[实用新型]变断面钢轨热处理用喷风冷却装置

说明书

本实用新型属于热处理技术所用设备。它是一种用于特殊变断面钢轨热处理的喷风冷却装置。

为了提高铁路钢轨的使用寿命，国内外对钢轨热处理技术进行了开发，生产出具有高强度的钢轨，以满足铁路运输的需要。其中，对铁路道岔用的尖轨之类特殊钢轨，也提出高强韧的性能要求。

道岔尖轨属特殊变断面钢轨，因其轨头断面是变化的，这将给此类钢轨的热处理带来一定难度。作为上述特殊钢轨热处理的冷却装置，现在常用的为一种采用水和压缩空气混合冷却介质的喷雾冷却装置。但这种类型冷却装置，除存在喷雾时难以克服的不稳定“喘气”现象外，还因冷却速度过大，以及不便于控制冷却部位和范围，以适应轨头断面的变化等缺点，直接影响了工艺的稳定和保证产品的性能。随后出现了一类喷风冷却装置，它是用压缩空气为冷却介质，对加热后的钢轨热处理的装置。（我国专利号ZL92241881.0）。它仅作为普通固定断面钢轨热处理的冷却装置，而对于道岔尖轨之类特殊钢轨的喷风冷却装置却不适用。

本实用新型的目的在于提供一个适用于道岔尖轨等特殊断面的热处理冷却装置，使高速喷出气流与从钢轨表面反射回的气流之间互不干扰、压缩空气耗量低、冷却效果好、可调整冷却部位和调节冷却速度的喷风冷却装置。

本实用新型是这样实现的：该装置由两段式（或多段式）喷风冷却器所组成。其中，一段冷却装置由一个（或一组）冷却特殊钢轨头部踏面的喷风器和两个（或两组）分别冷却轨头两侧面的喷风器组成：另一段冷却装置由一个（或一组）冷却特殊钢轨头部踏面的喷风器所组成。本装置各喷风器内有多个呈梅花式分布的高速喷嘴，各喷嘴轴向与喷风器表面形成的夹角α为79～30°。将压缩空气经喷风器高速喷向经加热和一定自然空冷后（或再进行一定水冷后）的特殊钢轨头部，使其以一定的冷却速度冷却到一定的温度。同时，由于在冷却轨头踏面的喷风器内加有两个隔板，当轨头宽度减小到一定尺寸后，即可将上述喷风器的两侧边喷嘴关闭；另外，也可将轨头两侧面相对应的喷风器喷嘴全部关闭。从而调整其冷却部位和调节相应冷却速度，以适应特殊钢轨断面的变化。

本实用新型的优点是：（1）可适应特殊钢轨断面的变化，调整冷却部位和调节冷却速度；（2）工艺稳定，操作简便；（3）冷却效果好；（4）压缩空气消耗量可节约40～70％；（5）可获得均匀的微细珠光体组织，道岔尖轨使用寿命提高二倍以上；（6）降低了成本；（7）减少了噪音。

下面结合附图对本实用新型进一步详细的描述。

图1为两段式喷风冷却装置侧视图。

图2为三维喷风冷却装置图。

图3为一维喷风冷却装置图。

图中，件号1是道岔尖轨的轨头，件号2是可调式喷风器，件号3是固定式喷风器，件号4是喷嘴。道岔尖轨属特殊断面钢轨，其轨头1的断面是变化的。由图1可知，喷风冷却装置由两段式喷风冷却装置所组成。其中，一段冷却装置为一个（或一组）三维喷风冷却装置（见图2）组成，它是由一个（或一组）可调式喷风器2和二个（或二组）固定式喷风器3组成；另一段冷却装置为一个（或一组）一维喷风冷却装置组成（见图4），它是由一个（或一组）固定式喷风器3组成。可调式喷风器2如图2中所示，在箱体内有两个隔板，有三个送风管，可将两侧边与上部送风管分开供风，喷风器2和3的喷嘴4与箱体的安装角度α为79～30°、孔径为φ1～φ12mm，喷嘴4是多个呈梅花式分布。

本实用新型是这样实现的：当道岔尖轨相对于本装置按图1中箭头所示方向单向连续运动、其速度为0.3～1.0m／min、轨头1的宽度≥35mm时，三维喷风冷却装置（见图2）中的喷风器2和3将压缩空气高速喷向钢轨，分别冷却轨头1的踏面和两个侧面；当轨头1的宽度＜35mm时，三维喷风冷却装置（见图3）中的可调式喷风器2两侧边喷嘴4关闭，两侧的固定式喷风器3也全部关闭，同时一维喷风冷却装置的固定式喷风器3打开喷风仅冷却踏面。喷风器2和3能将压缩空气以5～20m³／min的流量高速喷向钢轨，使加热后的道岔尖轨以1.5～17.5℃／sec的冷却速度冷却到600～300℃，从而获得均匀的微细珠光体组织，其维氏硬度为400～306（布氏硬度为390～300）。

改变各喷嘴之间的间距及喷嘴的孔径，可改变冷却能力和冷却速度。喷嘴的材质可用钢、铜、陶瓷、塑料或其它耐热硬质材料制成。