本發明涉及鐵路道岔企業at鋼軌的加工領域，尤其是一種在線熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機構。

背景技術：

道岔是鐵路的重要部件，at尖軌是鐵路道岔的重要組成部件之一。at尖軌是利用鋼廠提供的at鋼軌加工而成的。at鋼軌是矮型特種斷面鋼軌，斷面不對稱，而且斷面高度要矮于普通的鋼軌。非對稱斷面的at鋼軌一端通過機加工形成at尖軌的尖端，另一端通過熱鍛壓的方法轉變成對稱斷面的普通鋼軌從而和普通鋼軌連接，通過熱鍛壓使at軌斷面過渡成普通鋼軌的端部區域稱為at軌跟端鍛壓段。

at軌跟端鍛壓段的實現過程是在鐵道道岔企業對at軌的跟端進行跟端電阻加熱爐加熱或中頻感應加熱，長度約0.85m，然后利用大型鍛壓機熱鍛壓，利用模具成型成鋼軌的斷面。由于斷面的復雜性，經常需要多模壓制，有時需要多次加熱。為了實現熱鍛壓，at軌跟端加熱的溫度高達1100℃以上，導致at軌跟端鍛壓段的晶粒粗大從而使韌性大幅度下降。需要進行熱處理恢復其韌性。

熱軋at鋼軌是鋼廠熱軋后空冷得到的，而在線熱處理at鋼軌是鋼廠利用軋制余熱及加速冷卻的方法得到的，在線熱處理at鋼軌的強度比普通熱軋空冷的at軌強度得到提高。在線熱處理at鋼軌跟端鍛壓段除了晶粒粗大使韌性下降外，另一個問題是跟端鍛壓段的強度大幅度降低，遠低于在線熱處理at軌母材。因而對在線熱處理at軌進行熱處理要實現韌性的提高和強度的提高2個目的。

現有的at鋼軌跟端鍛壓熱處理方式：

熱軋at鋼軌是鋼廠熱軋后空冷得到的，軌頭的強度較低，不能達到at軌實際使用的要求。熱軋at軌跟端鍛壓段的熱處理方法是：箱式爐或中頻感應爐加熱，然后空冷，進行正火處理，使at跟端鍛壓段全斷面的韌性得到提高，然后通過機加工把at鋼軌未鍛壓的另一端加工成at尖軌，最后利用尖軌全長軌頭熱處理設備對尖軌的軌頭進行全長熱處理，使at尖軌全長的軌頭硬度和強度得到提高，從而起到延長尖軌使用壽命的目的。

在線熱處理at鋼軌由于全長已經在鋼廠利用軋制余熱和加速冷卻進行了熱處理，軌頭的強度已經達到at軌的實際使用要求，只需要對跟端鍛壓段進行局部熱處理而不需要像熱軋at鋼軌一樣進行全長熱處理。因而目前對在線熱處理at鋼軌軌端鍛壓段的熱處理的方法是：箱式爐或中頻感應爐加熱，然后空冷，進行正火處理，提高鍛壓段的韌性；然后通過機加工把at鋼軌未鍛壓的另一端加工成at尖軌；最后利用尖軌全長軌頭熱處理設備對at軌跟端鍛壓段進行軌頭局部連續熱處理，當軌頭熱處理區域覆蓋了跟端鍛壓段后即停止。

在線熱處理at鋼軌目前的工藝試驗方案主要存在2個問題，1)利用尖軌全長軌頭熱處理設備對at軌進行局部連續熱處理時，連續熱處理停止的部位，熱處理區域與未熱處理區域存在多個軟化區，軟化區寬度很大，這么寬的軟化區使at軌使用中在車輪的碾壓下導致at軌該部位低塌，影響列車運行的平順性和安全性。2)連續熱處理區域與未熱處理區域交界的部位，由于冷鋼軌的吸熱作用，導致交界區域出現馬氏體組織，導致該部位過早出現剝離掉塊甚至導致at軌的斷裂從而影響列車的運行安全。

技術實現要素：

為克服現有的缺陷，本發明提出一種在線熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機構。

一種在線熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機構，包括送軌機構、第一定位導向機構、噴風冷卻機構、第二定位導向機構和感應加熱機構，其特征在于，送軌機構連接第一定位導向機構，第一定位導向機構連接噴風冷卻機構，噴風冷卻機構通過第二定位導向機構和感應加熱機構相連。

其中，所述送軌機構包括第一軌底下壓裝置和第二軌底下壓裝置，其中，所述第一軌底下壓裝置和第二軌底下壓裝置通過送軌機構氣缸帶動。

其中，所述第一定位導向機構和第二定位導向機構分別包括軌頭頂面導輥和2個側輥。

其中，所述噴風冷卻機構中噴風冷卻器由1個軌頭噴風器、第一軌側噴風器和第二軌側噴風器組成，其中，噴風冷卻器與水平的滑道相連，第一冷卻器氣缸和第二冷卻器氣缸分別帶動噴風器在滑道上左右滑動。

其中，所述感應加熱機構加熱線圈的外部設置矽鋼片，加熱線圈的線圈下部設置感應加熱電容裝置，其中，感應加熱裝置通過驅動電機帶動實現高低位置的調節。

其中，所述熱處理機構還包括中頻電源及控制機構、操作控制臺、紅外線測溫儀、水循環冷卻系統、壓縮空氣供給及管路系統。

本發明采用專用的全斷面感應加熱裝置對跟端鍛壓段進行感應加熱，然后迅速通過帶開合裝置的噴風冷卻器對鍛壓段的軌頭進行噴壓縮空氣進行熱處理。通過這種方式的熱處理，不但細化了at軌跟端鍛壓時由于高溫鍛壓引起的粗大晶粒，從而提高了韌性；而且噴風冷卻使at軌跟端鍛壓段軌頭的硬度和強度提高，達到了和未鍛壓在線熱處理at鋼軌的合理匹配，同時軟化區寬度較小，避免了軟化區寬度大導致的使用中低塌問題。

本發明提高了在線熱處理at鋼軌跟端鍛壓段軌頭的硬度和全斷面韌性，減小了軟化區寬度，避免了現有技術中容易出現的軌頭軟化區過寬、熱處理區與未處理區交界處容易出現馬氏體組織的風險。

附圖說明

圖1為在線熱處理at軌跟端鍛壓段進行全斷面中頻感應加熱示意圖。

圖2為在線熱處理at軌跟端鍛壓段加熱結束后在噴風冷卻機構進行噴風冷卻示意圖。

圖3為噴風冷卻器工作時(合攏)和結束工作后(分開)的示意圖。

圖4為感應加熱機構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的一種在線熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機構進行詳細描述。

圖1和圖2示出一種在線熱處理at鋼軌的跟端鍛壓段熱處理機構，包括送軌機構1、第一定位導向機構2、噴風冷卻機構3、第二定位導向機構4和感應加熱機構5，送軌機構1連接第一定位導向機構2，第一定位導向機構2連接噴風冷卻機構3，噴風冷卻機構3通過第二定位導向機構4和感應加熱機構5相連。

送軌機構1包括第一軌底下壓裝置11和第二軌底下壓裝置12，其中，所述第一軌底下壓裝置11和第二軌底下壓裝置12通過送軌機構氣缸帶動。

第一定位導向機構2和第二定位導向機構4分別包括軌頭頂面導輥和2個側輥。

送軌機構1的功能是保證at鋼軌7的走行，包括鋼軌的前進和后退，走行的速度在操作臺可控制。由于at軌跟端鍛壓段6和at鋼軌7的軌頭形狀是相同的，而且在一條直線上，因而at鋼軌的走行是倒立著走行的，保證了at鋼軌7的順利走行。為了防止at鋼軌的跟端鍛壓段進入噴風冷卻機構和感應加熱機構后發生翻倒撞壞機構，當at軌跟端鍛壓段6前進時越過第二軌底下壓裝置以后送軌機構的軌底壓下裝置落下壓住軌底面，保證了at鋼軌的穩定走行，避免了倒立的at鋼軌翻倒從而撞壞噴風冷卻機構和感應加熱機構。

定位導向機構由軌頭頂面導輥和2個側輥組成，保證鋼軌精準地進入噴風冷卻機構和感應加熱機構，不但避免了at鋼軌和機構的碰撞，而且保證了at鋼軌和這些機構保持合適而固定的間隙。

圖3所示，噴風冷卻機構3中噴風冷卻器由1個軌頭噴風器31、第一軌頭側面噴風器32和第二軌頭側面噴風器33組成，其中，噴風冷卻器與水平的滑道相連，第一冷卻器氣缸34和第二冷卻器氣缸35分別帶動噴風器在滑道上左右滑動，實現噴風器的分開和合攏。需要對at鋼軌7進行噴風冷卻時，氣缸帶動軌頭和軌頭側面噴風器合攏，對at軌軌頭進行噴風冷卻，完成熱處理。噴風器不工作時，氣缸帶動噴風器向左右兩側滑開，使at鋼軌走行有更大的空間，防止at鋼軌碰撞噴風冷卻器的噴嘴。軌頭側面噴風冷卻器上有定位裝置，噴風器合攏時與軌頭側面接觸而停止，從而保證了噴風器與軌頭側面保持固定的間隙。

圖4所示，感應加熱機構5加熱線圈的外部設置矽鋼片，加熱線圈的線圈下部設置感應加熱電容裝置，其中，感應加熱裝置通過驅動電機帶動，實現感應加熱裝置的上下高度調節。感應加熱線圈的長度保證覆蓋at鋼軌跟端鍛壓段及其熱影響區，加熱線圈的外面加矽鋼片，不但提高了感應加熱的效率，減少了電能的消耗，同時減少了電磁輻射的泄露，減少了對工作環境的污染和操作人員身體的傷害。加熱線圈的線圈下面為感應加熱的電容裝置，線圈和電容的距離較小，減少了電損耗。感應加熱裝置加裝了驅動電機，保證了感應加熱線圈可以進行上下的位置調整，適應不同軌型的鋼軌對線圈位置的要求。

熱處理機構還包括中頻電源及控制機構、操作控制臺、紅外測溫儀、水循環冷卻系統、壓縮空氣供給及管路系統。

在線熱處理at鋼軌跟端鍛壓段的熱處理機構的工作方法，其特征在于，

1)at鋼軌倒立著吊入送軌機構，在控制臺控制送軌機構的電機驅動下at鋼軌倒立著向前走行；

2)當at鋼軌的跟端鍛壓段完全走過送軌機構的軌底下壓裝置以后，在控制臺控制軌底壓下裝置的氣缸，使軌底壓下裝置壓緊at軌未鍛壓部分的軌底，繼續向前走行at鋼軌；

3)at鋼鋼的跟端鍛壓段及at軌經定位導向機構進入噴風冷卻裝置，(此時噴風冷卻器處于左右分開狀態，避免了at軌與噴風器可能出現的磕碰)，at軌跟端鍛壓段及at軌經定位導向機構進入感應加熱機構；

當at軌跟端鍛壓段完全進入加熱線圈后(加熱線圈的加熱區域必須覆蓋跟端鍛壓的加熱區域及其熱影響區)，停止送軌機構的送軌，at軌停止；

4)啟動中頻電源，對at軌跟端鍛壓段進行感應加熱，通過安裝在感應加熱裝置上的測溫儀檢測到at軌跟端鍛壓段軌頭到設定溫度后，中頻電源自動停止加熱；

5)at鋼軌后退，當走行到at軌跟端鍛壓段完全進入到噴風冷卻機構以后，鋼軌走行停止；

6)自動啟動噴風冷卻機構的氣缸左右平移機構，帶動噴風冷卻器合攏，噴風冷卻器在定位裝置接觸到軌頭側面以后停止合攏動作，自動啟動噴風冷卻；

7)通過安裝在冷卻機構上的紅外線測溫儀檢測到軌頭冷卻到設定的溫度(也可以設定噴風冷卻的時間)以后，噴風冷卻停止，自動啟動噴風冷卻的氣缸平移機構，帶動噴風冷卻器分開，同時at鋼軌自動后退，在at鋼軌跟端鍛壓段未接觸軌底壓下裝置的位置之前停止鋼軌走行；

8)操作臺控制軌底壓下裝置上升，避開at軌跟端鍛壓段的軌底，繼續往后退at鋼軌；

9)at鋼軌走行停止，吊走at軌，準備下一根at鋼軌跟端鍛壓段的熱處理。

本機構采用的倒立at鋼軌走行而加熱爐和噴風器不動的方案；可以用at鋼軌直立不動而加熱爐和噴風器走行的方式來替代；本機構的鋼軌送軌機構中所用軌底壓下裝置的壓縮空氣氣缸，以及噴風冷卻裝置左右走行的壓縮空氣氣缸，可以采用液壓裝置替代；本發明中的在線熱處理at鋼軌感應加熱加噴風冷卻裝置也可以用于其它類型鋼軌的跟端鍛壓段熱處理應用。

本發明采用專門設計制造的at軌跟端感應加熱爐對at軌跟端鍛壓段進行整體中頻感應加熱，加熱區域完全覆蓋跟端鍛壓段及其熱影響區，達到細化晶粒提高跟端鍛壓段韌塑性的目的。專門設計的軌頭全長噴風冷卻裝置，使感應加熱的軌頭區域噴風冷卻，達到了提高跟端鍛壓段軌頭硬度和強度，并且與在線熱處理at鋼軌硬度匹配的目的。同時由于全斷面感應加熱的速度高于箱式爐的加熱速度，因而避免了鍛壓段熱影響區寬和軟化區過寬的問題。同時由于全斷面感應加熱的速度低于尖軌軌頭加熱感應器的加熱速度，因而避免了尖軌軌頭加熱局部熱處理時感應器最后停止的部位由于冷鋼軌吸熱導致的冷速過快產生馬氏體組織的風險。

采用本發明的at軌跟端感應加熱、跟端鍛壓段的噴風冷卻裝置以及配套裝置，實現了在線熱處理at軌跟端鍛壓段細化晶粒提高韌性和軌頭恢復硬度達到和在線熱處理at鋼軌硬度匹配的目的。避免了軟化區過寬、出現馬氏體組織等異常組織的風險。

最后應說明的是，以上實施例僅用以描述本發明的技術方案而不是對本技術方法進行限制，本發明在應用上可以延伸為其他的修改、變化、應用和實施例，并且因此認為所有這樣的修改、變化、應用、實施例都在本發明的保護范圍內。