NO161632B - Fremgangsmaate for ved varmomformning aa forhindre fordypninger i overgangsomraadet mellom tunge-ende og tungeprofil for skinner, og en anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en anordning for ved varmomformning å forhindre dannelsen av fordypninger i overgangsområdet mellom tunge-ende og tungeprofil ved skinner.

Tilformningen av tungeskinne-enden til vignole-skinneprofil skjer vanligvis ved varmformning i en senke. Den dertil nødvendige oppvarmning til omformningstemperaturen skjer i spesielle glødeovner, hvorved en tilsvarende lengde av skinnene da stikkes inn i ovnen. Tilformnings-prosessen er for det meste oppdelt i tre arbeidstrinn, og mellom disse blir det da nødvendig med en etteroppvarmning til omformningstemperatur. I retning mot den kolde skinne-ende oppstår det i profilet et temperaturovergangs-område som fører til en metallurgisk forandring i materi-alstrukturen. Denne strukturforandring, som ved perlit-tisk skinnestål spesielt oppstår i et temperaturområde fra 750° - 760°C, resulterer i en slags bløtglødnings-effekt. Jo lenger skinnestålet befinner seg i dette temperaturområde, jo større blir denne bløtglødningseffekt og dermed styrketapet. Lengden av strukturforandrings-sonen er direkte avhengig av omformningstemperaturen og av varigheten av varmeomformningsprosessen. Styrketapet i herdningssvekkelsen når størrelsesordener fra 150 - 200 N/mm<2>, og når hjul løper over, blir konsekvensen en fordypningslengde som ligger i et område på ca. 120 mm.

En dannelse av fordypninger kan bare forhindres når lengdeområdet, hvor et hårdhetstap hhv. en fordypning observeres, begrenses til ca. 30 mm, idet en plastisk deformasjon på grunn av flatetrykkfrekvensen i avhengighet av hjuldiameteren og dermed en fordypningsdannelse da sikkert forhindres. Ved en begrensning av strukturforand-ringssonen til slike lengder er en avstøtning av rand-sonestrukturen tilstrekkelig til å forhindre en plastisk deformasjon.

Fra DE-AS 25 41 978 er det allerede kjent en fremgangsmåte, hvor det foretas en varmebehandling av skinner for å danne en finperlittisk struktur. Idet man går ut fra en kold skinne, omfatter oppvarmningen hele skinne-lengden, hvorved det benyttes en gjennomløpsmetode. Etter opp-varmning til temperaturer over austenittiseringstemperaturen, gjennomføres styrt kjøling under anvendelse av trykkluft hhv. trykkluft med et væskeformet medium.

Formålet med oppfinnelsen er nå ved varmformningen å forhindre en reduksjon av materialstyrken i overgangsområdet til den kolde skinne-ende, hhv. å oppheve en allerede oppstått strukturendring i omformningsområdet. Til løsning av denne oppgave består fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hovedsakelig i at varmebehandlingen foretas samtidig med eller i umiddelbar tilslutning til varmomformningen av tungeskinne-enden, at overgangsområdet varmes opp til over austenittiseringstemperaturen, spesielt til over 860°C i en dybde på minst 7 mm, fortrinnsvis minst 10 mm, og fortrinnsvis høyst 25 mm, og at kjøling etter oppnådd austenittiseringstemperatur skjer i rolig luft. Ved denne varmebehandling gjenopprettes.den opprinnelige tilstand av den perlittiske struktur, idet den valgte inntrengningsdybde ble valgt med henblikk på at maksimal spenning vanligvis ligger ca. 7 mm under emnets overflate. En vesentlig faktor for varmebehandlingen er herved en kortest mulig oppvarmningstid til omformningstemperatur for å forhindre en utbredelse av varmen til den kolde skinne-ende. Etter tilformningen av tungeprofilet til vignolprofil befinner emnet seg i et temperaturområde på fra ca. 400° - 450°C i området for strukturend-ringssonen, hvorved oppvarmningstiden for den etter-følgende varmebehandling vil kunne reduseres vesentlig ved at varmebehandlingen foretas i umiddelbar tilslutning til varmformningen av tungeskinne-enden. På denne måte kan varmebehandlingen begrenses til en kort strekning. På fordelaktig måte begrenses varmebehandlingen til skinnehodet. Kjølingen skjer da i rolig luft, hvorved man opp-når den opprinnelige strukturtilstand før omformningen.

Ifølge oppfinnelsen er det å foretrekke å gå frem slik at et lengdeområde på minst 150 mm, fortrinnsvis minst 300 mm, i overgangssonen mellom standardskinneprofil og tunge-ende underkastes varmebehandling. Det maksimale lengdeområde kan vanligvis, alt etter varigheten av varmomformningsprosessen, begrenses til under 900 mm. Styringen av varmebehandlingen foretas fortrinnsvis slik at lengden av den strukturendringssone som oppstår under omformningen av tungen holdes mindre enn 30 mm i skinnens lengderetning.

Anordningen ifølge oppfinnelsen til utførelse av denne fremgangsmåte er hovedsakelig karakterisert ved at en brenner med styrbar flammetemperatur er lagret for forskyvning over skinnens overflate, idet dens forskyvningsstrekning fortrinnsvis begrenses ved hjelp av innstillbare endebrytere, at brenneren er lagret i en support med reverserbar drift, og at det er anordnet en temperaturmåleanordning for avføling av skinnens overflatetemperatur. Spesielt hensiktsmessig er herved en utførelse hvor brenngass- og/eller forbrenningsluft- hhv. oksygen-tilfør-selen og/eller den lineære forskyvningshastighet av brenneren langs skinnen reguleres i avhengighet av temperaturmåleverdier, hvorved temperaturmåleanordningen fortrinnsvis via styreledninger er forbundet med en prosessdatamaskin, som er forbundet med en styrbar ventilanordning på en gass-oksygenblandeanordning for brenneren. For å kunne ta hensyn til det ikke-lineære temperaturforløp i tempera-turovergangsområdet har et prosessdatamaskinstyrt anlegg vist seg spesielt fordelaktig. Brennerbundten er da montert på en support og varmebehandlingsstrekningen kan innstilles optimalt ved hjelp av endebrytere. Varmetil-førselen kan overvåkes ved hjelp av en f.eks. som miliskop eller pyrometer utformet temperaturmåleanordning, idet flammestyrken kan reguleres ved hjelp av en prosessdatamaskin og spesielt under oppvarmningsforløpet kan drives med sterkere flamme og på holdestadiet bare drives med svakere flamme. På denne måte kan en overopphetning av det område som allerede har oppnådd omformningstemperatur utlelukk.es.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel på en anordning til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som er

vist på de vedføyede tegninger, hvor

fig. 1 er et. skjematisk sideriss av anordningen ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 er et oppriss sett i retningen for pilen II på fig. 1.

På fig. 1 er vist en forskyvbar support 1 som bærer en brenner 2. Ved brenneren 2 dreier det seg om en vann-kjølt bundtbrenner hvis flamme er rettet inn mot hodet 3 av en skinne 4. Brenneren står via gassledninger 5 i for-bindelse med en ventilanordning for en gass-oksygenblandeanordning, som er skjematisk vist ved 6 på fig. 2. I for-skyvningsbanen for supporten 1 er det anordnet endebrytere 7 og 8 som tjener til å begrense supportens forskyvningsstrekning. Over skinnen befinner det seg en temperaturmåleanordning 9, som via en signalledning 10 er forbundet med en prosessdatamaskin 11. En viseranordning for den målte temperatur er betegnet med 12.

Slik det vil fremgå av fig. 2, er drivanordningen 13 for supporten anordnet på siden av skinnen. I området for den forskyvbare drivanordning befinner også ende-bryterne 7 og 8 for begrensning av forskyvningsstrekningen seg. Supporten er forskyvbar på et bord 14 og avstøttes på dette bord 14. Bevegelsesstrekningen for supporten blir vanligvis begrenset til 600 - 900 mm, mens den minste forskyvningsstrekning vanligvis velges til ca. 300 mm. Kjølingen i rolig luft har vist seg tilstrekkelig til å forhindre en uønsket glødning og utelukkende igjen til-veiebringe den tilstand som forelå før oppvarmningen til varmomformningstemperaturen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for ved varmomformning å forhindre dannelsen av fordypninger i overgangsområdet mellom tunge-ende og tungeprofil ved skinner, karakterisert ved at varmebehandlingen gjennomføres samtidig med eller i umiddelbar tilslutning til varmomformningen av tungeskinne-enden, at overgangsområdet oppvarmes til over austenittiseringstemperaturen, spesielt til over 860°C, i en dybde på minst 7 mm, fortrinnsvis minst 10 mm, og fortrinnsvis høyst 25 mm, og at kjøling, etter at austenittiseringstemperaturen er oppnådd, skjer i rolig luft.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at et lengdeområde på minst 150 mm, fortrinnsvis minst 300 mm, i overgangssonen mellom normal-skinneprofil og tunge-ende, underkastes varmebehandlingen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at varmebehandlingen styres slik at lengden av den strukturforandringssone i skinnens lengderetning som oppstår ved omformningen av tungen holdes mindre enn 30 mm.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1, 2 eller 3, karakterisert ved at varmebehandlingen begrenses til skinnehodet.

5. Anordning for gjennomførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at en brenner (2) med styrbar flammetemperatur er lagret for forskyvning over skinnens (4) overflate, idet brennerens forskyvningsstrekning begrenses ved hjelp av fortrinnsvis innstillbare endebrytere (7, 8), at brenneren (2) er lagret i en support (1) med reverserbar drift (13), og at det er anordnet en temperaturmåleanordning (9) for avføling av skinnens (4) overflatetemperatur.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at brenngass- og/eller forbrenningsluft- hhv, oksygen-tilførselen og/eller den lineære forskyvningshastighet av brenneren (2) langs skinnen (4) styres i avhengighet av temperaturmåleverdier.

7. Anordning ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at temperaturmåleanordningen (9) via styreledninger (10) er forbundet med en prosessdatamaskin (11), som er forbundet med en ventilanordning (6) på en gass-oksygenblandeanordning for brenneren (2).