长轧件的调质处理装置 本发明涉及用于高生产率地淬硬延伸很长的轧件的装置。确切地说，本发明涉及利用轧制热在连续加工的异型轧件的纵向长度范围里调质热处理横截面的至少一部分的且特别是淬硬长度超过50米地钢轨的至少头部并接着冷却至室温的装置，该装置主要包括一条辊道、一个轴向排齐地校准轧件方位的机构、一个用于横向移送轧件的且带砧座的传送机构、一个带有机械手的淬火装置以及一个冷床。
为改善材料特性，对轧件进行至少一次调质热处理，这种热处理有利地利用轧制热来完成。这种调质处理主要造成材料机械性能如硬度、耐磨性等的提高，这种处理可以在整个横截面范围里或通常对铁道来说只在其局部区域上进行。在这里，处于奥氏体组织状态下的轧件或其横截面的局部区域在其整个长度范围内被浸入冷却介质中并通过理想方式获得组织转变。
用于实施这种调质处理方法的装置是已知的(EP-0441766 B1)，并且事实证明，该方法在改善铁轨的使用性能方面是完全可靠的。
根据轧制温度以及轧件的比质量或单位长度质量的不同，轧件的调质热处理需要相应的在冷却液中的浸渍时间或停留时间，因而，调质处理装置限制了产量。换句话说，带有冷却槽的浸渍调质处理设备的可能的最高产量制约了前置的轧制装置的生产效率。
当前的前面带有加热炉的且尤其用于连铸粗制型材的型材轧机中的大部分具有这样的轧制能力，即所述轧制能力高于已知的浸入式调质设备的生产能力，因而，在连续生产淬硬钢轨时，不得不降低轧制能力。
为克服这种特别是在经济方面的缺点，有人建议在在经过一个带有喷射机构的冷却段的过程中对轧件进行调质处理。但是，这种直通方法要求装置有很大的构造长度并且在大多数情况下无法获得所希望的轧件材料质量。
本发明的目的是要避免和消除上述类型的已知轧件热处理装置的不组和尤其是经济方面的缺点。同时，本发明提供一种装置，它能保证进行处理的轧件有较高的质量和很好的使用性能并且具有很高的生产效率，并且能够利用轧制热高效率地处理来自由轧机连续轧制而成的棒材且特别是长度超过50米的轨材并对其进行调质热处理。
在上述类型的装置中，如此实现该目的，即辊道具有一个用于在长度方向上定位其至少一个横截面部分是平放着传送的轧件的装置和一个对应的校准机构，而淬火装置由至少两个在其长度方向上大致平行于校准机构并排设置的液体冷却机构构成，该液体冷却机构具有用于移动轧件的机械手，冷床的受料区在液体冷却机构旁边并与其纵向延伸方向平行，该横向传送机构具有至少两个能同时在辊道辊之间移动的且各自端头上设有轧件砧座的支撑臂，在支撑臂上的砧座可以沿横向从辊道区的基准位置移动到冷床受料区，并可以如此升降，即只有砧座超出辊道传送面或辊道上缘。
用本发明获得的优点尤其在于，利用该装置，可以简便、连续、高精度地在辊道横向传送区内定位轧件并且轴向校准，其中，借助横向传送机的轧件砧座，可以同时而又不影响调节和轴向校准操作地将事先校准好和准备妥当的轧件送入冷却机构的受料区，或是从该区域传送到冷床放置区或是从辊道上直接送到冷床上。在这里重要的是，只有横向传送机构的能在辊之间移动的支撑臂的轧件砧座能升高超过辊道辊的上水平面或传送面。在这个装置实施形式中，可以将至少两个淬火装置设置在辊道一侧面，从而只在一侧设置冷床，这带来经济上的优点。借助支撑臂的砧座，一位于辊道上的且轴向对准的轧件被从该辊道上抬起并被放在如成机械手形式的液体冷却机构的受料区内。然后，横向传送机构就又能自由地去横向传送其它轧件，在这里，机械手单独自动地调整放下的轧件的横截面姿态并将其至少部分地置于冷却介质中，取出并准备送到冷床上。这种创造性地将轧件横向传送与放置在冷却机构上以及最后放置在冷床上的动作分开以及精确地将轧件置于冷却介质中的做法改善了操纵和冷却处理的精确度并且有效地使淬火后的轧制产品具有恒定的高品质。在并排使用两台淬火装置的情况下，既有利又经济地使装置的生产效率或生产能力约翻了一番。
如果该装置被设置用于具有滑轨或铁路钢轨形状的并且以两个横截面部分放置在辊道上的轧件并且定位机构被构造成可电控的机构和/或具有一校准尺或横挡，则有利地缩短在辊道上的钢轨停留时间并且改善温度控制并或许提高设备效率。此外，该位置特别好地适用于借助机械手头朝下地垂直放置轨材。
正如可在本发明的一个实施方式中规定地，如果液体冷却机构被构造成浸槽的形式，它具有在底面和或许在侧面有效的、水平取向和垂直取向的且用于平整和校准轧件的挡件，则特别是在冷却轨材横截面局部时，就可以实现其纵向范围里最恒定的冷却和均匀淬硬，这有助于保证产品质量。
对获得恒定和优良的使用性能有利的是，在装置中设置用于轧件的且特别是轨材的压紧机构，利用该压紧机构就可以在冷却时将轧件/轨材紧压在浸渍槽中的基准挡件上。这样做的原因是，可以有效防止因冷却引起的弯曲现象并且可以保持对表面进行完全均等的局部冷却。
使用上述装置对长度超过50m的钢轨的至少头部进行淬火并接着在轨材经过淬火装置的运行时间朝过传送频率的情况下冷却至室温，这产生极好的经济效益。因为以较低的设备成本可获得明显的效率提高。
以下，结合一个只表示实施方式的附图来详尽说明本发明，其中，以下列出保持不变的附图标记。
图1示出带有一个淬火装置3的本发明装置，该淬火装置由两个设置在辊道1和冷床4之间的液体冷却机构31和32构成。在举例示出的视图中可以看到，在液体冷却机构31中，轨材S的头部浸在冷却液315中。通过压紧机构314和基准挡件313，可以使轨材按如下方式安放在一浸渍槽312中，即只准确地使头部受到强冷。但也可以通过位置低于冷却液315上表面的挡件313使轨材整个横截面被强冷。第二个液体冷却机构32备用。
如图1进一步所示，来自轧机(未示出)的轨材S位于辊道1上并可以通过校准机构2在必要时还要使用校准尺21使之轴向对齐。一个带有支撑臂51和各轧件砧座52的横向传送机构5可返回地设置在辊道1的区域内。但也可以将横向传送机构5固定在冷床区域中。
为了横向传送，以下述方式进行支撑臂51的同步移动，即安置在其上的轧件砧座52在升高的同时轴向对齐地也将轨材抬离辊道1并托住轨材并横向移向冷床4。此外，对本发明重要的是，即便砧座52移入最相反的区域内，在横向传送过程里，例如也只有横向传送机构5的轧件砧座52在轨材S被放到冷床4的受料区41上时可能垂直超出辊道的传送面11。
现在，一根已定位且轴向对准的并有利地以两个横截面部分横放在辊道1传送面11上的轨材S可以在该位置上借助轧件砧座52被垂直抬起并且基本上水平地或横向地被送到一个待用的液体冷却机构中，如图1所示的位置32。位于轧件砧座52上的轨材S的这种横截面姿态有利于通过机械手321进行转接和“头冲下”的垂直安放，并且轨头也可以借助机械手进入或沉入冷却液325中。在轨材停留在冷却液325中的时间内，为稳定起见，可以借助压紧机构324和基准挡件323夹紧钢轨。
由于如上所述，根据本发明只有轧件砧座52可以移到辊道1的传送面11的高度，因此，尽管有横向传送动作，后续轨材仍可以从轧机中被抛到辊道1上并在辊道上进行调整和方位校准。借助机械手311、321将轨材S从液体冷却机构31、32中取出以及通过轧件砧座52将其移走，这两个动作基本上可以同样地进行。然后进行在冷床4的受料区41上的转运和堆放。
在轧制效率高的情况下，淬火装置3可以配有两个以上的液体冷却机构，如果需要，还可以将一个可编程的控制单元有利地用于生产流程。
附图标记一览表
S-轧件；1-辊道；11-辊道的传送面；2-校准机构；21-校准尺；3-淬火装置；31-液体冷却机构；32-液体冷却机构；3 11-机械手；321-机械手；312-浸渍槽；322-浸渍槽；313-基准挡件；323-基准挡件；3 14-压紧机构；324-压紧机构；315-冷却液；325-冷却液；4-冷床；41-冷床受料区；5-横向传送机构；51-支撑臂；52-轧件砧座；