱影
響ゾーンの内部では溶接継手の方から見て）硬度の低下
する区域が続き、しかも、パーライトの生成に基づいて
最低の硬度を惹起するような区域にまで達し、かつこの
事実上の軟焼なまし区域に始めて、溶接工程によって影
響を受けないレール領域が続くことになる。レール継手
の硬度、ひいては摩耗強度が局所的に低くなる結果、硬
度差の度合に応じて、もしくはその都度使用されるレー
ル鋼に関連して、どうしても溶接工程には熱処理工程を
後置することが必要になる。
【０００４】レール鋼としては例えば、９００Ｎ／ｍｍ
2の最小強度及び２６０ＨＶ〜２８０ＨＶの硬度を有す
る自硬鋼が使用され、その合金成分は主として炭素とマ
ンガンとから成っている。クロム及びバナジウムのよう
な別の合金成分を添加することによって、この自硬鋼は
１１００Ｎ／ｍｍ2の最小強度及び３１０ＨＶ〜３３０
ＨＶの硬度を有する特殊鋼としても使用される。更にま
た、特別の熱処理法によって強度と硬度を一層改善され
た自硬鋼も使用される。この場合の自硬鋼は微細パーラ
イト鋼であり、該微細パーライト鋼の硬度は、走行運転
によって強い負荷を受けるレール頭部領域だけか、或い
はレール全領域にわたって３５０ＨＶ〜４００ＨＶの値
にまで高められている。冒頭で述べた溶接工程の結果と
しての組織変化は今や様々な作用を及ぼし、しかも具体
的に使用されるレール鋼に応じて作用する。
2の最小強度及び２６０ＨＶ〜２８０ＨＶの硬度を有す
る自硬鋼が使用され、その合金成分は主として炭素とマ
ンガンとから成っている。クロム及びバナジウムのよう
な別の合金成分を添加することによって、この自硬鋼は
１１００Ｎ／ｍｍ2の最小強度及び３１０ＨＶ〜３３０
ＨＶの硬度を有する特殊鋼としても使用される。更にま
た、特別の熱処理法によって強度と硬度を一層改善され
た自硬鋼も使用される。この場合の自硬鋼は微細パーラ
イト鋼であり、該微細パーライト鋼の硬度は、走行運転
によって強い負荷を受けるレール頭部領域だけか、或い
はレール全領域にわたって３５０ＨＶ〜４００ＨＶの値
にまで高められている。冒頭で述べた溶接工程の結果と
しての組織変化は今や様々な作用を及ぼし、しかも具体
的に使用されるレール鋼に応じて作用する。
【０００５】例えばドイツ連邦共和国特許第４３１９４
１７号明細書に基づいて、頭部焼入れの施された微細パ
ーライトレールの中間鋳込み溶接法が公知であり、その
場合、アルミノテルミット反応によって生成した鋼湯
を、接合すべき両レール端部の端面を包囲する鋳型内に
鋳込んだ後、しかも溶接部の冷却後に、溶接部の走行面
及び、これに隣接した熱影響ゾーンの走行面が、上方か
ら５０ｓ〜１５０ｓの短時間にわたってバーナ系によっ
て加熱され、この場合、使用バーナ系のバーナ面は、溶
接部の走行面に対してレールのメートル当り重量に関連
した間隔をおいて位置決めされている。こうして、溶接
部及び、これに隣接した熱影響ゾーンの微細パーライト
化並びに、溶接部と、溶接工程によって影響を受けない
レール区域との間の硬度曲線経過の均等化を得るように
努力が払われる。熱処理のために要する熱を、極度に迅
速に、殊に予め規定された時間インターバルの間に、被
処理レール走行面全体にわたって伝達することによっ
て、鉛直方向で規定の温度勾配が得られるので、レール
走行面を起点として延びるオーステナイト化区域の深度
は、熱伝達を特性づけるパラメータによって確定されて
いる。冷却は、外部冷却剤の使用を省いて、レール本体
の低温領域自体によって直接行われる。レール縦方向で
溶接継手を無視すれば、レール頭部の表面領域内に微細
パーライト組織の形成及び特に硬度曲線経過の均等化、
ひいては耐摩耗性の均等化が得られる。
１７号明細書に基づいて、頭部焼入れの施された微細パ
ーライトレールの中間鋳込み溶接法が公知であり、その
場合、アルミノテルミット反応によって生成した鋼湯
を、接合すべき両レール端部の端面を包囲する鋳型内に
鋳込んだ後、しかも溶接部の冷却後に、溶接部の走行面
及び、これに隣接した熱影響ゾーンの走行面が、上方か
ら５０ｓ〜１５０ｓの短時間にわたってバーナ系によっ
て加熱され、この場合、使用バーナ系のバーナ面は、溶
接部の走行面に対してレールのメートル当り重量に関連
した間隔をおいて位置決めされている。こうして、溶接
部及び、これに隣接した熱影響ゾーンの微細パーライト
化並びに、溶接部と、溶接工程によって影響を受けない
レール区域との間の硬度曲線経過の均等化を得るように
努力が払われる。熱処理のために要する熱を、極度に迅
速に、殊に予め規定された時間インターバルの間に、被
処理レール走行面全体にわたって伝達することによっ
て、鉛直方向で規定の温度勾配が得られるので、レール
走行面を起点として延びるオーステナイト化区域の深度
は、熱伝達を特性づけるパラメータによって確定されて
いる。冷却は、外部冷却剤の使用を省いて、レール本体
の低温領域自体によって直接行われる。レール縦方向で
溶接継手を無視すれば、レール頭部の表面領域内に微細
パーライト組織の形成及び特に硬度曲線経過の均等化、
ひいては耐摩耗性の均等化が得られる。
【０００６】更に又、米国特許第５３０６３６１号明細
書及び米国特許第５３７７９５９号明細書に基づいて、
溶接を行った後に前記のような溶接継手に熱処理を施す
方法と装置が公知であり、この場合、溶接継手を完全に
包囲する鋳型内では焼なましテルミットが使用され、か
つ、レール成形材内へ導入すべき熱は、オーステナイト
化を達成するように設計され、このオーステナイト化に
続いて圧力空気による急冷が行われる。従ってこの公知
の方法によってレール成形材の少なくとも表面区域には
完全な焼ならしが生じる。
書及び米国特許第５３７７９５９号明細書に基づいて、
溶接を行った後に前記のような溶接継手に熱処理を施す
方法と装置が公知であり、この場合、溶接継手を完全に
包囲する鋳型内では焼なましテルミットが使用され、か
つ、レール成形材内へ導入すべき熱は、オーステナイト
化を達成するように設計され、このオーステナイト化に
続いて圧力空気による急冷が行われる。従ってこの公知
の方法によってレール成形材の少なくとも表面区域には
完全な焼ならしが生じる。
【０００７】前記熱処理法の目的は、溶接継手を超えた
区域の材料特性の均等化にあり、特に溶接継手の範囲外
のレール材料の材料特性への材料特性の均しにある。特
にこの場合に考慮されている材料特性は、引張強さ及び
硬度のような特性である。公知の熱処理法の主特徴は、
先ず溶接継手を周辺温度にまで事実上冷却し、次いで、
処理すべき組織区域を、温度−時間の関数に応じて加熱
・冷却することである。このことは、溶接工程の結果と
して溶接部及び熱影響ゾーン内になお残留している熱が
実質的に利用されないままでいることを意味している。
冷却工程の結果として所要処理時間が増大すること以外
に、この作業方式は、オーステナイト化温度以上にまで
改めて加熱することに基づいて燃料使用量の増大化を伴
うことを明らかに示している。
区域の材料特性の均等化にあり、特に溶接継手の範囲外
のレール材料の材料特性への材料特性の均しにある。特
にこの場合に考慮されている材料特性は、引張強さ及び
硬度のような特性である。公知の熱処理法の主特徴は、
先ず溶接継手を周辺温度にまで事実上冷却し、次いで、
処理すべき組織区域を、温度−時間の関数に応じて加熱
・冷却することである。このことは、溶接工程の結果と
して溶接部及び熱影響ゾーン内になお残留している熱が
実質的に利用されないままでいることを意味している。
冷却工程の結果として所要処理時間が増大すること以外
に、この作業方式は、オーステナイト化温度以上にまで
改めて加熱することに基づいて燃料使用量の増大化を伴
うことを明らかに示している。
【０００８】走行運転の結果生じるレール継手の負荷
は、レール足部領域において、交番引張り応力を伴う曲
げ振動応力として生じる。
は、レール足部領域において、交番引張り応力を伴う曲
げ振動応力として生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の熱処理法を改良して、応力に正しく適応
した溶接継手を形成すると共に、従来技術に対比して所
要処理時間を著しく短縮しかつ高い熱経済性を得ること
のできる熱処理法を提供すると共に、該処理法を実施す
るのに適した、特に軌道の作業現場で簡単に操作できる
装置を提供することである。
で述べた形式の熱処理法を改良して、応力に正しく適応
した溶接継手を形成すると共に、従来技術に対比して所
要処理時間を著しく短縮しかつ高い熱経済性を得ること
のできる熱処理法を提供すると共に、該処理法を実施す
るのに適した、特に軌道の作業現場で簡単に操作できる
装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の方法上の構成手段は、請求項１に記載した通り、溶
接工程に引き続いて、つまり、溶接部内及び該溶接部の
両側に続く熱影響ゾーン内になお存在している残留熱を
最大限に利用して、両レール端部の継手領域内に、しか
も少なくともレール足部の領域内に、焼ならし処理を施
す点にある。
明の方法上の構成手段は、請求項１に記載した通り、溶
接工程に引き続いて、つまり、溶接部内及び該溶接部の
両側に続く熱影響ゾーン内になお存在している残留熱を
最大限に利用して、両レール端部の継手領域内に、しか
も少なくともレール足部の領域内に、焼ならし処理を施
す点にある。
【００１１】本発明にとって重要な点は、アルミノテル
ミット溶接工程に続いて、つまり鋳型ヘッドを除きかつ
押し湯を切断した直後、場合によっては研磨作業を実施
した直後に、従って溶接継手領域がなお多量の残留熱を
保有しているがオーステナイト化温度より低い温度にあ
る時点に、熱処理を開始することである。改めてオース
テナイト化するための熱導入、つまり細粒状のオーステ
ナイト組織を調整する目的で行われる熱導入は、こうし
て前記残留熱を利用して量的に制限することができる。
熱処理の枠内における燃料使用量の低減化と、溶接工程
を実施するために継手領域内へ導入される熱の利用の改
善化とによって、総燃料使用量は低下し、ひいては工費
も節減される。中間鋳物組織の領域においても、該中間
鋳物組織の両側に続く熱影響ゾーンにおいても存在して
いる粗粒組織分を除き、かつ該粗粒組織分の代わりに細
粒状の焼ならし組織を形成し、特に靭性特性の点で走行
運転の応力に耐え得るようにするために、熱処理、つま
り焼ならしは少なくともレール足部の領域で行われる。
ミット溶接工程に続いて、つまり鋳型ヘッドを除きかつ
押し湯を切断した直後、場合によっては研磨作業を実施
した直後に、従って溶接継手領域がなお多量の残留熱を
保有しているがオーステナイト化温度より低い温度にあ
る時点に、熱処理を開始することである。改めてオース
テナイト化するための熱導入、つまり細粒状のオーステ
ナイト組織を調整する目的で行われる熱導入は、こうし
て前記残留熱を利用して量的に制限することができる。
熱処理の枠内における燃料使用量の低減化と、溶接工程
を実施するために継手領域内へ導入される熱の利用の改
善化とによって、総燃料使用量は低下し、ひいては工費
も節減される。中間鋳物組織の領域においても、該中間
鋳物組織の両側に続く熱影響ゾーンにおいても存在して
いる粗粒組織分を除き、かつ該粗粒組織分の代わりに細
粒状の焼ならし組織を形成し、特に靭性特性の点で走行
運転の応力に耐え得るようにするために、熱処理、つま
り焼ならしは少なくともレール足部の領域で行われる。
【００１２】溶接継手領域の熱処理に続いて、周辺温度
への冷却、仕上げ研削及び足部押し湯と鋳型残部の除去
が行われる。
への冷却、仕上げ研削及び足部押し湯と鋳型残部の除去
が行われる。
【００１３】更に又、溶接工程の結果として生じた不都
合な固有応力状態は、本発明の熱処理法を介して少なく
とも部分的に除去することができる。
合な固有応力状態は、本発明の熱処理法を介して少なく
とも部分的に除去することができる。
【００１４】請求項２に記載の手段は、焼ならし処理を
施すべき領域の規模に係わり、つまりレール足部領域の
みならず、レール頭部にも及び得ることが明示されてい
る。しかし実際にはレール頭部の側頭面の熱処理は、発
生する温度フィールドの迅速な伝播拡張に基づいて、レ
ールの走行面の焼ならしを生ぜしめる。
施すべき領域の規模に係わり、つまりレール足部領域の
みならず、レール頭部にも及び得ることが明示されてい
る。しかし実際にはレール頭部の側頭面の熱処理は、発
生する温度フィールドの迅速な伝播拡張に基づいて、レ
ールの走行面の焼ならしを生ぜしめる。
【００１５】請求項３及び４に記載の手段は、加熱され
てオーステナイト化された継手領域を冷却する異なった
実施形態に係わるものである。原則として冷却は、鎮静
した周辺空気で行うことができるが、達成可能な冷却速
度もしくは所望の表面硬度に関連して、例えば圧力空気
によって急冷処理を施すことも考えられる。
てオーステナイト化された継手領域を冷却する異なった
実施形態に係わるものである。原則として冷却は、鎮静
した周辺空気で行うことができるが、達成可能な冷却速
度もしくは所望の表面硬度に関連して、例えば圧力空気
によって急冷処理を施すことも考えられる。
【００１６】請求項５及び６に記載の手段は、熱処理法
の特に有利な実施形態の更なる具体化に係わっている。
このように処理を行う目的は、中間鋳込み領域並びに、
この領域に続く熱影響ゾーンへの熱導入を、レール成形
材の幾何学的形状及び、前記中間鋳込み領域を含めた熱
影響ゾーンの拡がりに関連して、並びに、熱伝導条件乃
至は熱伝播条件に基づいてレール本体内部に生じる温度
フィールドに関連して、時間的な経過につれてかつ場所
的にも、次のような組織変態を生ぜしめるように制御す
る点にあり、その組織変態とは、肉眼的に所望される特
性、つまり主として充分な靭性、及びレール頭部領域特
に走行面領域における充分な硬度と亀裂伝播に対する抵
抗性をレール接合領域に与えるような組織変態である。
前記温度フィールドを制御するために使用されるパラメ
ータとしては、レール接合領域における導入熱の空間的
な分布、局所的な熱導入量並びに熱導入の持続時間が挙
げられ、この最後に挙げた熱導入持続時間は特に、組織
変態を生ぜしめようとする深度を制御するために使用さ
れる。冷却は、その他の「冷えた」レール本体の上に静
かに停滞している周辺空気を介して行われ、特殊な例で
は少なくとも局所的に作用する急冷処理を介して行われ
る。この冷却処理の目的は何れにせよ、溶接工程によっ
て生成した粗粒状組織を、少なくとも規定の部位におい
て、焼ならし処理が施されて強度特性及び靭性特性の改
善された細粒状組織に取って代わらせる点にある。前記
焼ならしに関連した原則的な処理段階、つまりオーステ
ナイト化温度よりも僅かに高い温度に至るまで迅速に加
熱昇温する段階、細粒状のオーステナイト組織が生成す
るまで前記温度に維持する段階、それに続いて迅速に冷
却する段階は原理的には公知であるので、この点に関す
る詳細な説明はここでは省くことにする。
の特に有利な実施形態の更なる具体化に係わっている。
このように処理を行う目的は、中間鋳込み領域並びに、
この領域に続く熱影響ゾーンへの熱導入を、レール成形
材の幾何学的形状及び、前記中間鋳込み領域を含めた熱
影響ゾーンの拡がりに関連して、並びに、熱伝導条件乃
至は熱伝播条件に基づいてレール本体内部に生じる温度
フィールドに関連して、時間的な経過につれてかつ場所
的にも、次のような組織変態を生ぜしめるように制御す
る点にあり、その組織変態とは、肉眼的に所望される特
性、つまり主として充分な靭性、及びレール頭部領域特
に走行面領域における充分な硬度と亀裂伝播に対する抵
抗性をレール接合領域に与えるような組織変態である。
前記温度フィールドを制御するために使用されるパラメ
ータとしては、レール接合領域における導入熱の空間的
な分布、局所的な熱導入量並びに熱導入の持続時間が挙
げられ、この最後に挙げた熱導入持続時間は特に、組織
変態を生ぜしめようとする深度を制御するために使用さ
れる。冷却は、その他の「冷えた」レール本体の上に静
かに停滞している周辺空気を介して行われ、特殊な例で
は少なくとも局所的に作用する急冷処理を介して行われ
る。この冷却処理の目的は何れにせよ、溶接工程によっ
て生成した粗粒状組織を、少なくとも規定の部位におい
て、焼ならし処理が施されて強度特性及び靭性特性の改
善された細粒状組織に取って代わらせる点にある。前記
焼ならしに関連した原則的な処理段階、つまりオーステ
ナイト化温度よりも僅かに高い温度に至るまで迅速に加
熱昇温する段階、細粒状のオーステナイト組織が生成す
るまで前記温度に維持する段階、それに続いて迅速に冷
却する段階は原理的には公知であるので、この点に関す
る詳細な説明はここでは省くことにする。
【００１７】更に前記課題を解決する前記熱処理法を実
施するのに適した本発明の装置上の構成手段は、請求項
７に記載した通り、鉛直な縦方向中心平面と、該縦方向
中心平面に対し垂直に延びる横方向中心平面とに対して
対称的に複数のバーナが分配されており、該バーナが、
ガス接続部を一方の端部に備えた１本の分配管と連通し
ており、かつ、装置が、処理すべきレール成形材上又
は、該レール成形材に隣接した道床領域上に載設可能に
構成されている点にある。
施するのに適した本発明の装置上の構成手段は、請求項
７に記載した通り、鉛直な縦方向中心平面と、該縦方向
中心平面に対し垂直に延びる横方向中心平面とに対して
対称的に複数のバーナが分配されており、該バーナが、
ガス接続部を一方の端部に備えた１本の分配管と連通し
ており、かつ、装置が、処理すべきレール成形材上又
は、該レール成形材に隣接した道床領域上に載設可能に
構成されている点にある。
【００１８】本発明の装置において重要な点は、互いに
直交する２つの平面に対して対称的に複数のバーナを分
配して、可燃性混合ガスを誘導する１本の分配管と接続
することである。本発明の装置は、横方向中心平面が中
間鋳込み領域の相応の中心平面と合致するように装置を
位置決めして使用できるように構成されており、従っ
て、レール接合領域へ熱を導入する場合の必須要件であ
るところの対称特性が、前記のバーナ配置に基づいてす
でに保証されている訳である。本発明の装置は、殊にレ
ール成形材の部分上に載設するために定められている。
それというのは、このようにすればバーナのノズルユニ
ットと、レール成形材の加熱すべき面区分との間の規定
間隔を再現可能に設定することが保証されているからで
ある。
直交する２つの平面に対して対称的に複数のバーナを分
配して、可燃性混合ガスを誘導する１本の分配管と接続
することである。本発明の装置は、横方向中心平面が中
間鋳込み領域の相応の中心平面と合致するように装置を
位置決めして使用できるように構成されており、従っ
て、レール接合領域へ熱を導入する場合の必須要件であ
るところの対称特性が、前記のバーナ配置に基づいてす
でに保証されている訳である。本発明の装置は、殊にレ
ール成形材の部分上に載設するために定められている。
それというのは、このようにすればバーナのノズルユニ
ットと、レール成形材の加熱すべき面区分との間の規定
間隔を再現可能に設定することが保証されているからで
ある。
【００１９】請求項８乃至１１に記載の構成手段は、バ
ーナの空間的な分配に係わり、その場合、中間鋳込み領
域の加熱は、レール頭部の両方の側頭面に対して作用す
る２つのバーナによって行われ、またレール足部領域の
加熱は、中間鋳込み領域の両側の熱影響ゾーンに夫々方
位づけられたバーナによって行われる。
ーナの空間的な分配に係わり、その場合、中間鋳込み領
域の加熱は、レール頭部の両方の側頭面に対して作用す
る２つのバーナによって行われ、またレール足部領域の
加熱は、中間鋳込み領域の両側の熱影響ゾーンに夫々方
位づけられたバーナによって行われる。
【００２０】請求項１２に記載した支持エレメント並び
に請求項１３に記載したスペーサはレール成形材と相俟
って、レール継手領域における熱伝達条件を常に再現可
能にすると共に、現場作業を快適にする。
に請求項１３に記載したスペーサはレール成形材と相俟
って、レール継手領域における熱伝達条件を常に再現可
能にすると共に、現場作業を快適にする。
【００２１】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
る。
【００２２】符号１は、処理すべきレール成形材、特に
２つのレール端部間の継手（接合）領域を示し、前記の
各レール端部のレール足部２は、図示を省いたが枕木を
介して軌道道床の上に載置されている。従って、敷設さ
れた軌框でバーナユニットが使用される。
２つのレール端部間の継手（接合）領域を示し、前記の
各レール端部のレール足部２は、図示を省いたが枕木を
介して軌道道床の上に載置されている。従って、敷設さ
れた軌框でバーナユニットが使用される。
【００２３】バーナユニットは、例えばプロパンと酸素
とから成る可燃性混合ガスを誘導するために設置された
分配管３を有し、該分配管の一方の端部４にガス接続部
５が付設されており、また前記端部４に対向して位置し
ている分配管の他方の端部６は閉鎖して構成されてい
る。前記分配管３は、レール頭部７の上方に間隔をおい
て水平に延在しており、かつ追って説明するような形式
でレール成形材１に対して支持されている。
とから成る可燃性混合ガスを誘導するために設置された
分配管３を有し、該分配管の一方の端部４にガス接続部
５が付設されており、また前記端部４に対向して位置し
ている分配管の他方の端部６は閉鎖して構成されてい
る。前記分配管３は、レール頭部７の上方に間隔をおい
て水平に延在しており、かつ追って説明するような形式
でレール成形材１に対して支持されている。
【００２４】分配管３には２本の分岐管８，９が接続さ
れており、両分岐管は夫々バーナ１０，１１に通じてお
り、該バーナの噴流開口はレール頭部７の側頭面１２，
１３に配設されており、かつ該側頭面に対して規定の間
隔をとって保持されている。分岐管８，９並びにバーナ
１０，１１は、中間鋳込み領域１５の対称平面を同時に
形成する横方向中心平面１４内に実質的に延在し、前記
中間鋳込み領域の両側に、図示を省いた溶接熱影響ゾー
ンが接続している。前記横方向中心平面１４の両側で、
しかも該横方向中心平面に対して対称的に平面１６，１
７内には夫々別の分岐管１８，１９が延びており、両分
岐管の端部には、やはりバーナ２０，２１が配置されて
いる。分岐管８，９並びにバーナ２０，２１を配設した
分岐管１８，１９の配置は、レール成形材１の鉛直な縦
方向中心平面２２に対して対称的に構成されている。
れており、両分岐管は夫々バーナ１０，１１に通じてお
り、該バーナの噴流開口はレール頭部７の側頭面１２，
１３に配設されており、かつ該側頭面に対して規定の間
隔をとって保持されている。分岐管８，９並びにバーナ
１０，１１は、中間鋳込み領域１５の対称平面を同時に
形成する横方向中心平面１４内に実質的に延在し、前記
中間鋳込み領域の両側に、図示を省いた溶接熱影響ゾー
ンが接続している。前記横方向中心平面１４の両側で、
しかも該横方向中心平面に対して対称的に平面１６，１
７内には夫々別の分岐管１８，１９が延びており、両分
岐管の端部には、やはりバーナ２０，２１が配置されて
いる。分岐管８，９並びにバーナ２０，２１を配設した
分岐管１８，１９の配置は、レール成形材１の鉛直な縦
方向中心平面２２に対して対称的に構成されている。
【００２５】更に又、前記バーナ２０，２１は、各噴流
方向が中間鋳込み領域１５の両側で、しかもレール足部
２に隣接した領域で、溶接熱影響ゾーンに直接向くよう
に配置されている。更に又、前記の各バーナ２０，２１
は、互いに角度を成して延びて夫々複数の噴流ノズルを
有する２つのバーナ面を有し、該バーナ面の方位は実質
的に、レール足部２並びに、該レール足部２に直接隣接
したウェブ領域の、対向面の方位に適合されている。
方向が中間鋳込み領域１５の両側で、しかもレール足部
２に隣接した領域で、溶接熱影響ゾーンに直接向くよう
に配置されている。更に又、前記の各バーナ２０，２１
は、互いに角度を成して延びて夫々複数の噴流ノズルを
有する２つのバーナ面を有し、該バーナ面の方位は実質
的に、レール足部２並びに、該レール足部２に直接隣接
したウェブ領域の、対向面の方位に適合されている。
【００２６】符号２３は、バーナ２０のケーシングに付
設された支持エレメントを示し、該支持エレメントは、
レール足部２の向き合った面上に起立するために特定さ
れている。同一の支持エレメント２４が、対向配置され
たバーナ２１に配置されている。前記支持エレメント２
３，２４は全体として、横方向中心平面１４及び鉛直な
縦方向中心平面２２に対して対称的な、本発明のバーナ
ユニットの支持機構を形成している。
設された支持エレメントを示し、該支持エレメントは、
レール足部２の向き合った面上に起立するために特定さ
れている。同一の支持エレメント２４が、対向配置され
たバーナ２１に配置されている。前記支持エレメント２
３，２４は全体として、横方向中心平面１４及び鉛直な
縦方向中心平面２２に対して対称的な、本発明のバーナ
ユニットの支持機構を形成している。
【００２７】更に符号２５，２６はウェブ状のスペーサ
を示し、該スペーサは、全ての分岐管１８，１９の、レ
ール成形材１に対面した方の側から延びており、かつ側
頭面１２，１３に当接するために特定されている。分配
管３の他方の端部６に装着された補償質量体２７は、バ
ーナユニットの安定性を更に確保するためのものであ
る。
を示し、該スペーサは、全ての分岐管１８，１９の、レ
ール成形材１に対面した方の側から延びており、かつ側
頭面１２，１３に当接するために特定されている。分配
管３の他方の端部６に装着された補償質量体２７は、バ
ーナユニットの安定性を更に確保するためのものであ
る。
【００２８】溶接継手の種々異なった表面領域で使用さ
れるバーナは、以上の説明から明らかな通り、両平面に
対して、つまり鉛直な縦方向中心平面２２及び横方向中
心平面１４に対して対称的に分配・配置される。レール
成形材の対向面からのバーナノズルの表面間隔、熱処理
法（この場合は焼ならし）を実施するために分配管３を
介して導かれる可燃性混合ガスの量、ひいては又、伝達
すべき熱、もしくは熱伝達の持続時間は、先行溶接工程
に基づくレール成形材の残留熱に関連して設定される。
れるバーナは、以上の説明から明らかな通り、両平面に
対して、つまり鉛直な縦方向中心平面２２及び横方向中
心平面１４に対して対称的に分配・配置される。レール
成形材の対向面からのバーナノズルの表面間隔、熱処理
法（この場合は焼ならし）を実施するために分配管３を
介して導かれる可燃性混合ガスの量、ひいては又、伝達
すべき熱、もしくは熱伝達の持続時間は、先行溶接工程
に基づくレール成形材の残留熱に関連して設定される。
【図１】レール成形材上に装着された本発明によるバー
ナユニットの端面図である。
ナユニットの端面図である。
【図２】図１の矢印ＩＩの方向に見たバーナユニットの
平面図である。
平面図である。
【図３】図２の矢印ＩＩＩの方向に見たバーナユニット
の側面図である。
の側面図である。
１ 処理すべきレール成形材、 ２ レール足部、
３ 分配管、 ４分配管の一方の端部、 ５ ガ
ス接続部、 ６ 分配管の他方の端部、７ レール
頭部、 ８，９ 分岐管、 １０，１１ バーナ、
１２，１３ 側頭面、 １４ 横方向中心平面、
１５ 中間鋳込み領域、 １６，１７ 平面、
１８，１９ 別の分岐管、 ２０，２１ バーナ、
２２ 鉛直な縦方向中心平面、 ２３，２４ 支持
エレメント、 ２５，２６ ウェブ状のスペーサ、
２７ 補償質量体
３ 分配管、 ４分配管の一方の端部、 ５ ガ
ス接続部、 ６ 分配管の他方の端部、７ レール
頭部、 ８，９ 分岐管、 １０，１１ バーナ、
１２，１３ 側頭面、 １４ 横方向中心平面、
１５ 中間鋳込み領域、 １６，１７ 平面、
１８，１９ 別の分岐管、 ２０，２１ バーナ、
２２ 鉛直な縦方向中心平面、 ２３，２４ 支持
エレメント、 ２５，２６ ウェブ状のスペーサ、
２７ 補償質量体
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２１Ｄ 1/26 Ｃ２１Ｄ 1/26 Ｒ 1/28 1/28 1/52 1/52 Ｙ 9/50 １０１ 9/50 １０１Ｚ // Ｂ２３Ｋ 101:26 (72)発明者 ミヒャエル シュタインホルスト ドイツ連邦共和国 エッセン シュロスガ ルテン 21
Claims (13)
- 【請求項１】 特に継手領域内の細粒状の焼ならし組織
を少なくとも部分的に調整するための、中間鋳込み溶接
によって製作されたレール継手の熱処理法において、溶
接工程に引き続いて、つまり、溶接部内及び該溶接部の
両側に続く熱影響ゾーン内になお存在している残留熱を
最大限に利用して、両レール端部の継手領域内に、しか
も少なくともレール足部（２）の領域内に、焼ならし処
理を施すことを特徴とする、中間鋳込み溶接によって製
作されたレール継手の熱処理法。 - 【請求項２】 レール頭部（７）の領域内にも焼ならし
を施す、請求項１記載の熱処理法。 - 【請求項３】 単数又は複数の処理領域を、鎮静した周
辺空気中で冷却しつつ焼ならしを行う、請求項１又は２
記載の熱処理法。 - 【請求項４】 少なくとも１つの処理領域を、圧力空気
による急冷方式で冷却しつつ焼ならしを行う、請求項１
又は２記載の熱処理法。 - 【請求項５】 焼ならし処理範囲内で継手領域に導入さ
れる熱を、中間鋳込み領域（１５）に対して縦方向及び
横方向で対称的に伝達し、レール頭部（７）に対する熱
伝達を、前記中間鋳込み領域（１５）において両側頭面
（１２，１３）を介して行い、かつレール足部（２）に
対する熱伝達を、前記中間鋳込み領域（１５）の両側の
熱影響ゾーンの領域で行う、請求項１から４までのいず
れか１項記載の熱処理法。 - 【請求項６】 熱伝達を特性づける、加熱速度、保持時
間及び冷却速度のようなパラメータを、特にレール頭部
（７）の摩耗強度及び摩擦抵抗性並びにレール足部
（２）の延性を改善するように選ぶ、請求項５記載の熱
処理法。 - 【請求項７】 請求項１から６までのいずれか１項記載
の熱処理法を実施するための装置、特にバーナユニット
において、鉛直な縦方向中心平面（２２）と、該縦方向
中心平面に対し垂直に延びる横方向中心平面（１４）と
に対して対称的に複数のバーナ（１０，１１，２０，２
１）が分配されており、該バーナ（１０，１１，２０，
２１）が、ガス接続部（５）を一方の端部（４）に備え
た１本の分配管（３）と連通しており、かつ、装置が、
処理すべきレール成形材（１）上又は、該レール成形材
に隣接した道床領域上に載設可能に構成されていること
を特徴とする、熱処理法を実施するための装置。 - 【請求項８】 縦方向中心平面（２２）の両側に夫々設
けられた少なくとも１つのバーナ（１０，１１）が、横
方向中心平面（１４）内に位置する噴流方向を有してい
る、請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 バーナ（１０，１１）の噴流方向が、処
理すべきレール成形材（１）の側頭面（１２，１３）に
向けて方位づけられている、請求項７又は８記載の装
置。 - 【請求項１０】 縦方向中心平面（２１）の両側及び横
方向中心平面（１４）の両側に夫々少なくとも１つのバ
ーナ（２０，２１）が設けられており、該バーナの噴流
方向が、前記横方向中心平面（１４）に対して平行にか
つ間隔をおいて延びている、請求項７から９までのいず
れか１項記載の装置。 - 【請求項１１】 バーナ（２０，２１）の噴流方向が、
熱影響ゾーンの領域では、処理すべきレール成形材
（１）のレール足部（２）に対して実質的に方位づけら
れている、請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 溶接継手の両側でレール足部（２）の
部分上に載って直立するために特定された支持エレメン
ト（２３，２４）が、縦方向中心平面（２２）及び横方
向平面（１０）に対して対称的に配置されている、請求
項７から１１までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１３】 バーナ（１０，１１，２０，２１）が
分岐管（８，９，１８，１９）を介して分配管（３）と
連通しており、かつ、レール成形材（１）の加熱すべき
表面に対して規定の間隔で前記バーナを保持するため
に、前記レール成形材（１）に支持されたスペーサ（２
５，２６）が設けられている、請求項７から１２までの
いずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19619171.8 | 1996-05-11 | ||
| DE19619171A DE19619171C1 (de) | 1996-05-11 | 1996-05-11 | Verfahren zur Wärmebehandlung einer durch Zwischengußverschweißung hergestellten Schienenverbindung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit bestimmter Brenneranordnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053816A true JPH1053816A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=7794135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9119348A Pending JPH1053816A (ja) | 1996-05-11 | 1997-05-09 | 中間鋳込み溶接によって製作されたレール継手の熱処理法と、該熱処理法で使用するために定められたバーナユニット |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1053816A (ja) |
| CA (1) | CA2204928A1 (ja) |
| DE (1) | DE19619171C1 (ja) |
| EA (1) | EA000181B1 (ja) |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008266901A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Nippon Steel Corp | 形状記憶合金製レール継目部材の加熱装置及び加熱方法 |
| CN102409585A (zh) * | 2011-08-16 | 2012-04-11 | 中铁二十二局集团第二工程有限公司 | 用于长钢轨现场焊接接头冷却的冷却器及其使用方法 |
| CN103643604A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-19 | 西南交通大学 | 一种线路锁定焊接和热处理一机化作业施工方法 |
| CN110607721A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-24 | 西南交通大学 | 一种移动式自带喷风的钢轨双频正火机构 |
| CN114774652A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-22 | 重庆长征重工有限责任公司 | 一种17CrNiMo6材料预备热处理方法 |
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| DE102006061800A1 (de) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Linde Ag | Vorrichtung zum Flammrichten |
| RU2411295C2 (ru) * | 2008-12-18 | 2011-02-10 | Рейлтек Интернейшнел | Способ и устройство термообработки рельсового стыка |
| WO2010109837A1 (ja) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 新日本製鐵株式会社 | レール溶接部の冷却装置および冷却方法 |
| US10041671B2 (en) | 2012-10-23 | 2018-08-07 | Linde Aktiengesellschaft | Multi-flame burner and method for heating a workpiece |
| DE102012020801A1 (de) * | 2012-10-23 | 2014-04-24 | Linde Aktiengesellschaft | Mehrflammenbrenner und Verfahren zum Erwärmen eines Werkstücks |
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| FR3066508B1 (fr) * | 2017-05-22 | 2021-02-12 | Matisa Materiel Ind Sa | Procede de pose d’un rail de voie ferree, comportant un chauffage du rail, et train de travaux pour la mise en œuvre du procede de pose |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU432215A1 (ru) * | 1971-08-27 | 1974-06-15 | М. Макара, А. Е. Еринов, В. А. Сорока, В. Д. Ковалев, | УСТАНОВКА ДЛЯ ВНЕНЕЧНОЙ МЕСТНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ КОЛЬЦЕВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ12Изобретение относитс к устройствам дл местного вненечного нагрева :металла, в частности к устройствам дл внепечной местной тердюобработки сварных кольцевых швов крунногабаритных толстостенных стальных сосудов н,ри температурах до 1000° С.Известна нагревательна установка дл местной термообработки ава-рных соединений, состо ща из смонтированного непосредственно на сварном соединении разборного каркаса, р да -равномерно расположенных беспламенных горелок и теплоотражающих щитков.Целью изобретени вл етс автоматизаци процесса, а та1кже повышение нроизводи-10^цн х с разрезом по А—А.Установка включает ролн'ковый стенд 7, на котором размещено натреваемое изделие 2. Самоходный портал 3 оборудован траверсой 4, к которой шарннрно подвешено газогоре- лочное нагрсзательнсе устройство, состо щее из отдельных на1гревателеи 5. Чи:ло нагревателей о.прелел етс нери'метром нагреваемого издели . Траверса имеет вертикальное нере- мендение на вел]1'чнну разницы диаметров ^макс —-Оммл- На траверсе смонтированы две электролебедки б с грузовыми канатами 7. Система подвода газа изготовлена из гибких металлических рукавов 8. Выдвижные упорытельности и экономичности нагрева. Это до- 15 9 перемещаютс вертикально дл расположе- |
| SU515814A1 (ru) * | 1973-03-05 | 1976-05-30 | Предприятие П/Я В-2120 | Установка дл термообработки кольцевых сварных соединений |
| JPS5519297B2 (ja) * | 1973-07-31 | 1980-05-24 | ||
| SU737167A1 (ru) * | 1978-01-05 | 1980-05-30 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина | Способ производства сварных изделий |
| SU1217896A1 (ru) * | 1984-03-21 | 1986-03-15 | Магнитогорский Дважды Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Комбинат Им.В.И.Ленина | Способ обработки сварных соединений стальных полос |
| US5303361A (en) * | 1989-01-18 | 1994-04-12 | Lotus Development Corporation | Search and retrieval system |
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-
1996
- 1996-05-11 DE DE19619171A patent/DE19619171C1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-06 EA EA199600089A patent/EA000181B1/ru not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-05-09 JP JP9119348A patent/JPH1053816A/ja active Pending
- 1997-05-09 CA CA002204928A patent/CA2204928A1/en not_active Abandoned
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