專利名稱：予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬熱處理領域，針對鋼軌在線余熱淬火和離線全長淬火處理，是予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統。
背景技術：
在鐵路上采用經過熱處理的鋼軌，其使用壽命比普通熱鋼軌提高廣3倍，這對高速重載鐵路建設尤為重要。目前，按照對鋼軌進行熱處理時的介質，它主要分為“噴風冷卻”和“噴霧冷卻”兩種工藝，前者是淬火時向鋼軌頭部噴吹O. Γ0. 5Mpa的壓縮空氣；后者是通過氣水霧化噴咀向鋼軌軌頭噴吹霧化的氣水混合物。“噴霧冷卻”淬火的優點是冷卻速度調節范圍大(f 15°C /s)，運行成本低，但在工作中，噴咀容易堵塞，冷卻不均勻導致軌頭易出現異常組織(貝氏體或馬氏體)，使鋼軌報廢。所以，近幾年逐漸被“噴風冷卻”所代替。“噴 風冷卻”淬火工藝特別適用于一些微合金化和低合金鋼鋼軌的熱處理，質量能得到保證。但它冷卻較弱，調節范圍小(f5°C/s)，不適合標準碳素鋼軌淬火，尤其用于鋼軌在線淬火時，噪音大，耗能大，處理成本較高。
發明內容
本發明的目的是提供一種予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，通過把予加濕的空氣作為冷卻介質，實現對鋼軌的淬火處理。本發明的技術方案是予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，它是對噴風冷卻淬火設備進行的改進，其特征是在噴風冷卻淬火設備的進風管道上設置若干組霧化加濕噴咀，每組霧化加濕噴咀通過螺栓和法蘭與進風管道連接并密封；霧化的水霧經管道由霧化加濕噴咀噴入進風管道中，與進風管道中的壓縮空氣混合后，再由進風管道的噴風口將含有水霧的壓縮空氣噴吹到鋼軌上。所述的進風管道是噴風冷卻淬火設備的進風總管或每條進風支管，即每組霧化加濕噴咀設置在進風總管或進風支管處。所述的霧化加濕噴咀是單介質離心霧化噴咀或氣水混合霧化噴咀，霧化粒度小于100 μ m0所述的每組霧化加濕噴咀的安裝方式有兩種；第一種是將若干霧化加濕噴咀集中在一點構成一組，對進風管道內噴入霧化的水霧；第二種是在進風管道的內壁上均勻設置二至六個霧化加濕噴咀構成一組，對進風管道內均勻噴入霧化的水霧。所述的霧化加濕噴咀的水量調節方式有兩種；第一種是通過開、關霧化加濕噴咀來分級控制單位時間內加入到壓縮空氣的水量；第二種是通過改變霧化加濕噴咀的水壓或風壓實現在I至2倍的范圍內連續調節壓縮空氣的水量。所述的噴風口有六個,分別是軌頭踏面上方一個、軌頭側面各一個、軌腰側面各一個以及軌底下方一個，其中在軌頭踏面上方的噴風口應高出進風管道內壁10至50mm。所述的進風管道中設置有排水管和閥門，排水管和閥門的位置在霧化加濕噴咀與噴風口之間的進風管道的最低點。本發明的特點是具有鋼軌噴風冷卻淬火和噴霧冷卻淬火的優點而克服了它們的缺點，能確保鋼軌的淬火質量，而且噪音小，能耗少，處理成本較低。它可以用于鋼軌離線淬火，特別適合鋼軌在線欠速淬火。
下面將結合實施例對本發明作進一步的說明
圖I是一組霧化加濕噴咀設置在進風總管的設計原理 圖2是一組霧化加濕噴咀設置在進風支管的設計原理 圖3是三組霧化加濕噴咀設置在進風支管的設計原理圖； 圖4是集中設置霧化加濕噴咀的結構示意 圖5是四組霧化加濕噴咀設置在進風支管的設計原理 圖6是分散設置霧化加濕噴咀的結構示意 圖7是鋼軌淬火處理示意 圖8是軌頭處噴風咀結構示意圖。圖中1、霧化加濕噴咀；2、進風管道；3、噴風口 ；4、軌頭；5、軌頭踏面；6、軌腰；7、軌底。
具體實施例方式實施例I
予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，它是對噴風冷卻淬火設備進行的改進。原有噴風冷卻淬火設備是直接將壓縮空氣由進風管道2通過進風管道2末端的噴風口 3對鋼軌進行噴風冷卻。原有噴風冷卻淬火設備的噴風口 3有六個，位置分別在軌頭踏面5上方、軌頭4的兩側、軌腰6的兩側和軌底7的下方。其改進方式是在噴風冷卻淬火設備的進風管道2上設置若干組霧化加濕噴咀I。如圖I所示，進風管道2選擇進風總管，霧化加濕噴咀I是單介質離心霧化噴咀，4個霧化加濕噴咀I集中在一點構成一組，并通過螺栓和法蘭與進風總管連接并密封。霧化的水霧經管道由霧化加濕噴咀I噴入進風總管中，與進風總管中的壓縮空氣混合后，再由進風總管經過各處進風支管，最后由噴風口 3將含有水霧的壓縮空氣噴吹到鋼軌上。實施例2
本實施例與實施例I的結構基本相同，不同的是進風管道2選擇進風支管，霧化加濕噴咀I數量為以組。如圖2所示，霧化加濕噴咀I是單介質離心霧化噴咀，4個霧化加濕噴咀I集中在一點構成一組，并通過螺栓和法蘭與進風支管連接并密封。霧化的水霧經管道由霧化加濕噴咀I噴入進風支管中，與進風支管中的壓縮空氣混合后，再由各處進風支管最后連接的噴風口 3將含有水霧的壓縮空氣噴吹到鋼軌上。實施例3
本實施例與實施例I的結構基本相同，不同的是進風管道2選擇進風支管，霧化加濕噴咀I數量為三組。如圖3所示，三組霧化加濕噴咀I的位置分別在軌頭4處的進風支管、軌腰6處的進風支管和軌底7處的進風支管。如圖4所示，如圖霧化加濕噴咀I是單介質離心霧化噴咀，集中在一點構成一組，并通過螺栓和法蘭與進風支管連接并密封，每組并通過螺栓和法蘭與進風支管連接并密封。霧化的水霧經管道由霧化加濕噴咀I噴入三處進風支管中，與進風支管中的壓縮空氣混合后，再由各處進風支管最后連接的噴風口 3將含有水霧的壓縮空氣噴吹到鋼軌上。實施例4 本實施例與實施例I的結構基本相同，不同的是進風管道2選擇進風支管，霧化加濕噴咀I數量為四組。如圖5所示，四組霧化加濕噴咀I的位置分別設置在軌頭踏面5處的進風支管、軌頭4兩側處的進風支管、軌腰6處的進風支管和軌底7處的進風支管。如圖6所示，霧化加濕噴咀I是氣水混合霧化噴咀，每組霧化加濕噴咀I采用分散布置的結構，即在進風支管的內壁上均勻設置六個霧化加濕噴咀1，六個霧化加濕噴咀I構成一組,對進風支管內均勻噴入霧化的水霧。采用多個霧化加濕噴咀I設置為一組是為了擴大空氣中含水量的調節范圍，以滿足不同鋼種鋼軌的淬火要求。可以通過關閉單個或多個霧化加濕噴咀I來實現來分級控制單位時間內加入到壓縮空氣的水量。水量的控制還可以通過改變霧化加濕噴咀I的水壓或風壓，這種方法可以實現在I至2倍的范圍內連續調節壓縮空氣的水量。如圖7所示，霧化的水霧經管道由霧化加濕噴咀I噴入四處進風支管中，與進風支管中的壓縮空氣混合后，再由各處進風支管最后連接的噴風口 3將含有水霧的壓縮空氣噴吹到鋼軌上。含水霧的壓縮空氣最終被噴吹在鋼軌的六個方面，分別是軌頭踏面5的上方、軌頭4的兩側、軌腰6的兩側和軌底7的下方，實現對軌頭4的淬火處理，同時對軌腰6和軌底7的冷卻減少了鋼軌的形變。如圖8所示，為了確保空氣中沒有大滴水落在鋼軌上，影響淬火質量，在進風支管中設置有排水管和閥門，排水管和閥門的位置在霧化加濕噴咀I與噴風口 3之間的進風支管的最低點。這種予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統具有鋼軌噴風冷卻淬火和噴霧冷卻淬火的優點，同時克服了它們的缺點，能確保鋼軌的淬火質量，而且噪音小，能耗少，處理成本較低。它可以用于鋼軌離線淬火，特別適合鋼軌在線欠速淬火。
權利要求
1.予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，它是對噴風冷卻淬火設備進行的改進，其特征是在噴風冷卻淬火設備的進風管道(2)上設置若干組霧化加濕噴咀(1)，每組霧化加濕噴咀(I)通過螺栓和法蘭與進風管道(2 )連接并密封；霧化的水霧經管道由霧化加濕噴咀(I)噴入進風管道(2)中，與進風管道(2)中的壓縮空氣混合后，再由進風管道(2)的噴風口(3)將含有水霧的壓縮空氣噴吹到鋼軌上。
2.根據權利要求I中所述的予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，其特征是所述的進風管道(2)是噴風冷卻淬火設備的進風總管或進風支管，即每組霧化加濕噴咀(I)設置在進風總管或進風支管處。
3.根據權利要求I中所述的予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，其特征是所述的霧化加濕噴咀(I)是單介質離心霧化噴咀或氣水混合霧化噴咀，霧化粒度小于100 μ m。
4.根據權利要求I中所述的予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，其特征是所述的每組霧化加濕噴咀(I)的安裝方式有兩種；第一種是將若干霧化加濕噴咀(I)集中在一點構成一組，對進風管道(2)內噴入霧化的水霧；第二種是在進風管道(2)的內壁上均勻設置二至六個霧化加濕噴咀I構成一組，對進風管道(2)內均勻噴入霧化的水霧。
5.根據權利要求I中所述的予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，其特征是所述的霧化加濕噴咀(I)的水量調節方式有兩種；第一種是通過開、關霧化加濕噴咀(I)來分級控制單位時間內加入到壓縮空氣的水量；第二種是通過改變霧化加濕噴咀(I)的水壓或風壓實現在I至2倍的范圍內連續調節壓縮空氣的水量。
6.根據權利要求I中所述的予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，其特征是所述的噴風口(3)有六個，分別是軌頭踏面上方一個、軌頭側面各一個、軌腰側面各一個以及軌底下方一個，其中在軌頭踏面上方的噴風口(3)應高出進風管道(2)內壁10至50mm。
7.根據權利要求I中所述的予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統，其特征是所述的進風管道(2 )中設置有排水管和閥門，排水管和閥門的位置在霧化加濕噴咀(I)與噴風口( 3 )之間的進風管道(2)的最低點。
全文摘要
本發明涉及金屬熱處理領域，針對鋼軌在線余熱淬火和離線全長淬火處理，是予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統。它是對噴風冷卻淬火設備進行的改進，其特征是在噴風冷卻淬火設備的進風管道上設置若干組霧化加濕噴咀，霧化加濕噴咀通過螺栓和法蘭與進風管道連接并密封；霧化的水霧經管道由霧化加濕噴咀噴入進風管道中，與進風管道中的壓縮空氣混合后，再由進風管道的噴風口將含有水霧的壓縮空氣噴吹到鋼軌上。這種予混式鋼軌的噴霧冷卻淬火系統具有鋼軌噴風冷卻淬火和噴霧冷卻淬火的優點而克服了它們的缺點，能確保鋼軌的淬火質量，而且噪音小，能耗少，處理成本較低。它可以用于鋼軌離線淬火，特別適合鋼軌在線欠速淬火。
文檔編號C21D1/667GK102899464SQ20121034869
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者劉趙衛, 管序榮, 雷華, 王受田, 馮業文 申請人:中國重型機械研究院股份公司, 江蘇博際噴霧系統有限公司