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JP4415735B2 - Cooling method of high temperature rail - Google Patents
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JP4415735B2 JP2004108232A JP2004108232A JP4415735B2 JP 4415735 B2 JP4415735 B2 JP 4415735B2 JP 2004108232 A JP2004108232 A JP 2004108232A JP 2004108232 A JP2004108232 A JP 2004108232A JP 4415735 B2 JP4415735 B2 JP 4415735B2
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Description

この発明は、高温レールの冷却方法、特に、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に対し、その頭部を材質上の目標強度を満足させるために、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。   The present invention relates to a method for cooling a high-temperature rail, particularly to a high-temperature rail immediately after hot rolling or a high-temperature rail heated to austenite temperature or higher for heat treatment after hot rolling. The present invention relates to a method for cooling a high-temperature rail in which a portion is forcibly cooled by a cooling medium such as air or water in order to satisfy a target strength of the material.

レール頭部を材質上の目標強度とし、その耐摩耗性および靭性を高めるために、熱間圧延された直後の高温レール、または、熱間圧延後、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、クランプにより拘束した状態で、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。   In order to make the rail head the target strength on the material and to improve its wear resistance and toughness, the high-temperature rail immediately after hot rolling or after hot rolling to a temperature above the austenite temperature for heat treatment A heat treatment (SQ) for forcibly cooling the heated high-temperature rail with a cooling medium such as air or water in a state of being restrained by a clamp is performed.

レール頭部を材質上の目標強度にするという観点からは、レール頭部のみを強制冷却すればよいが、レール頭部のみを強制冷却したのでは、レール上下の温度差が大きく、冷却終了後にレール内部に比較的大きな残留応力が生じる結果、レールのクランプを外したときに、レールに大きな曲がりが発生し、その後の形状矯正のためのプレス工程が必要になるなど、レールの生産能率を著しく害するという問題が生ずる。   From the viewpoint of making the rail head the target strength on the material, it is only necessary to forcibly cool only the rail head. However, if only the rail head is forcibly cooled, the temperature difference between the top and bottom of the rail is large. As a result of the relatively large residual stress inside the rail, when the rail clamp is removed, the rail will bend significantly and a subsequent pressing process for shape correction will be required. The problem of harming arises.

このような問題を防止するために、例えば、特許文献1および特許文献2には、図1に示すように、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の強制冷却後、足裏部1bを強制冷却する方法が開示されている。また、特許文献3には、足裏部1bのみを冷却媒体によって所定時間強制冷却した後、頭部1aを強制冷却する方法(以下、先行技術という)も開示されている。   In order to prevent such a problem, for example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, as shown in FIG. 1, an upper header 2 provided on the head 1 a side of the rail 1 and a sole portion of the rail 1 are provided. A method is disclosed in which the sole 1b is forcibly cooled after the head 1a of the rail 1 is forcibly cooled by a cooling medium injected from the lower header 3 provided on the 1b side. Patent Document 3 also discloses a method of forcibly cooling only the sole 1b with a cooling medium for a predetermined time and then forcibly cooling the head 1a (hereinafter referred to as the prior art).

特開平61−60827号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-60827 特開昭63−114923号公報JP 63-114923 A 特開平10−130730号公報JP-A-10-130730

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、レール1の頭部1aの強制冷却中のレールの曲がりを検出し、下部ヘッダー3によるレール足裏部1bの冷却をコントロールする装置が高価であったり、生産性を向上させるため、下部ヘッダー3によるレール足裏部1bの冷却時間を短縮すべく強冷却を行うと、レール足部の冷却速度が速くなり過ぎ、レール足部にマルテンサイト等の異常組織が発生する問題がある。   According to the prior art, the residual bending after cooling can be reduced as compared with the case where only the rail head is cooled. However, a device that detects the bending of the rail during the forced cooling of the head 1a of the rail 1 and controls the cooling of the rail sole 1b by the lower header 3 is expensive, or the lower header When the strong cooling is performed to shorten the cooling time of the rail sole 1b due to 3, the cooling rate of the rail foot becomes too fast, and there is a problem that an abnormal structure such as martensite is generated in the rail foot.

そのために、設備コストが高くなる、あるいは、レール足裏部1bを、極端な緩冷却で長時間、冷却しなければならず、足裏部1bのみを先行して冷却するため、その先行分だけ生産能率が阻害されるという問題が残る。   Therefore, the equipment cost becomes high, or the rail sole 1b has to be cooled for a long time with extremely slow cooling, and only the sole 1b is cooled in advance. The problem remains that production efficiency is hindered.

このように、先行する特許文献に開示されている技術では、設備コストを抑えつつ、現状以上の生産能率向上を図ることは困難である。   As described above, with the technology disclosed in the preceding patent document, it is difficult to improve the production efficiency beyond the current level while suppressing the equipment cost.

この発明の目的は、設備コストをかけずに、現状以上の生産効率向上を可能とする高温レールの冷却方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for cooling a high-temperature rail that can improve the production efficiency beyond the current level without incurring equipment costs.

この発明は、上述した目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。   The present invention has been made to achieve the above-described object, and is characterized by the following.

請求項1に記載の発明は、オーステナイト域温度以上に加熱された、鋼組成として、質量%で、C:0.65〜0.90%、Si:0.1〜0.9%、Mn:0.5〜2.0%、P:0.035%以下、S:0.035%以下、Nb:0.005〜0.1%を含有し、残部:実質的にFeからなる高温のレールを拘束し、レール足裏部およびレール頭部に対する冷却媒体による強制冷却を同時に開始し、この際、前記レール足裏部に比べて前記レール頭部を強冷却して、前記レール足裏部および前記レール頭部の両方の冷却を前記レール頭部の変態が終了するまで行い、かくして、前記レールの曲がりを最小限としつつ、前記頭部を材質上の目標強度とすることに特徴を有するものである。   Invention of Claim 1 is a steel composition heated more than the austenite temperature, and is mass%, C: 0.65-0.90%, Si: 0.1-0.9%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.035% or less, S: 0.035% or less, Nb: 0.005 to 0.1%, the balance: a high-temperature rail substantially made of Fe , And simultaneously start forced cooling with a cooling medium for the rail foot and the rail head, and at this time, the rail head is strongly cooled compared to the rail foot and the rail foot and Cooling of both of the rail heads is performed until the transformation of the rail heads is completed, and thus the heads are made to have a target strength on the material while minimizing the bending of the rails. It is.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の組成に加え、さらに、質量%で、Cr:1%以下、Cu:1%以下、Ni:1%以下、Mo:0.5%以下、V:0.2%以下の1種または2種以上を含有し、残部:実質的にFeからなる高温のレールを拘束し、レール足裏部およびレール頭部に対する冷却媒体による強制冷却を同時に開始し、この際、前記レール足裏部に比べて前記レール頭部を強冷却して、前記レール足裏部および前記レール頭部の両方の冷却を前記レール頭部の変態が終了するまで行い、かくして、前記レールの曲がりを最小限としつつ、前記頭部を材質上の目標強度とすることに特徴を有するものである。   In addition to the composition described in claim 1, the invention described in claim 2 further includes, in mass%, Cr: 1% or less, Cu: 1% or less, Ni: 1% or less, Mo: 0.5% or less. V: Contains one or more of 0.2% or less, and the remainder: a high-temperature rail substantially made of Fe, and simultaneously forcibly cooling the rail sole and the rail head with a cooling medium. At this time, the rail head is strongly cooled compared to the rail sole, and both the rail sole and the rail head are cooled until the transformation of the rail head is completed. Thus, the present invention is characterized in that the head is made to have a target strength on the material while minimizing the bending of the rail.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、冷却媒体として空気を使用し、レール足裏部の冷却風量は、レール頭部の冷却風量の40〜80%の範囲内とすることに特徴を有するものである。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein air is used as a cooling medium, and the cooling air volume of the rail foot is within a range of 40 to 80% of the cooling air volume of the rail head. It has the characteristics in that.

この発明の方法によれば、足裏部の先行強制冷却が不要となり、かつ、クランプ拘束解除後のレールに生ずる曲がりが極めて小さく、また、その後の放冷過程における曲がりもほとんど発生しないため、形状矯正のためのプレス工程が不要になり、低コストで生産効率を向上させることができ、工業上極めて有用である。   According to the method of the present invention, the forcible forced cooling of the sole is unnecessary, the bending generated in the rail after releasing the clamp restraint is extremely small, and the bending in the subsequent cooling process hardly occurs. This eliminates the need for a pressing process for correction, improves production efficiency at a low cost, and is extremely useful industrially.

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により固定し、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の強制冷却を同時に開始し、頭部1aおよび足裏部1bの両方の冷却を、図2に示すように、頭部の変態が終了するまでの時間行って、レール頭部1aを材質上の目標強度にする。そして、その後、レールの曲がり拘束用クランプを外す。   In the present invention, a high-temperature rail heated to a temperature higher than that of the austenite region is fixed by a bending restraining clamp, and as shown in FIG. 1, it is injected from the lower header 3 provided on the sole 1b side. The forced cooling of the rail head portion 1a by the upper header 2 provided on the rail head portion 1a side together with the rail foot portion 1b is simultaneously started by the cooling medium such as air or water, and the head portion 1a and the sole portion As shown in FIG. 2, the cooling of both 1b is performed for a time until the transformation of the head is completed, so that the rail head 1a has a target strength on the material. Then, the clamp for restraining the bending of the rail is removed.

まず、この発明における、鋼組成の限定理由について説明する。なお、成分組成の%は、質量%を示す。   First, the reason for limiting the steel composition in this invention will be described. In addition,% of a component composition shows the mass%.

C:0.65〜0.90%
Cは、全面パーライト組織として耐摩耗性を確保するための基本的元素である。0.65%未満であると、全面パーライト組織とすることができないか、あるいは、耐摩耗性を確保できるだけの量のセメンタイト分率を確保できない。一方、0.90%を超えると、レールの一部に初析セメンタイトが生成して、靭性を著しく害する場合がある。従って、C量は、0.65〜0.90%の範囲とする。
C: 0.65-0.90%
C is a basic element for ensuring wear resistance as a whole pearlite structure. If it is less than 0.65%, the entire pearlite structure cannot be formed, or a cementite fraction sufficient to ensure wear resistance cannot be secured. On the other hand, if it exceeds 0.90%, pro-eutectoid cementite is generated in a part of the rail, and the toughness may be significantly impaired. Therefore, the C content is in the range of 0.65 to 0.90%.

Si:0.1〜1%
Siは脱酸材として0.1%以上は含有されるが、1%を超えると溶接性を著しく害する。従って、Si量は、0.1〜1%とする。
Si: 0.1 to 1%
Si is contained in an amount of 0.1% or more as a deoxidizing material, but if it exceeds 1%, weldability is remarkably impaired. Therefore, the Si amount is set to 0.1 to 1%.

Mn:0.5〜2.0%
Mnは脱酸効果のみならず、オーステナイトからパーライトに変態する温度を低下させ、パーライトの層間隔を微細化して高強度化し、耐摩耗性や耐疲労損傷性を向上させる効果がある。0.5%未満であると、所望の効果が十分に得られない。一方、2.0%を超えると、SQの際、偏析部にマルテンサイトが生じたり、また、溶接後の冷却時にマルテンサイトを生じるなど、品質を害する。したがって、Mn量は、0.5〜2.0%の範囲とする。
Mn: 0.5 to 2.0%
Mn not only has a deoxidizing effect, but also has the effect of lowering the temperature at which it transforms from austenite to pearlite, reducing the pearlite layer spacing to increase strength, and improving wear resistance and fatigue damage resistance. If it is less than 0.5%, the desired effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 2.0%, martensite is produced in the segregated part during SQ, and martensite is produced during cooling after welding, which impairs the quality. Therefore, the amount of Mn is set to a range of 0.5 to 2.0%.

P:0.035%以下
Pが0.035%を超えると靭性が劣化する。P量は0.035%以下に限定する。
P: 0.035% or less When P exceeds 0.035%, toughness deteriorates. The amount of P is limited to 0.035% or less.

S:0.035%以下
Sが0.035%を超えると、非金属介在物量が増大し、靭性や耐疲労損傷性など、品質を著しく害する。S量は0.035%以下に限定する。
S: 0.035% or less When S exceeds 0.035%, the amount of non-metallic inclusions increases, and the quality such as toughness and fatigue damage resistance is remarkably impaired. S amount is limited to 0.035% or less.

Nb:0.005〜0.1%
NbはCと結合して、熱間圧延中、あるいは熱間圧延後に炭化物として微細に析出するとともに、オーステナイト組織を微細化して、その後、変態して得られるパーライト組織を微細化する。オーステナイト組織を微細化するので、変態温度を上昇させる効果を有し、足裏の冷却に対し、極端な緩冷却を長時間行わなくとも、マルテンサイトの生成を抑え、かつ、所望の材質特性を得ることができる。
Nb: 0.005 to 0.1%
Nb combines with C to precipitate finely as carbide during hot rolling or after hot rolling, refine the austenite structure, and then refine the pearlite structure obtained by transformation. Since the austenite structure is refined, it has the effect of increasing the transformation temperature, and suppresses the formation of martensite and provides the desired material properties without the need for extremely slow cooling for a long time. Obtainable.

また、所望の機械的特性を得るために、Cr:1%以下、Cu:1%以下、Ni:1%以下、Mo:0.5%以下、V:0.2%以下の1種または2種以上を添加することができる。   In order to obtain desired mechanical properties, Cr: 1% or less, Cu: 1% or less, Ni: 1% or less, Mo: 0.5% or less, V: 0.2% or less More seeds can be added.

Cr:1%以下
Crは基本的に固溶強化により、強度、硬さを向上させる。しかし、1%を超えて添加すると、溶接性を阻害したり、また溶接後の冷却時にマルテンサイトを生じて、材質を損なう。従って、Cr量は1%以下に限定する。
Cr: 1% or less Cr basically improves the strength and hardness by solid solution strengthening. However, if added over 1%, the weldability is impaired, and martensite is generated during cooling after welding, and the material is damaged. Therefore, the Cr content is limited to 1% or less.

Cu:1%以下
CuもCrと同様、基本的に固溶強化により、強度、硬さを向上させる。しかし、1%を超えて添加すると、特に、鋳片の割れが顕著となり、製品とするのが困難となる。従って、Cu量は1%以下に限定する。
Cu: 1% or less Cu, like Cr, basically improves strength and hardness by solid solution strengthening. However, when it is added in excess of 1%, cracking of the slab becomes particularly remarkable, making it difficult to obtain a product. Therefore, the amount of Cu is limited to 1% or less.

Ni:1%以下
Niも基本的に固溶強化により、強度、硬さ、靭性を向上させる。しかし、1%を超えて添加しても、強度、硬さ、靭性向上の効果は飽和する一方で、経済性を著しく損ねる。したがって、Ni量は1%以下に限定する。
Ni: 1% or less Ni also basically improves the strength, hardness and toughness by solid solution strengthening. However, even if added in excess of 1%, the effects of improving strength, hardness and toughness are saturated, but the economic efficiency is remarkably impaired. Therefore, the amount of Ni is limited to 1% or less.

Mo:0.5%以下
Moも基本的に固溶強化により、強度、硬さを向上させる効果がある。しかし、0.5%を超えて添加すると、溶接後の冷却時にマルテンサイトを生じるばかりでなく、経済性を損ねる。従って、Mo量は0.5%以下に限定する。
Mo: 0.5% or less Mo also has an effect of improving strength and hardness basically by solid solution strengthening. However, if added over 0.5%, not only martensite is produced during cooling after welding, but the economy is impaired. Therefore, the Mo amount is limited to 0.5% or less.

V:0.2%以下
Vは固溶強化、並びにCと結びついて炭化物を形成し、析出強化により、強度、硬さを向上させる効果がある。しかし、0.2%を超えて添加すると、溶接性を害する。従って、V量は0.2%以下に限定する。
V: 0.2% or less V has the effect of improving strength and hardness by solid solution strengthening and bonding with C to form carbides and precipitation strengthening. However, if added over 0.2%, the weldability is impaired. Therefore, the V amount is limited to 0.2% or less.

以上に述べた元素の他にも、この発明の効果が損なわれない限度で他の元素を適宜添加することは特段差し支えない。   In addition to the elements described above, adding other elements as long as the effects of the present invention are not impaired does not cause a significant difference.

次に、冷却条件について、その限定理由を説明する。   Next, the reasons for limiting the cooling conditions will be described.

冷却媒体としては、空気をはじめ、レール頭部にマルテンサイトやベイナイトを生じない範囲での冷却速度で、適宜、ミストなどを用いることができる。   As the cooling medium, mist or the like can be used as appropriate at a cooling rate within a range in which martensite and bainite are not generated in the rail head, including air.

レール足裏部およびレール頭部に対する冷却媒体による強制冷却は同時に開始する。先行して、足裏部を緩冷却する必要がなく、生産効率を向上させることができる。   The forced cooling by the cooling medium for the rail sole and the rail head starts simultaneously. Prior to this, it is not necessary to cool the soles slowly, and the production efficiency can be improved.

冷却は、頭部のパーライト変態が終了するまで行う。これによって、レールとして所望の強度、靭性、耐摩耗性などの材質特性を得ることができる。なお、この際、レール足裏部の冷却は、頭部の冷却より、弱くする必要がある。特に、足先部は外観上、肉厚が薄く、熱容量が小さいので、マルテンサイトの生成を抑えるよう、頭部より冷却は弱くする必要がある。   Cooling is performed until the pearlite transformation of the head is completed. This makes it possible to obtain material properties such as desired strength, toughness, and wear resistance as a rail. At this time, it is necessary to make the cooling of the rail sole portion weaker than the cooling of the head. In particular, the foot portion is thin in appearance and has a small heat capacity. Therefore, it is necessary to cool down the head more so as to suppress the formation of martensite.

冷却媒体として、特に、空気を用いる場合は、足裏部の冷却風量は、頭部の冷却風量の40%以上80%以下とする必要がある。足裏部の冷却風量が、頭部の冷却風量の40%より小さいと、所望の冷却効果を得ることができず、その結果、長時間冷却する必要が生じ、生産効率を害する。また、80%より大きいと、特に足先部にマルテンサイトが生成する可能性がある。したがって、冷却媒体として、特に、空気を用いる場合は、足裏部の冷却風量は、頭部の冷却風量の40%以上、80%以下に限定する。   In particular, when air is used as the cooling medium, it is necessary that the cooling air volume at the sole is 40% to 80% of the cooling air volume at the head. If the amount of cooling air at the soles is less than 40% of the amount of cooling air at the head, the desired cooling effect cannot be obtained. As a result, it is necessary to cool for a long time, which impairs production efficiency. On the other hand, if it is larger than 80%, martensite may be generated particularly at the toe portion. Therefore, particularly when air is used as the cooling medium, the cooling air volume at the sole is limited to 40% or more and 80% or less of the cooling air volume at the head.

以上、述べたレール鋼組成、ならびに、冷却条件を限定することにより、生産効率が良好で、かつ、曲がりを最小限とし、マルテンサイトなどの異常組織のない、パーライト鋼レールを製造することができる。   As described above, by limiting the rail steel composition and cooling conditions described above, it is possible to produce a pearlite steel rail that has good production efficiency, minimizes bending, and has no abnormal structure such as martensite. .

次に、この発明を実施例によりさらに説明する。   Next, the present invention will be further described with reference to examples.

910℃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レールを固定した。表1に、このとき使用したレールの鋼組成の化学成分を示す。   A long rail that has been hot-rolled at 910 ° C. is divided into 25 m lengths, the rails thus divided are loaded into a heat treatment (SQ) device, and the rails are clamped to restrain bending. Fixed. Table 1 shows the chemical composition of the steel composition of the rail used at this time.

Figure 0004415735
Figure 0004415735

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、レール頭部1aの冷却風量に対するレール足裏部1bの冷却風量の割合、および、図2に示す冷却時間t1、t2を、表2に示すように設定して、冷却を開始した。何れの場合も、t2はレール頭部を材質上の目標強度とするために必要な時間である。t2時間冷却後、上部ヘッダー2及び下部ヘッダー3からの空気噴射を停止し、その後、レール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を自然放冷した。表2に自然放冷後のレール足裏部1b中央の足裏表層から1mm深さの硬さ(Hv)、レール足裏部1bの組織の形態、および25mレールのレールを横倒しした状態でのレール上下方向の曲がりも示す。 Next, from the state where the temperature of the rail head portion 1a is 780 ° C., the cooling air volume of the rail foot 1b relative to the cooling air volume of the rail head portion 1a by the air as the cooling medium injected from the lower header 3 shown in FIG. The ratio and the cooling times t 1 and t 2 shown in FIG. 2 were set as shown in Table 2, and cooling was started. In either case, t 2 is the time required for the target intensity on the material of the rail head. After cooling for 2 hours, air injection from the upper header 2 and the lower header 3 is stopped, and then the rail is removed from the clamp and the rail is taken out of the heat treatment (SQ) device, and then the rail is naturally cooled on the cooling floor. . Table 2 shows the hardness (Hv) of the depth of 1 mm from the surface layer of the foot sole in the center of the rail sole 1b after natural cooling, the form of the structure of the rail sole 1b, and the rail of the 25 m rail in a state where it is laid down Also shows the vertical bending of the rail.

Figure 0004415735
Figure 0004415735

この発明による実施例1、実施例2は、レール頭部1aおよびレール足裏部1bの両方を、図2に示す冷却時間t1=0秒、t2=150秒に設定して強制冷却した。何れもレール足裏部1bに異常組織を発生することなく、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を自然放冷した後の25mレールの曲がりは上方50mm以内であり、良好であった。これは、下方曲がりを規制している仕様にも適応できる。比較例3は、比較鋼Cから圧延されたレールを、実施例1、実施例2と同様に冷却時間を設定して強制冷却した結果であるが、25mレールの曲がりは上方60mmと良好であったが、レール足裏部1bにマルテンサイト組織が発生した。比較例4は、比較例3に発生したレール足裏部1bのマルテンサイト組織を防止し、且つ25mレールの曲がりも100mm以内となるように、レール足裏部1bに対する冷却用空気の流量を比較例4に対し減少させたものである。レール足裏部1bに対する冷却用空気の流量を減少させたままでは25mレールの曲がりは大きくなるため、t1=30秒に設定する必要が生じた。比較例1、比較例2は、本発明鋼に、比較例4で実施した冷却条件を適用したものである。何れもレール足裏部1bにマルテンサイト組織を発生させること無く、25mレールの曲がりも100mm以内に出来たが、t1=30秒に設定する必要があった。また、何れも下方曲がりとなったため、下方曲がりを規制している仕様には適応出来ない。 In the first and second embodiments according to the present invention, both the rail head 1a and the rail sole 1b are forcibly cooled by setting the cooling time t 1 = 0 seconds and t 2 = 150 seconds shown in FIG. . In both cases, the rail bent out of the 25 m rail after the rail is taken out of the heat treatment (SQ) device and naturally cooled in the cooling floor without causing abnormal structure in the rail sole 1b is within 50 mm above and is good. Met. This can also be applied to specifications that regulate downward bending. Comparative Example 3 is the result of forced cooling of the rail rolled from the comparative steel C by setting the cooling time in the same manner as in Example 1 and Example 2, but the bending of the 25 m rail was good at 60 mm above. However, a martensite structure occurred in the rail sole 1b. Comparative Example 4 compares the flow rate of cooling air to the rail sole 1b so that the martensite structure of the rail sole 1b that occurs in Comparative Example 3 is prevented and the bending of the 25m rail is within 100 mm. This is a reduction from Example 4. If the flow rate of the cooling air with respect to the rail sole 1b is reduced, the bend of the 25 m rail increases, so that it is necessary to set t 1 = 30 seconds. Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are obtained by applying the cooling conditions implemented in Comparative Example 4 to the steel of the present invention. In either case, the 25 m rail could be bent within 100 mm without generating a martensite structure in the rail sole 1b, but it was necessary to set t 1 = 30 seconds. Moreover, since all became a downward curve, it cannot adapt to the specification which controls the downward curve.

比較例1、比較例2、比較例4は、何れもレール足裏部1bにマルテンサイト組織を発生させることなく25mレールの曲がりも100mm以内とすることが出来るが、実施例1、実施例2に比べて冷却時間が30秒多く必要になったため、生産性が低下した。また、下方曲がりを規制している仕様には適応出来ない。   In Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 4, the 25 m rail can be bent within 100 mm without generating a martensite structure in the rail sole 1b. Since the cooling time was longer than 30 seconds, the productivity was lowered. In addition, it cannot be applied to specifications that regulate downward bending.

この熱処理条件は、重荷重用レールにおける、レール頭部1aを材質上の目標強度にするためのものであり、この発明のレールに使用した鋼種は、何れもレール足裏部1bに異常組織を発生することなく、かつ短時間熱処理で曲がりの少ないレールが製造できることが分かった。   This heat treatment condition is for making the rail head 1a in the heavy load rail have a target strength in material, and all the steel types used in the rail of the present invention generate an abnormal structure in the rail sole 1b. It has been found that a rail with few bends can be manufactured without heat treatment and with a short heat treatment.

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。It is a layout view of a rail cooling header used in the method of the present invention. レール冷却用空気流量の時間的変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the air flow rate for rail cooling.

符号の説明Explanation of symbols

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
1: Rail 1a: Rail head 1b: Rail sole 2: Upper header 3: Lower header

Claims (3)

オーステナイト域温度以上に加熱された、鋼組成として、質量%で、
C :0.65〜0.90%、
Si:0.1〜0.9%、
Mn:0.5〜2.0%、
P :0.035%以下、
S :0.035%以下、
Nb:0.005〜0.1%
を含有し、
残部:実質的にFe
からなる高温のレールを拘束し、レール足裏部およびレール頭部に対する冷却媒体による強制冷却を同時に開始し、この際、前記レール足裏部に比べて前記レール頭部を強冷却して、前記レール足裏部および前記レール頭部の両方の冷却を前記レール頭部の変態が終了するまで行い、かくして、前記レールの曲がりを最小限としつつ、前記頭部を材質上の目標強度とすることを特徴とする、高温レールの冷却方法。
As a steel composition heated above the austenite temperature,
C: 0.65-0.90%,
Si: 0.1-0.9%
Mn: 0.5 to 2.0%
P: 0.035% or less,
S: 0.035% or less,
Nb: 0.005 to 0.1%
Containing
The rest: substantially Fe
Constraining the high-temperature rail consisting of, and simultaneously starting forced cooling by the cooling medium for the rail foot and the rail head, at this time, strongly cooling the rail head compared to the rail foot, The cooling of both the rail foot and the rail head is performed until the transformation of the rail head is completed, and thus the head is made to have a target strength on the material while minimizing the bending of the rail. A method for cooling a high-temperature rail.
請求項1に記載の組成に加え、さらに、質量%で、
Cr:1%以下
Cu:1%以下
Ni:1%以下
Mo:0.5%以下
V :0.2%以下
の1種または2種以上を含有し、
残部:実質的にFe
からなる高温のレールを拘束し、レール足裏部およびレール頭部に対する冷却媒体による強制冷却を同時に開始し、この際、前記レール足裏部に比べて前記レール頭部を強冷却して、前記レール足裏部および前記レール頭部の両方の冷却を前記レール頭部の変態が終了するまで行い、かくして、前記レールの曲がりを最小限としつつ、前記頭部を材質上の目標強度とすることを特徴とする、高温レールの冷却方法。
In addition to the composition of claim 1,
Cr: 1% or less Cu: 1% or less Ni: 1% or less Mo: 0.5% or less V: 0.2% or less containing 1 type or 2 types or more,
The rest: substantially Fe
Constraining the high-temperature rail consisting of, and simultaneously starting forced cooling by the cooling medium for the rail foot and the rail head, at this time, strongly cooling the rail head compared to the rail foot, The cooling of both the rail foot and the rail head is performed until the transformation of the rail head is completed, and thus the head is made to have a target strength on the material while minimizing the bending of the rail. A method for cooling a high-temperature rail.
前記冷却媒体として空気を使用し、前記レール足裏部の冷却風量は、前記レール頭部の冷却風量の40〜80%の範囲内とすることを特徴とする、請求項1または2記載の、高温レールの冷却方法。   The air according to claim 1 or 2, wherein air is used as the cooling medium, and a cooling air volume of the rail sole is within a range of 40 to 80% of a cooling air volume of the rail head. Cooling method for high temperature rails.
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