JP2014189880A

JP2014189880A - Rail cooling header

Info

Publication number: JP2014189880A
Application number: JP2013068884A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fukuda; 啓之福田; Kenji Okushiro; 賢士奥城; Hideo Kijima; 秀夫木島; Moriyasu Yamaguchi; 盛康山口
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate maintenance, to achieve mist cooling at high cooling speed, and to suppress deterioration of rail quality caused by mist jetting.SOLUTION: A cooling device comprises cooling headers 31, 33. The cooling headers 31, 33 have plural air jetting ports 41 arranged on a jetting face facing to a rail. Mist nozzles 43 are provided on some of the plural air jetting ports 41, and during air cooling, the plural air jetting ports 41 jet air to the rail surface. During mist cooling, the mist nozzles 43 jet mist to the rail surface.

Description

本発明は、オーステナイト域温度以上の高温のレールを加速冷却するための冷却装置に設けられるレールの冷却ヘッダに関する。 The present invention relates to a rail cooling header provided in a cooling device for accelerating and cooling a rail having a temperature higher than an austenite temperature.

一般に、鉄道用等のレールの製造過程では、鋼素材を加熱し、オーステナイト域温度以上で所定の形状に熱間圧延した後、あるいは、オーステナイト域温度以上に再加熱した後で、レール頭部に求められる硬度等の所望の品質を確保するための冷却が行われる。この冷却は、レール頭部を微細なパーライト組織とするためのものであり、レール頭部がオーステナイトからパーライトに完全に変態するまで行われる。例えば、従来から、エアや冷却水、エア中に冷却水を混合したミスト等の冷却媒体を用い、目標の硬度が得られる所定の冷却速度でレールを加速冷却（以下、単に「冷却」ともいう。）している。 In general, in the manufacturing process of rails for railroads, etc., after the steel material is heated and hot-rolled to a predetermined shape above the austenite temperature, or after reheating above the austenite temperature, Cooling is performed to ensure desired quality such as required hardness. This cooling is for making the rail head a fine pearlite structure, and is performed until the rail head completely transforms from austenite to pearlite. For example, conventionally, a cooling medium such as air, cooling water, or mist in which cooling water is mixed in air is used, and the rail is accelerated and cooled at a predetermined cooling rate at which a target hardness is obtained (hereinafter also simply referred to as “cooling”). .)doing.

ところで、レール頭部の高硬度を実現するためには、冷却時の冷却速度が重要となる。特に、高炭素鋼レールにおいて高硬度を得るためには、レール頭部を安定したパーライト組織とする必要があり、そのためには冷却速度をより速くする必要がある。この種の課題を解決するための技術として、例えば特許文献１には、冷却用加圧気体と冷却水との混合体からなる冷却媒体をミスト噴射して圧延鋼材を冷却する技術が開示されている。この特許文献１の技術では、水滴の衝突速度を高くして圧延鋼材に付着する水滴を迅速に除去することによって圧延鋼材表面における蒸気膜の形成を抑制し、冷却速度を大幅に向上させつつ均一な加速冷却を可能にしている。 By the way, in order to realize the high hardness of the rail head, the cooling rate during cooling is important. In particular, in order to obtain high hardness in a high carbon steel rail, it is necessary to make the rail head a stable pearlite structure, and for this purpose, it is necessary to increase the cooling rate. As a technique for solving this type of problem, for example, Patent Document 1 discloses a technique for cooling a rolled steel material by mist injection of a cooling medium made of a mixture of a pressurized gas for cooling and cooling water. Yes. In the technique of Patent Document 1, the formation of a vapor film on the surface of the rolled steel material is suppressed by increasing the collision speed of the water droplets and quickly removing the water droplets adhering to the rolled steel material, and the cooling rate is greatly improved while being uniform. Accelerated cooling is possible.

特開２００９−２０２１９７号公報JP 2009-202197 A

上記した特許文献１の技術では、気水比を調整することで概ね１６［℃／ｓ］以上の冷却速度を実現している。しかしながら、本発明の発明者等の検討によると、このような速い冷却速度でのミスト冷却をオーステナイト域温度から行ってしまうと、レール頭部の表面にごく微視的ではあるが過冷却部が点在的に発生し、この過冷却部が均一なパーライト組織にならずにマルテンサイト変態したりベイナイト変態する場合があった。すなわち、オーステナイト域温度のような高温状態のレールに対して速い冷却速度でミスト冷却を行うと、微視的ではあっても局部的に水分が付着し易くなる（「濡れ易い」等ともいわれる。）領域が生じてしまうことを原理的に防止できない。この領域は、濡れているがために温度が降下しさらに濡れ易くなるという性質があるため、過冷却部となってしまうのである。マルテンサイト変態すると硬度は高まるが、延性が失われるという問題がある。ベイナイト変態すると、硬度が低下してしまう。このように、ミストを用いて速い冷却速度を実現するだけでは、必要なレール頭部の品質を確保できない場合があった。 In the technique of Patent Document 1 described above, a cooling rate of approximately 16 [° C./s] or more is realized by adjusting the air / water ratio. However, according to the study by the inventors of the present invention, if the mist cooling at such a high cooling rate is performed from the austenite region temperature, the supercooling portion is very microscopically on the surface of the rail head. In some cases, the supercooled portions are not scattered in a uniform pearlite structure, and may undergo martensitic transformation or bainite transformation. That is, when mist cooling is performed at a high cooling speed on a rail in a high temperature state such as an austenite region temperature, moisture is likely to adhere locally even if microscopically (also called “easy to get wet”). ) In principle, it cannot be prevented that a region is generated. Since this region is wet, the temperature is lowered and it becomes easy to get wet, so that it becomes a supercooling portion. When martensitic transformation is performed, the hardness increases, but there is a problem that the ductility is lost. When the bainite transformation is performed, the hardness decreases. As described above, there are cases where the required rail head quality cannot be ensured only by realizing a high cooling rate using mist.

加えて、特許文献１の技術では、チャンバーの内部に冷却水供給ノズルを配置しており、冷却水供給ノズルから供給される冷却水をチャンバー内で空気と混合し、チャンバーの吹出口に配置されたノズルプレートから冷却媒体を噴射する構成としている。このため、ノズルの詰まりや噴射状況等のノズルの状態を確認するためにはチャンバーからノズルプレートを外さなければならず、ノズルの交換や清掃といったメンテナンスが困難であった。 In addition, in the technique of Patent Document 1, a cooling water supply nozzle is arranged inside the chamber, and the cooling water supplied from the cooling water supply nozzle is mixed with air in the chamber and arranged at the outlet of the chamber. The cooling medium is ejected from the nozzle plate. For this reason, in order to confirm the state of the nozzles such as nozzle clogging and jetting conditions, the nozzle plate must be removed from the chamber, and maintenance such as nozzle replacement and cleaning has been difficult.

一方で、エアのみによる冷却では十分な冷却速度が達成できないためレール頭部の表面硬度が上昇せず、加えて、内部の硬度が表面硬度に比べてさらに低くなるという問題があった。噴射するエア量を増やすことで冷却能力を上昇させることも可能ではあるが、膨大なエア量が必要となり、コストの増大を招く。 On the other hand, since cooling with air alone cannot achieve a sufficient cooling rate, the surface hardness of the rail head does not increase, and in addition, there is a problem that the internal hardness is further lower than the surface hardness. Although it is possible to increase the cooling capacity by increasing the amount of air to be injected, an enormous amount of air is required, resulting in an increase in cost.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、メンテナンス容易に速い冷却速度でのミスト冷却を実現しつつ、ミストの噴射によって生じるレールの品質低下の抑制を図ることができるレールの冷却ヘッダを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to suppress deterioration in rail quality caused by mist injection while realizing mist cooling at a high cooling rate for easy maintenance. It is an object to provide a cooling header for a rail that can be used.

上記した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるレールの冷却ヘッダは、オーステナイト域温度以上の高温のレールを加速冷却するための冷却装置に設けられるレールの冷却ヘッダであって、前記レールと対向する噴射面に複数のエア噴射口が配列され、該複数のエア噴射口のうちの一部のエア噴射口にミストノズルが設けられており、エア冷却時は前記複数のエア噴射口から前記レール表面にエアを噴射し、ミスト冷却時は前記ミストノズルから前記レール表面にミストを噴射することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the rail cooling header according to the present invention is a rail cooling header provided in a cooling device for accelerating and cooling a rail having a temperature higher than an austenite temperature, A plurality of air injection ports are arranged on an injection surface facing the rail, and a mist nozzle is provided at a part of the plurality of air injection ports. Air is jetted from the mouth to the rail surface, and mist is jetted from the mist nozzle to the rail surface during mist cooling.

本発明によれば、エア冷却時はエア噴射口からエアを噴射し、ミスト冷却時に行うミストの噴射は、エア噴射口の一部に設けられたミストノズルによって実現できる。したがって、メンテナンス容易に速い冷却速度でのミスト冷却を実現しつつ、ミストの噴射によって生じるレールの品質低下の抑制を図ることができる。 According to the present invention, air is injected from the air injection port at the time of air cooling, and mist injection performed at the time of mist cooling can be realized by a mist nozzle provided at a part of the air injection port. Therefore, it is possible to suppress deterioration in rail quality caused by mist injection while realizing mist cooling at a high cooling rate for easy maintenance.

図１は、レールを冷却する冷却装置の要部構成例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a main part of a cooling device that cools rails. 図２は、冷却装置の主要な制御系の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a main control system of the cooling device. 図３は、冷却ヘッダのエアおよびミストの噴射面を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing air and mist ejection surfaces of the cooling header. 図４−１は、エア冷却時における噴射面内のエアの噴射位置を示す模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram illustrating an air injection position in the injection surface during air cooling. 図４−２は、エア冷却時における噴射面内のエアの噴射位置を示す他の模式図である。FIG. 4B is another schematic diagram illustrating the air injection position in the injection surface during air cooling. 図５は、エア噴射口の配置の他の例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating another example of the arrangement of the air injection ports. 図６は、エア噴射口の配置が図５の場合のエア冷却時における噴射面内のエアの噴射位置を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the air injection position in the injection surface during air cooling when the air injection ports are arranged as shown in FIG. 図７は、冷却中のレール頭部の一般的な表面温度の遷移を模式的に示す図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing a general transition of the surface temperature of the rail head during cooling. 図８は、レールの冷却手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a rail cooling procedure. 図９は、ミスト冷却時における冷却ヘッダの動作を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the cooling header during mist cooling. 図１０は、ミスト冷却時における冷却ヘッダの動作を説明する他の図である。FIG. 10 is another diagram for explaining the operation of the cooling header during mist cooling.

以下、図面を参照して、本発明のレールの冷却方法を実施するための形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 Hereinafter, with reference to drawings, the form for carrying out the rail cooling method of the present invention is explained. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.

図１は、本実施の形態のレール１の冷却装置３の要部構成例を示す模式図である。また、図２は、冷却装置３の主要な制御系の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、冷却装置３は、製品断面形状のレール１を硬度等の所望の品質に応じた所定の冷却速度で冷却するためのものであり、製造ライン内に搬送装置等で形成されるレール１の搬送経路に沿って加熱炉や圧延機等とともに設置される。この冷却装置３には、圧延機においてオーステナイト域温度以上で熱間圧延され、あるいは、加熱炉でオーステナイト域温度以上に加熱された高温のレール１が処理位置まで搬送され、冷却装置３は、前述のように処理位置まで搬送されたレール１の頭部１１を所定の冷却速度で冷却する。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a main part of the cooling device 3 for the rail 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a main control system of the cooling device 3. As shown in FIG. 1, the cooling device 3 is for cooling the rail 1 having a product cross-sectional shape at a predetermined cooling rate according to a desired quality such as hardness, and is formed by a conveying device or the like in the production line. It is installed with a heating furnace, a rolling mill, etc. along the conveyance path | route of the rail 1 to be performed. The cooling device 3 is hot-rolled at an austenite region temperature or higher in a rolling mill, or is transported to a processing position by a high-temperature rail 1 heated to an austenite region temperature or higher in a heating furnace. Thus, the head 11 of the rail 1 conveyed to the processing position is cooled at a predetermined cooling rate.

この冷却装置３は、レール１の頭部１１の頭頂部分を冷却するための頭頂冷却ヘッダ３１と、頭部１１の頭側部分を冷却するための頭側冷却ヘッダ３３とを備える。これら頭頂冷却ヘッダ３１および頭側冷却ヘッダ３３（以下、これらを包括して適宜「冷却ヘッダ３１，３３」と呼ぶ。）は、それぞれ配管を介してエアおよび冷却水の２つの冷却媒体源と接続され、エアのみを噴射し、あるいは、エア中に冷却水を含ませてミストとして噴射する。 The cooling device 3 includes a head-top cooling header 31 for cooling the head-top portion of the head 11 of the rail 1 and a head-side cooling header 33 for cooling the head-side portion of the head 11. The top cooling header 31 and the head side cooling header 33 (hereinafter collectively referred to as “cooling headers 31 and 33” as appropriate) are connected to two cooling medium sources of air and cooling water through pipes, respectively. Then, only air is injected, or cooling water is included in the air and injected as mist.

図３は、冷却ヘッダ３１，３３のエアおよびミストの噴射面を示す模式図であり、冷却ヘッダ３１，３３が備えるエア噴射口４１およびミストノズル４３の位置関係を示している。また、図４−１および図４−２は、エア冷却時における噴射面内のエアの噴射位置を示す模式図であり、図４−１は、エア冷却時にミストノズル４３が設けられたエア噴射口４１（図３ではエア噴射口４１−１〜４１−７）からはエアを噴射しない場合を示し、図４−２は、エア噴射口４１−１〜４１−７からもエアを噴射する場合を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the air and mist injection surfaces of the cooling headers 31 and 33, and shows the positional relationship between the air injection ports 41 and the mist nozzles 43 included in the cooling headers 31 and 33. FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams illustrating the air injection position in the injection surface during air cooling. FIG. 4A is an air injection provided with a mist nozzle 43 during air cooling. The case where air is not injected from the port 41 (in FIG. 3, the air injection ports 41-1 to 41-7) is shown, and FIG. 4-2 is the case where air is also injected from the air injection ports 41-1 to 41-7. Is shown.

図３に示すように、冷却ヘッダ３１，３３のエアおよびミストの噴射面には、複数のエア噴射口４１が千鳥状に配列されて形成されており、これらのうちの一部のエア噴射口４１−１〜４１−７にミストノズル４３が設けられる。 As shown in FIG. 3, a plurality of air injection ports 41 are formed in a staggered manner on the air and mist injection surfaces of the cooling headers 31, 33, and some of these air injection ports Mist nozzles 43 are provided at 41-1 to 41-7.

ここで、頭頂冷却ヘッダ３１は、噴射面が処理位置のレール１の頭部１１上方において頭部１１の頭頂面と対向し、そのエア噴射口４１がレール１の長手方向に沿って配置されるように設置される。そして、頭頂冷却ヘッダ３１は、図１に示すように、不図示の冷却媒体源から供給されるエア（矢印Ａ１１）をエア噴射口４１から噴射する。この結果、図１中に矢印Ａ１３で示すように、レール１の頭部１１上方から頭部１１の頭頂面に向けてエアが噴射され、頭部１１のエア冷却が行われる。また、頭頂冷却ヘッダ３１は、不図示の冷却媒体源から供給されるエア（矢印Ａ１５１）および冷却水（矢印Ａ１５３）を混合してミストノズル４３から噴射する。この結果、図１中に一点鎖線で示すように、レール１の頭部１１上方から頭部１１の頭頂面に向けてミストが噴射され、頭部１１のミスト冷却が行われる。 Here, the head cooling header 31 has an ejection surface facing the top surface of the head 11 above the head 11 of the rail 1 at the processing position, and its air ejection port 41 is disposed along the longitudinal direction of the rail 1. Installed. And the head top cooling header 31 injects the air (arrow A11) supplied from the cooling medium source not shown from the air injection port 41, as shown in FIG. As a result, as indicated by an arrow A13 in FIG. 1, air is jetted from above the head 11 of the rail 1 toward the top surface of the head 11 to cool the head 11. The top cooling header 31 mixes air (arrow A 151) and cooling water (arrow A 153) supplied from a cooling medium source (not shown) and sprays them from the mist nozzle 43. As a result, as shown by a one-dot chain line in FIG. 1, mist is jetted from above the head 11 of the rail 1 toward the top surface of the head 11, and mist cooling of the head 11 is performed.

同様に、頭側冷却ヘッダ３３は、噴射面が処理位置のレール１の頭部１１両側方において頭部１１の側面の各々と対向し、そのエア噴射口４１がレール１の長手方向に沿って配置されるように設置される。そして、頭側冷却ヘッダ３３は、不図示の冷却媒体源から供給されるエア（矢印Ａ２１）をエア噴射口４１から噴射する。この結果、図１中に矢印Ａ２３で示すように、レール１の頭部１１両側方から頭部１１の両側面に向けてエアが噴射され、頭部１１のエア冷却が行われる。また、頭側冷却ヘッダ３３は、不図示の冷却媒体源から供給されるエア（矢印Ａ２５１）および冷却水（矢印Ａ２５３）を混合してミストノズル４３から噴射する。この結果、図１中に破線で示すように、レール１の頭部１１両側方から頭部１１の両側面に向けてミストが噴射され、頭部１１のミスト冷却が行われる。 Similarly, the head-side cooling header 33 is opposed to each of the side surfaces of the head 11 on both sides of the head 11 of the rail 1 at the processing position, and its air injection port 41 extends along the longitudinal direction of the rail 1. Installed to be placed. And the head side cooling header 33 injects the air (arrow A21) supplied from the cooling medium source not shown from the air injection port 41. FIG. As a result, as indicated by an arrow A23 in FIG. 1, air is jetted from both sides of the head 11 of the rail 1 toward both sides of the head 11 to cool the head 11. Further, the head side cooling header 33 mixes air (arrow A251) and cooling water (arrow A253) supplied from a cooling medium source (not shown) and sprays them from the mist nozzle 43. As a result, as shown by a broken line in FIG. 1, mist is jetted from both sides of the head 11 of the rail 1 toward both sides of the head 11, and mist cooling of the head 11 is performed.

より詳細には、エア冷却に際しては、冷却ヘッダ３１，３３は、例えば、図４−１に示すように、ミストノズル４３が設けられたエア噴射口４１−１〜４１−７以外のエア噴射口４１からエアを噴射する。エア噴射口４１は冷却ヘッダ３１，３３の噴射面の全域に千鳥状に配列されているため、頭部１１の全域を概ね均一に冷却することができる。ただし、この場合は、図４−１中に破線４５で囲って示すエアが噴射されないエア噴射口４１−１〜４１−７付近で冷却不足が生じる。これに対し、図４−２に示すように、ミストノズル４３が設けられたエア噴射口４１−１〜４１−７を含む全てのエア噴射口４１からエアを噴射するようにしてもよい。この場合には、図４−１に示すような冷却不足の箇所４５が生じることなく頭部１１の全域を均一に冷却することができ、より好ましい。なお、そのために、ミストノズル４３は、エア冷却時には、冷却水を含ませずにエアのみを他のエア噴射口４１と同じ風量で噴射する。 More specifically, during air cooling, the cooling headers 31 and 33 are, for example, air injection ports other than the air injection ports 41-1 to 41-7 provided with the mist nozzle 43, as shown in FIG. Air is injected from 41. Since the air injection ports 41 are arranged in a zigzag pattern over the entire injection surface of the cooling headers 31 and 33, the entire region of the head 11 can be cooled substantially uniformly. However, in this case, insufficient cooling occurs in the vicinity of the air injection ports 41-1 to 41-7 where the air surrounded by the broken line 45 in FIG. 4A is not injected. On the other hand, as shown in FIG. 4B, air may be injected from all the air injection ports 41 including the air injection ports 41-1 to 41-7 provided with the mist nozzle 43. In this case, the entire region of the head 11 can be uniformly cooled without causing the insufficiently cooled portion 45 as shown in FIG. For this purpose, the mist nozzle 43 does not include cooling water and injects only air with the same air volume as the other air injection ports 41 during air cooling.

なお、図３では、冷却ヘッダ３１，３３におけるエア噴射口４１の配置を千鳥状の配置としたが、これに限定されるものではない。図５は、エア噴射口４１ｂの配置の他の例を示す模式図である。また、図６は、エア噴射口４１ｂの配置が図５の場合のエア冷却時における噴射面内のエアの噴射位置を示す模式図であり、エア冷却時にミストノズル４３ｂが設けられたエア噴射口４１ｂ−１〜４１ｂ−７からはエアを噴射しない場合を示している。この場合も、冷却ヘッダ３１，３３の噴射面の全域にエア噴射口４１ｂが配列されているため、頭部１１の全域を概ね均一に冷却することができる。ただし、本例では、図６中に破線４５１ｂで囲って示すように、一部のエア噴射口４１ｂにおいて隣接するエア噴射口４１ｂとの距離が近くなっており、過冷却が生じる場合がある。また、図６中に破線４５３ｂで囲って示すエアが噴射されないエア噴射口４１ｂ−１〜４１ｂ−７付近で冷却不足が生じる場合がある。 In addition, in FIG. 3, although the arrangement | positioning of the air injection opening 41 in the cooling headers 31 and 33 was made into the staggered arrangement | positioning, it is not limited to this. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating another example of the arrangement of the air injection ports 41b. FIG. 6 is a schematic view showing an air injection position in the injection surface during air cooling when the air injection port 41b is arranged as shown in FIG. 5, and an air injection port provided with a mist nozzle 43b during air cooling. The case where air is not injected from 41b-1 to 41b-7 is shown. Also in this case, since the air injection ports 41b are arranged over the entire injection surface of the cooling headers 31 and 33, the entire region of the head 11 can be cooled substantially uniformly. However, in this example, as shown by being surrounded by a broken line 451b in FIG. 6, some of the air injection ports 41b are close to each other and may be supercooled. In addition, insufficient cooling may occur in the vicinity of the air injection ports 41b-1 to 41b-7 where the air surrounded by the broken line 453b in FIG. 6 is not injected.

図１に戻る。冷却装置３は、レール１の頭部１１上方に設けられ、頭部１１の表面温度（より詳細には頭角部の表面温度）を測定する温度計３５を備える。この温度計３５は、図２に示す制御部５と接続されており、随時計測値を制御部５に出力する。 Returning to FIG. The cooling device 3 includes a thermometer 35 that is provided above the head 11 of the rail 1 and measures the surface temperature of the head 11 (more specifically, the surface temperature of the head corner). The thermometer 35 is connected to the control unit 5 shown in FIG. 2 and outputs measured values to the control unit 5 as needed.

制御部５は、冷却装置３を構成する各部の動作を制御するためのものであり、冷却装置３を動作させ、この冷却装置３が備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等が記憶される記憶部７と接続されている。この他、制御部５には、図示しないが、必要に応じて各種設定入力を行うための入力装置や表示装置等が適宜接続される。 The control unit 5 is for controlling the operation of each part constituting the cooling device 3, and stores programs, data, and the like for operating the cooling device 3 and realizing various functions of the cooling device 3. Connected to the storage unit 7. In addition, although not illustrated, the control unit 5 is appropriately connected with an input device, a display device, and the like for performing various setting inputs as necessary.

この制御部５は、主な機能部として、ミスト切替時検出部５１と、冷却ヘッダ制御部５３とを備え、冷却中に温度計３５が測定する頭部１１の表面温度を監視することで後述する頭部１１表面の変態完了時をミスト冷却切替タイミング（切替タイミング）として検出し、冷却ヘッダ３１，３３によるエア冷却とミスト冷却とを切り替えるための処理を行う（冷媒切替処理）。 The control unit 5 includes a mist switching detection unit 51 and a cooling header control unit 53 as main functional units, and will be described later by monitoring the surface temperature of the head 11 measured by the thermometer 35 during cooling. When the transformation of the surface of the head 11 to be completed is detected as the mist cooling switching timing (switching timing), processing for switching between air cooling and mist cooling by the cooling headers 31 and 33 is performed (refrigerant switching processing).

ここで、冷媒切替処理の原理について説明する。冷却装置３による頭部１１の冷却が開始されると、頭部１１の温度は表面から降下していく。図７は、冷却中の頭部１１の一般的な表面温度の遷移を模式的に示す図である。図７に示すように、冷却開始後の冷却初期では、頭部１１の表面温度は漸次降下していき、この表面温度の降下によって表面のパーライト変態が始まる（表面変態開始時Ｔ_Ｂ）。ここで、パーライト変態中は、変態発熱によって冷却速度が急速に低下する。このため、頭部１１の表面温度は、通常、パーライト変態が始まると一旦上昇する（冷却速度は負の値となる）。ただし、冷却条件等によっては、温度上昇はせずに平坦な温度変化となる場合もある。いずれの場合も、頭部１１の表面温度は、表面のパーライト変態がほぼ完了した時点で再び降下し始める（表面変態完了時Ｔ_Ａ）。 Here, the principle of the refrigerant switching process will be described. When the cooling of the head 11 by the cooling device 3 is started, the temperature of the head 11 drops from the surface. FIG. 7 is a diagram schematically showing a general transition of the surface temperature of the head 11 during cooling. As shown in FIG. 7, the cooling early after the start of cooling, the surface temperature of the head 11 by gradually drops and pearlite transformation of the surface begins by lowering the surface temperature (surface transformation starting time T _B). Here, during the pearlite transformation, the cooling rate rapidly decreases due to transformation heat generation. For this reason, the surface temperature of the head 11 usually rises once when the pearlite transformation starts (the cooling rate becomes a negative value). However, depending on the cooling conditions and the like, there may be a flat temperature change without increasing the temperature. In either case, the surface temperature of the head 11 begins to fall again when the surface pearlite transformation is almost completed (at the time of completion of the surface transformation T _A ).

本発明の発明者等は、冷却媒体としてミストを用いることで得られる速い冷却速度を活用しつつ頭部１１の品質を確保するために、ミスト冷却と頭部１１の品質との関係について検討した。その結果、頭部１１表面のパーライト変態がほぼ完了していれば、ある程度速い冷却速度でミスト冷却を行ったとしても表面に上記したような局部的な過冷却部が生成したとしても、表面のパーライト変態はほぼ完了しているため、表面の組織、ひいては硬度や延性等の品質に影響しないことがわかった。 The inventors of the present invention examined the relationship between mist cooling and the quality of the head 11 in order to ensure the quality of the head 11 while utilizing the fast cooling rate obtained by using mist as a cooling medium. . As a result, if the pearlite transformation on the surface of the head 11 is almost completed, even if mist cooling is performed at a somewhat high cooling rate, even if a local supercooling portion as described above is generated on the surface, Since the pearlite transformation was almost completed, it was found that the surface structure and thus the quality such as hardness and ductility were not affected.

そこで、本実施の形態では、冷却開始後の冷却初期はエア冷却を行い、表面変態完了時Ｔ_Ａをミスト冷却切替タイミングとしてミスト冷却に切り替える。このようにすることで、エア冷却によって頭部１１表面の全域を安定的に高硬度のパーライト組織とすることができ、その上で表面変態完了時Ｔ_Ａ以降はミスト冷却によって冷却速度を上昇させることができる。ここで、表面変態完了時Ｔ_Ａの時点では、頭部１１表面のパーライト変態はほぼ完了しているものの頭部１１内部の変態は完了していないため、その後は内部の変態が進行していく。したがって、表面変態完了時Ｔ_Ａ以降において表面をミスト冷却することによって表面を急速に冷却することによれば、内部の冷却速度を上昇させることができるので、内部の高硬度が実現できる。 Therefore, in this embodiment, the cooling early after the start of cooling is carried out air cooling, switch the surface transformation completion time T _A mist cooling as a mist cooling switching timing. In this way, the entire area of the head 11 surface can be stably with high hardness pearlite structure by air cooling, the upper surface transformation completion time T _A later increases the cooling rate by mist cooling be able to. Here, at the time of the surface transformation completion time T _A, since the transformation of the head 11 inside of what is nearly complete pearlite transformation of the head 11 the surface has not been completed, then the interior of the transformation progresses . Thus, the surface at the surface transformation completion time T _A subsequent According to rapidly cool the surface by the mist cooling, it is possible to increase the internal cooling rate, internal high hardness can be realized.

図８は、制御部５が冷却切替処理を行うことによって実現されるレール１の冷却手順を示すフローチャートである。図８に示すように、先ず、冷却装置３は、処理位置に搬送されたオーステナイト域温度以上の高温状態のレール１の冷却を開始するが、このとき、冷却ヘッダ制御部５３が、各冷却ヘッダ３１，３３から噴射する冷却媒体をエアにする制御を行い、冷却ヘッダ３１，３３のエア噴射口４１からエアを噴射するエア冷却を開始する（ステップＳ１）。 FIG. 8 is a flowchart showing a cooling procedure of the rail 1 realized by the control unit 5 performing the cooling switching process. As shown in FIG. 8, first, the cooling device 3 starts cooling the rail 1 in a high temperature state not lower than the austenite region temperature transferred to the processing position. At this time, the cooling header control unit 53 causes each cooling header to be cooled. Control is performed to make the cooling medium ejected from the air outlets 31 and 33 into air, and air cooling for injecting air from the air injection ports 41 of the cooling headers 31 and 33 is started (step S1).

以上のようにしてレール１の冷却を開始した後は、ミスト切替時検出部５１が、温度計３５から随時入力される頭部１１の表面温度を監視する（ステップＳ３）。そして、ミスト切替時検出部５１は、頭部１１表面の温度変化をもとに、表面のパーライト変態が始まる表面変態開始時Ｔ_Ｂを経て表面温度が一旦上昇し、その後降下し始める表面変態完了時Ｔ_Ａをミスト冷却切替タイミングとして検出する。あるいは、ミスト切替時検出部５１は、頭部１１表面のパーライト変態中に表面温度の変化が平坦となるように冷却条件が制御される場合には、表面温度がほぼ一定となる間を経て降下し始めた時をミスト冷却切替タイミングとして検出する。ミスト冷却切替タイミングを検出したならば（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、冷却ヘッダ制御部５３が、各冷却ヘッダ３１，３３から噴射する冷却媒体をミストにする制御を行い、冷却ヘッダ３１，３３のミストノズル４３からミストを噴射するミスト冷却を開始する（ステップＳ７）。その後は、冷却終了までミスト冷却を継続する。 After starting the cooling of the rail 1 as described above, the mist switching detection unit 51 monitors the surface temperature of the head 11 that is input from the thermometer 35 as needed (step S3). The mist changeover detecting unit 51 based on the temperature change of the head 11 the surface, once raised surface temperature through surface transformation start when T _B which pearlite transformation of the surface begins, complete then drop to begin to surface modification when T _a detected as a mist cooling switching timing. Alternatively, when the cooling condition is controlled so that the change in the surface temperature is flat during the pearlite transformation on the surface of the head 11, the detection unit 51 at the time of mist switching descends while the surface temperature becomes substantially constant. The time when the operation starts is detected as the mist cooling switching timing. If the mist cooling switching timing is detected (step S5: Yes), the cooling header control unit 53 performs control to make the cooling medium ejected from the cooling headers 31 and 33 mist, and the mist nozzles of the cooling headers 31 and 33 The mist cooling which injects mist from 43 is started (step S7). Thereafter, mist cooling is continued until cooling is completed.

図９および図１０は、ミスト冷却時における冷却ヘッダ３１，３３の動作を説明する図である。図９は、ミスト冷却時にミストノズル４３（すなわちエア噴射口４１−１〜４１−７）からのミストの噴射のみを行い、エア噴射口４１−１〜４１−７以外のエア噴射口４１からはエアを噴射しない場合を示している。一方、図１０は、ミスト冷却時に、ミストノズル４３（すなわちエア噴射口４１−１〜４１−７）からのミストの噴射に加えてエア噴射口４１−１〜４１−７以外のエア噴射口４１からエアを噴射する場合を示している。 9 and 10 are diagrams illustrating the operation of the cooling headers 31 and 33 during mist cooling. FIG. 9 shows only the mist injection from the mist nozzle 43 (that is, the air injection ports 41-1 to 41-7) at the time of mist cooling, and from the air injection ports 41 other than the air injection ports 41-1 to 41-7. The case where air is not injected is shown. On the other hand, FIG. 10 shows the air injection ports 41 other than the air injection ports 41-1 to 41-7 in addition to the mist injection from the mist nozzle 43 (that is, the air injection ports 41-1 to 41-7) during mist cooling. The case where air is injected from is shown.

本実施の形態では、ミスト冷却時は、冷却ヘッダ３１，３３は、図９中に一点鎖線で示すミストノズル４３からのミストの噴射のみを行う。ミストの噴射と併せてエアの噴射を行うと、図１０に示すように、ミストノズル４３から噴射されたミストが、エアの噴射（矢印Ａ１３，Ａ２３）によって頭部１１の頭頂面や両側面の全域に均一に噴射されず、例えば、頭角部１１１が冷却不足となる等の事態が生じ得るためである。 In the present embodiment, at the time of mist cooling, the cooling headers 31 and 33 only inject mist from the mist nozzle 43 indicated by a one-dot chain line in FIG. When air is injected together with mist injection, as shown in FIG. 10, the mist injected from the mist nozzle 43 is applied to the top surface and both side surfaces of the head 11 by air injection (arrows A13 and A23). This is because it is not uniformly sprayed over the entire region, and for example, the corner portion 111 may be insufficiently cooled.

以上説明したように、本実施の形態によれば、エア冷却時はエア噴射口４１からエアを噴射し、ミスト冷却時に行うミストの噴射は、一部のエア噴射口４１−１〜４１−７に設けられたミストノズル４３によって実現できる。ここで、ミストを噴射するためのミストノズル４３を一部のエア噴射口４１−１〜４１−７に設けることによれば、冷却ヘッダ３１，３３の噴射面を視認することでノズル詰まりや噴射状況等のミストノズル４３のノズルの状態を容易に確認することができる。これによれば、ノズルの交換や清掃といったミストノズル４３のメンテナンスを容易に行うことができる。また、エア噴射口４１からエアのみを噴射してエア冷却を行えば、頭部１１表面に局所的に水分が付着する等のミスト冷却に起因するレール１の品質低下の抑制が図れる。したがって、メンテナンス容易に速い冷却速度でのミスト冷却を実現しつつ、ミストの噴射によって生じるレール１の品質低下の抑制を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, air is injected from the air injection port 41 at the time of air cooling, and the mist injection performed at the time of mist cooling is a part of the air injection ports 41-1 to 41-7. This can be realized by the mist nozzle 43 provided in the nozzle. Here, when the mist nozzles 43 for injecting mist are provided in some of the air injection ports 41-1 to 41-7, nozzle clogging or injection can be performed by visually checking the injection surfaces of the cooling headers 31 and 33. The state of the nozzle of the mist nozzle 43 such as the situation can be easily confirmed. According to this, the maintenance of the mist nozzle 43 such as nozzle replacement and cleaning can be easily performed. Further, if air cooling is performed by injecting only air from the air injection port 41, it is possible to suppress deterioration of the quality of the rail 1 due to mist cooling such as moisture locally attached to the surface of the head 11. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the quality of the rail 1 caused by mist injection while realizing mist cooling at a high cooling rate for easy maintenance.

加えて、本実施の形態によれば、冷却開始後の冷却初期はエア冷却を行うことができる。そして、頭部１１表面の温度変化をもとに表面のパーライト変態が完了する表面変態完了時Ｔ_Ａをミスト冷却切替タイミングとして検出し、検出したミスト冷却切替タイミングでエア冷却からミスト冷却に切り替えることができる。したがって、頭部表面を安定的に高硬度のパーライト組織としつつ、頭部内部についても高硬度を実現することができる。これによれば、頭部表面から内部まで高い硬度のレールを製造することが可能となる。組織は安定したパーライト組織とすることができ、マルテンサイトやベイナイトが発生することによる機械的性質の劣化が生じることもない。 In addition, according to the present embodiment, air cooling can be performed at the initial stage of cooling after the start of cooling. Then, based on pearlite transformation is completed surface transformation completion time T _A of the surface temperature changes of the head 11 the surface is detected as a mist cooling switching timing, switching to mist cooling from the air cooled by the detecting mist cooling switching timing Can do. Therefore, it is possible to achieve high hardness in the inside of the head while stably making the head surface a pearlite structure having high hardness. According to this, it is possible to manufacture a rail having high hardness from the head surface to the inside. The structure can be a stable pearlite structure, and the deterioration of mechanical properties due to the generation of martensite and bainite does not occur.

なお、頭部１１の表面全域を安定的に高硬度のパーライト組織としつつ頭部１１内部の高硬度を実現するためには、上記した実施の形態のように、表面変態完了時Ｔ_Ａをミスト冷却切替タイミングとしてエア冷却からミスト冷却に切り替えるのが最も好ましい。ただし、ミスト冷却切替タイミングは表面変態完了時Ｔ_Ａに限定されるものではなく、少なくとも図７に示した表面変態開始時Ｔ_Ｂよりも後であれば、表面変態完了時Ｔ_Ａよりも前としてもよいし、表面変態完了時Ｔ_Ａよりも後としてもよい。 In order to achieve a high hardness of the inner head 11 to the entire surface of the head portion 11 while a stable high hardness pearlite structure, as in the embodiment described above, the mist surface transformation completion time T _A Most preferably, the cooling switching timing is switched from air cooling to mist cooling. However, the mist cooling switching timing is not limited to the surface transformation completion time T _A, if after the surface modification start T _B shown in at least FIG. 7, a prior surface transformation completion time T _A may be, it may be post than the surface transformation completion time T _A.

例えば、頭部１１表面の硬度に多少のばらつきが生じたとしても、頭部１１内部の硬度をより高くしたい場合もある。このような場合には、表面変態開始時Ｔ_Ｂを限度として表面変態完了時Ｔ_Ａよりも前をミスト冷却切替タイミングとしてエア冷却からミスト冷却に切り替えるようにしてもよい。表面変態開始時Ｔ_Ｂを限度とするのは、表面変態開始時Ｔ_Ｂよりも前にミスト冷却を開始して冷却速度を上昇させてしまうと上記したようなマルテンサイト変態やベイナイト変態の影響が顕在化してしまうためである。例えば、表面変態開始時Ｔ_Ｂをミスト冷却切替タイミングとする場合であれば、ミスト切替時検出部５１は、頭部１１表面の温度変化をもとに、表面のパーライト変態が始まり変態発熱によって頭部１１の表面温度が極小となるタイミングを検出すればよい。 For example, even if there is some variation in the hardness of the surface of the head 11, there is a case where it is desired to increase the hardness inside the head 11. In such a case, it may be subjected to prior surface transformation completion time T _A surface transformation start time T _B a limit to switch to the mist cooling from the air cooling as a mist cooling switching timing. It is to the limit of the surface transformation start time T _B, the effect of martensite transformation or bainite transformation as described above when thus increasing the cooling rate to start the mist cooling before the surface modification start T _B This is because it becomes obvious. Head For example, when the mist cooling switching timing surface transformation start time T _B, the mist changeover detecting unit 51 based on the temperature change of the head 11 surface, by transformation heat generation begins pearlite transformation of the surface What is necessary is just to detect the timing when the surface temperature of the part 11 becomes minimum.

また、表面変態完了時Ｔ_Ａ以降については特に制約はないが、表面変態完了時Ｔ_Ａから長く時間が経過するほど頭部１１内部の硬度上昇効果が低減してしまう。表面変態完了時Ｔ_Ａよりも後をミスト冷却切替タイミングとする場合には、図７に示す表面変態完了時Ｔ_Ａからの経過時間が４０秒以内の範囲内Ｔ２でエア冷却からミスト冷却に切り替えることが好ましい。 No particular restriction on since its surface transformation completion T _A, the head 11 inside the hardness increasing effect as the lapse of a long time from the surface transformation completion time T _A will be reduced. If the post than the surface transformation completion time T _A and mist cooling switching timing is switched to the mist cooling from the air cooling within the elapsed time is within 40 seconds from the surface transformation completion time T _A shown in FIG. 7 T2 It is preferable.

また、上記した実施の形態では、温度計３５によってレール１の頭部１１表面の温度を測定し、これを監視することで表面変態完了時Ｔ_Ａを検出することとしたが、必ずしも頭部１１表面の温度は測定する必要はない。例えば、過去の操業時に測定した測定値（実績値）や、予測計算によって求めた頭部１１表面の温度変化からミスト冷却切替タイミング（例えば表面変態完了時Ｔ_Ａや表面変態開始時Ｔ_Ｂ等）を事前に決定しておくことも可能である。 Further, in the embodiment described above, the temperature of the head 11 the surface of the rail 1 is measured by the thermometer 35, it is assumed that detects the surface transformation completion time T _A by monitoring this necessarily head 11 The surface temperature need not be measured. For example, past measurement values measured during operation (actual value) and, mist cooling switching timing from the temperature change of the head 11 the surface obtained by the prediction calculation (for example, at the time of surface modification completion T _A and surface transformation start time T _B, etc.) Can be determined in advance.

また、頭部１１の冷却と並行してレール１の下部（「足」とも呼ばれる。）を冷却するのが一般的である。上記した実施の形態の頭部１１の冷却と組み合わせて、レール１下部の下方（裏面側）からレール１下部の冷却を行うようにしても勿論かまわない。 In general, the lower part of the rail 1 (also referred to as “foot”) is cooled in parallel with the cooling of the head 11. Of course, the cooling of the lower part of the rail 1 may be performed from the lower side (back side) of the lower part of the rail 1 in combination with the cooling of the head 11 of the above-described embodiment.

また、冷却するレール１の鋼中成分は、Ｃ量が０．７３質量％〜０．８５質量％の共析系パーライト鋼であって、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖ等の添加元素により硬度を向上させたものが好ましい。 Further, the steel component of the rail 1 to be cooled is a eutectoid pearlite steel having a C content of 0.73% to 0.85% by mass, and the hardness is increased by additive elements such as Si, Mn, Cr, and V. Improved ones are preferred.

（実施例）
図８の手順に従い、オーステナイト域温度で製品断面形状に圧延された鋼材（実施例１〜４および比較例１〜５）を冷却装置３で冷却した。また、冷却終了後、鋼材の横断面の硬度（ＨＢ：ブリネル硬さ）の分布を測定した。鋼材は、Ｃ量が０．７６質量％〜０．８質量％の共析鋼である。表１に、実施例１〜４および比較例１〜５の鋼材の冷却開始温度および冷却条件を示す。また、表１には、測定した硬度分布の代表値として、頭頂面から鉛直下方に２ｍｍの深さ位置である表層、１２．５ｍｍの深さ位置、２５．４ｍｍの深さ位置における測定値を併せて示している。

(Example)
The steel materials (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5) rolled into the product cross-sectional shape at the austenite region temperature were cooled by the cooling device 3 according to the procedure of FIG. Moreover, distribution of the hardness (HB: Brinell hardness) of the cross section of steel materials was measured after completion | finish of cooling. The steel material is a eutectoid steel having a C content of 0.76% by mass to 0.8% by mass. Table 1 shows the cooling start temperature and cooling conditions of the steel materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5. Table 1 shows measured values at the surface layer, which is a depth position of 2 mm vertically below the top surface, a depth position of 12.5 mm, and a depth position of 25.4 mm, as representative values of the measured hardness distribution. It also shows.

ここで、比較例３は、冷却条件を実機従来条件としたものであり、冷却開始から冷却終了までエア冷却を行った例である。これに対し、実施例１は、表面変態完了時Ｔ_Ａまでエア冷却を行い、表面変態完了時Ｔ_Ａにエア冷却からミスト冷却に切り替えた例である。この実施例１では、表層の硬度は比較例３と同じであったが、内部の硬度が５ポイント上昇した。 Here, Comparative Example 3 is an example in which the cooling conditions are the actual machine conventional conditions, and air cooling is performed from the start of cooling to the end of cooling. In contrast, Example 1 performs air cooling to the surface transformation completion time T _A, an example of switching the mist cooling from the air cooling to the surface transformation completion time T _A. In Example 1, the hardness of the surface layer was the same as that of Comparative Example 3, but the internal hardness increased by 5 points.

実施例２は、実施例１と同様に表面変態完了時Ｔ_Ａにエア冷却からミスト冷却に切り替えた例であり、実施例１よりもミスト冷却時のエア量を増量した。この実施例２では、表層の硬度は比較例３と同じであったが、内部の硬度が１０ポイント上昇した。 Example 2 is an example of switching the mist cooling from the air cooling in the same manner as the surface transformation completion time T _A of Example 1, was increased air amount at the time of mist cooling than in Example 1. In Example 2, the hardness of the surface layer was the same as in Comparative Example 3, but the internal hardness increased by 10 points.

実施例３は、冷却開始温度が実施例１，２の７３０℃よりも高く７５０℃であった場合の例であり、その分表面変態完了時Ｔ_Ａまでの冷却時間が長いが、その他は実施例２と同じ冷却条件としている。この実施例３では、表層の硬度は比較例３と同じであった。一方、内部の硬度は、冷却開始温度が高いために１３ポイント上昇した。 Example 3 is an example in cooling start temperature was 750 ° C. higher than 730 ° C. Examples 1 and 2, a long cooling time to correspondingly surface transformation completion time T _A, other implementation The cooling conditions are the same as in Example 2. In Example 3, the hardness of the surface layer was the same as in Comparative Example 3. On the other hand, the internal hardness increased by 13 points due to the high cooling start temperature.

実施例４は、実施例２に対してエア冷却からミスト冷却に切り替えるタイミングを表面変態開始時Ｔ_Ｂと表面変態完了時Ｔ_Ａとの間とした例である。この実施例４では、表層の硬度は比較例３より５ポイント低下したが、内部の硬度は１３〜１５ポイント上昇した。 Example 4 is an example in which between the timing of the surface transformation start time T _B and the surface transformation completion time T _A to switch to the mist cooling from the air cooling for Examples 2. In Example 4, the hardness of the surface layer decreased by 5 points from that of Comparative Example 3, but the internal hardness increased by 13 to 15 points.

比較例１は、冷却開始から冷却終了までミスト冷却（弱ミスト）を行った場合の例である。この比較例１では、表層の硬度は１０ポイント上昇したが、１２．５ｍｍの深さ位置で内部の硬度が低下した。比較例２は、冷却開始から冷却終了までミスト冷却（強ミスト）を行った場合の例である。この比較例２では、内部の硬度は１０ポイント〜２０ポイント上昇したが、表層にベイナイトが発生したために表層の硬度が大きく低下した。 Comparative Example 1 is an example in which mist cooling (weak mist) is performed from the start of cooling to the end of cooling. In Comparative Example 1, the hardness of the surface layer increased by 10 points, but the internal hardness decreased at a depth position of 12.5 mm. Comparative Example 2 is an example in the case where mist cooling (strong mist) is performed from the start of cooling to the end of cooling. In Comparative Example 2, the internal hardness increased by 10 points to 20 points, but the hardness of the surface layer was greatly reduced because bainite was generated on the surface layer.

比較例４は、比較例３と同様に冷却開始から終了までエア冷却を行った場合の例であり、比較例３よりも表面変態完了時Ｔ_Ａ以降のエア量を増量した。この比較例４では、表層および内部ともに硬度が上昇したものの、３ポイントと上昇度は小さかった。比較例５は、冷却開始温度が他の比較例１〜４の７３０℃よりも高く７５０℃であった場合の例であり、冷却条件は比較例３と同じとしている。この比較例５では、表層および内部ともに比較例３よりもさらに硬度が低下した。 Comparative Example 4 is an example of a case of performing air cooling to the end of the same cooling starting and Comparative Example 3 were increased air amount of the surface transformation completion time T _A later than Comparative Example 3. In Comparative Example 4, although the hardness increased in both the surface layer and the inside, the degree of increase was small at 3 points. Comparative Example 5 is an example in which the cooling start temperature is 750 ° C. higher than 730 ° C. of other Comparative Examples 1 to 4, and the cooling conditions are the same as Comparative Example 3. In Comparative Example 5, the hardness was further reduced compared to Comparative Example 3 both in the surface layer and inside.

以上の結果から、実施例１〜４では、比較例１〜５と比べて頭部表面から内部まで高硬度のレールが製造可能なことを確認できた。 From the above results, it was confirmed that in Examples 1 to 4, it was possible to manufacture a rail having a high hardness from the head surface to the inside as compared with Comparative Examples 1 to 5.

なお、実施例１〜４および比較例１〜５では、表１中に示すように、エア量と冷却水量との比である気水比を５０，０００〜７０，０００の範囲としている。ミスト冷却時に頭部１１表面に局所的に水分が付着する事態を抑制する観点からは、気水比をこの範囲とするのが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。すなわち、気水比は、１００，０００程度の低水量から１，０００程度の高水量までの広い範囲で適宜調整してよく、いずれの場合も均一な冷却を実現できる。 In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, as shown in Table 1, the air / water ratio, which is the ratio of the air amount to the cooling water amount, is in the range of 50,000 to 70,000. From the viewpoint of suppressing the situation where moisture locally adheres to the surface of the head 11 during mist cooling, the air / water ratio is preferably within this range, but is not limited to this range. That is, the air / water ratio may be appropriately adjusted in a wide range from a low water amount of about 100,000 to a high water amount of about 1,000, and in any case, uniform cooling can be realized.

３冷却装置
３１頭頂冷却ヘッダ
３３頭側冷却ヘッダ
４１，４１−１〜４１−７，４１ｂ，４１ｂ−１〜４１ｂ−７エア噴射口
４３，４３ｂミストノズル
３５温度計
１レール
１１頭部
５制御部
５１ミスト切替時検出部
５３冷却ヘッダ制御部
７記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Cooling device 31 Parietal cooling header 33 Head side cooling header 41, 41-1 to 41-7, 41b, 41b-1 to 41b-7 Air injection port 43, 43b Mist nozzle 35 Thermometer 1 Rail 11 Head 5 Control part 51 Mist switching detection unit 53 Cooling header control unit 7 Storage unit

Claims

オーステナイト域温度以上の高温のレールを加速冷却するための冷却装置に設けられるレールの冷却ヘッダであって、
前記レールと対向する噴射面に複数のエア噴射口が配列され、該複数のエア噴射口のうちの一部のエア噴射口にミストノズルが設けられており、
エア冷却時は前記複数のエア噴射口から前記レール表面にエアを噴射し、ミスト冷却時は前記ミストノズルから前記レール表面にミストを噴射することを特徴とするレールの冷却ヘッダ。 A rail cooling header provided in a cooling device for accelerating and cooling a rail having a temperature higher than an austenite temperature,
A plurality of air injection ports are arranged on the injection surface facing the rail, and a mist nozzle is provided in a part of the plurality of air injection ports,
A rail cooling header, wherein air is jetted from the plurality of air jets to the rail surface during air cooling, and mist is jetted from the mist nozzle to the rail surface during mist cooling.