BR112017005296B1

BR112017005296B1 - RAIL MANUFACTURING METHOD

Info

Publication number: BR112017005296B1
Application number: BR112017005296-2A
Authority: BR
Inventors: Kenji Okushiro; Hideo Kijima; Hiroyuki Fukuda; Moriyasu YAMAGUCHI
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2023-07-11

Abstract

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE TRILHO E APARELHO DE FABRICAÇÃO DE TRILHO. Trata-se de um método e um aparelho para fabricação de um trilho em que tanto uma seção de cabeça como uma seção de pé têm uma alta ductilidade. São revelados um método de fabricação de trilho e um aparelho de fabricação de trilho através dos quais: um material de trilho de aço aquecido é laminado a quente; a temperatura é ajustada resfriando-se o material de trilho de aço laminado a quente; o material de trilho de aço que foi submetido ao ajuste de temperatura é processado em um formato de trilho por meio de laminação com temperatura ajustada em uma taxa de redução de área igual ou maior do que 20% e, no momento de ajustar a temperatura do material de trilho de aço, a temperatura de superfície de porções do material de trilho de aço, isto é, uma seção de cabeça e uma seção de pé do formato de trilho, é reduzida para 500°C a 1.000°C.RAIL MAKING METHOD AND RAIL MAKING APPARATUS. It is a method and apparatus for manufacturing a rail in which both a head section and a foot section have high ductility. A rail manufacturing method and a rail manufacturing apparatus are disclosed by which: a heated steel rail material is hot rolled; the temperature is adjusted by cooling the hot-rolled steel rail material; the steel rail material that has undergone temperature adjustment is processed into a rail shape through temperature-adjusted rolling at an area reduction rate equal to or greater than 20%, and at the time of adjusting the rail temperature steel rail material, the surface temperature of portions of the steel rail material, that is, a head section and a foot section of the rail shape, is reduced to 500°C to 1,000°C.

Description

FIELD OF TECHNIQUE

[0001] A presente invenção refere-se a um método e a um aparelho para fabricação de um trilho de aço perlítico com excelente ductilidade obtida realizando-se laminação de desbaste, laminação de acabamento e tratamento térmico de um tarugo aquecido e, particularmente, se refere a um método e um aparelho para fabricação de um trilho que tem ductilidade melhorada miniaturizando-se o bloco de perlita ou o tamanho de colônia.[0001] The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a pearlitic steel rail with excellent ductility obtained by carrying out rough rolling, finishing rolling and heat treatment of a heated billet and, particularly, if refers to a method and apparatus for manufacturing a rail having improved ductility by miniaturizing the perlite block or colony size.

PREVIOUS TECHNIQUE

[0002] Um trilho no qual a estrutura de uma porção de cabeça forma uma estrutura de perlita é, em geral, fabricado pelo método de fabricação a seguir.[0002] A rail in which the structure of a head portion forms a pearlite structure is generally manufactured by the following manufacturing method.

[0003] Primeiro, um tarugo fundido por um método de fundição contínuo é aquecido para 1100 °C ou mais, e, então, laminado a quente em um formato de trilho predeterminado por laminação de desbaste e laminação de acabamento. Um método de laminação em cada processo de laminação é realizado combinando-se laminação de calibração e laminação universal. No presente documento, a laminação é realizada em uma pluralidade de passagens na laminação de desbaste ou em uma pluralidade de passagens ou uma passagem única na laminação de acabamento.[0003] First, a billet cast by a continuous casting method is heated to 1100 °C or more, and then hot rolled into a predetermined rail shape by rough rolling and finish rolling. A rolling method in each rolling process is carried out by combining calibration rolling and universal rolling. In the present document, rolling is carried out in a plurality of passes in the rough rolling mill or in a plurality of passes or a single pass in the finishing rolling mill.

[0004] Então, os refugos nas porções de extremidade do trilho laminado a quente são serrados. O comprimento do trilho laminado a quente é de 50 a 200 m. Portanto, quando um aparelho de tratamento térmico tem uma limitação de comprimento, o trilho é serrado em um comprimento predeterminado, por exemplo, 25 m, simultaneamente com a serragem dos refugos.[0004] Then, the scraps at the end portions of the hot-rolled rail are sawn off. The length of hot rolled rail is 50 to 200 m. Therefore, when a heat treatment apparatus has a length limitation, the rail is sawn to a predetermined length, for example 25 m, simultaneously with the sawing of the scrap.

[0005] Além disso, quando o trilho é exigido ter resistência ao desgaste, o trilho é submetido a tratamento térmico pelo aparelho de tratamento térmico (processo de tratamento térmico) subsequente ao processo de laminação a quente. No presente documento, a resistência ao desgaste melhora quando a temperatura inicial de tratamento térmico é mais alta. Portanto, um processo de reaquecimento para aquecer o trilho pode ser fornecido antes do processo de tratamento térmico. No processo de tratamento térmico, o trilho é fixado com um dispositivo de retenção, tal como um fixador, e, então, uma porção de cabeça, uma porção de pé, e, quando necessário, uma porção abdominal são resfriadas forçadamente com o uso de um meio de resfriamento, tal como ar, água e névoa. No processo de tratamento térmico, o resfriamento forçado é realizado usualmente até a temperatura da porção de cabeça alcançar 650 °C ou menos.[0005] Furthermore, when the rail is required to have wear resistance, the rail is subjected to heat treatment by the heat treatment apparatus (heat treatment process) subsequent to the hot rolling process. In this document, wear resistance improves when the initial heat treatment temperature is higher. Therefore, a reheat process to heat the rail can be provided before the heat treatment process. In the heat treatment process, the rail is fixed with a retaining device such as a clamp, and then a head portion, a foot portion, and, when necessary, an abdominal portion are forcibly cooled with the use of a cooling medium, such as air, water, and mist. In the heat treatment process, forced cooling is usually carried out until the temperature of the head portion reaches 650 °C or less.

[0006] Após isso, a retenção do trilho pelo fixador é liberada, e, então, o trilho é transportado para um leito de resfriamento. No leito de resfriamento, o trilho é resfriado até a temperatura alcançar 100 °C ou menos.[0006] After this, the rail's retention by the fastener is released, and then the rail is transported to a cooling bed. In the cooling bed, the rail is cooled until the temperature reaches 100 °C or less.

[0007] Por exemplo, um trilho para ser usado sob ambientes severos, tais como locais de mineração de recursos naturais, tal como carvão, é requerido ter alta resistência ao desgaste e alta tenacidade. Portanto, quando o trilho para ser usado sob ambientes severos é fabricado, o processo de tratamento térmico descrito acima é exigido. No entanto, quando o trilho fabricado pelo processo descrito acima é submetido a processamento, tal como processamento de dobragem, por exemplo, posteriormente, o processamento se torna difícil de realizar em alguns casos devido ao fato de que o trilho é endurecido excessivamente quando submetido a tratamento térmico, para que a ductilidade diminua. Portanto, um trilho com alta dureza e excelente ductilidade tem sido demandado.[0007] For example, a rail to be used under harsh environments, such as mining sites for natural resources, such as coal, is required to have high wear resistance and high toughness. Therefore, when rail for use under harsh environments is manufactured, the heat treatment process described above is required. However, when the rail manufactured by the process described above is subjected to processing, such as bending processing, for example, subsequently, the processing becomes difficult to carry out in some cases due to the fact that the rail is excessively hardened when subjected to heat treatment, so that the ductility decreases. Therefore, a rail with high hardness and excellent ductility has been demanded.

[0008] Por exemplo, o Documento de Patente 1 revela um método que inclui definir a temperatura de laminação em laminação de acabamento em uma faixa de temperatura de ponto de transformação de Ar3 a 900 °C, e, então, realizar resfriamento acelerado de um trilho para pelo menos 550 °C em uma taxa de resfriamento de 2 a 30 °C/s dentro de 150 s após o fim da laminação de acabamento para, desse modo, aumentar a ductilidade do trilho.[0008] For example, Patent Document 1 discloses a method that includes setting the rolling temperature in finishing rolling in a transformation point temperature range of Ar3 to 900 °C, and then performing accelerated cooling of a rail to at least 550 °C at a cooling rate of 2 to 30 °C/s within 150 s after the end of finish rolling to thereby increase the ductility of the rail.

[0009] Além disso, o Documento de Patente 2 revela um método que inclui realizar laminação em uma taxa de redução de área de 10% ou mais em uma faixa de temperatura de 800 °C ou menos em laminação a quente para, desse modo, melhorar a ductilidade de um trilho.[0009] Furthermore, Patent Document 2 discloses a method that includes performing rolling at an area reduction rate of 10% or more in a temperature range of 800°C or less in hot rolling to thereby improve the ductility of a rail.

LIST OF QUOTES PATENT DOCUMENTS

[0010] Documento de Patente 1 JP 2013-14847 A[0010] Patent Document 1 JP 2013-14847 A

[0011] Documento de Patente 2 JP 62-127453 A[0011] Patent Document 2 JP 62-127453 A

SUMMARY OF THE INVENTION PROBLEMS TO BE SOLVED

[0012] No entanto, o método descrito no Documento de Patente 1 tem um problema de que o controle de temperatura para uma porção de pé de um trilho não é realizado, e, portanto, a ductilidade da porção de pé não melhora.[0012] However, the method described in Patent Document 1 has a problem that temperature control for a foot portion of a rail is not realized, and therefore the ductility of the foot portion does not improve.

[0013] O método descrito no Documento de Patente 2 tem um problema de que as condições de ajuste de temperatura na laminação para uma porção de pé de um trilho não são especificadas, e, portanto, a ductilidade da porção de pé não melhora.[0013] The method described in Patent Document 2 has a problem that the temperature adjustment conditions in the rolling for a foot portion of a rail are not specified, and therefore the ductility of the foot portion does not improve.

[0014] Então, a presente invenção foi feita com enfoque nos problemas descritos acima. É um objetivo da presente invenção fornecer um método e um aparelho para fabricação de um trilho que tenha alta ductilidade tanto em uma porção de cabeça como em uma porção de pé.[0014] Therefore, the present invention was made focusing on the problems described above. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for manufacturing a rail that has high ductility in both a head portion and a foot portion.

SOLUTION TO THE PROBLEM

[0015] A fim de alcançar o objetivo, um método para fabricação de um trilho de acordo com um aspecto da presente invenção inclui laminar a quente um material de trilho de aço aquecido, ajustar a temperatura resfriando-se o material de trilho de aço laminado a quente, processar o material de trilho de aço submetido ao ajuste de temperatura em um formato de trilho por meio de laminação com temperatura ajustada em uma taxa de redução de área de 20% ou mais, e, ao ajustar a temperatura do material de trilho de aço, resfriar a temperatura de superfície de porções do material de trilho de aço equivalentes a uma porção de cabeça e a uma porção de pé do formato de trilho para 500 °C ou mais e 1000 °C ou menos.[0015] In order to achieve the objective, a method for manufacturing a rail according to an aspect of the present invention includes hot rolling a heated steel rail material, adjusting the temperature by cooling the rolled steel rail material hot, process the steel rail material subjected to temperature adjustment into a rail shape through temperature-adjusted rolling at an area reduction rate of 20% or more, and, when adjusting the temperature of the rail material of steel, cool the surface temperature of portions of the steel rail material equivalent to a head portion and a foot portion of the rail shape to 500°C or more and 1000°C or less.

[0016] Um aparelho para fabricação de um trilho de acordo com um aspecto da presente invenção tem pelo menos um primeiro laminador que lamina um material de trilho de aço, um dispositivo de resfriamento que ajusta uma temperatura resfriando-se o material de trilho de aço laminado pelo primeiro laminador, e pelo menos um segundo laminador que processa o material de trilho de aço submetido ao ajuste de temperatura em um formato de trilho por meio de laminação com temperatura ajustada em uma taxa de redução de área de 20% ou mais, em que o dispositivo de resfriamento resfria a temperatura de superfície de porções do material de trilho de aço equivalentes a uma porção de cabeça e a uma porção de pé do formato de trilho para 500°C ou mais e 1000°C ou menos.[0016] An apparatus for manufacturing a rail according to one aspect of the present invention has at least a first rolling mill that rolls a steel rail material, a cooling device that sets a temperature by cooling the steel rail material rolled by the first rolling mill, and at least a second rolling mill that processes the temperature-adjusted steel rail material into a rail shape through temperature-adjusted rolling at an area reduction rate of 20% or more, in that the cooling device cools the surface temperature of portions of the steel rail material equivalent to a head portion and a foot portion of the rail shape to 500°C or more and 1000°C or less.

ADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE INVENTION

[0017] De acordo com o método e o aparelho para fabricação de um trilho de acordo com a presente invenção, um trilho que tem alta ductilidade tanto em uma porção de cabeça como em uma porção de pé é capaz de ser ser fabricado.[0017] According to the method and apparatus for manufacturing a rail according to the present invention, a rail that has high ductility in both a head portion and a foot portion is capable of being manufactured.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0018] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um aparelho para fabricação de um trilho de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0018] Figure 1 is a schematic view illustrating an apparatus for manufacturing a track in accordance with an embodiment of the present invention;

[0019] a Figura 2 é uma vista em corte transversal que ilustra um dispositivo de resfriamento de desbaste de uma modalidade da presente invenção;[0019] Figure 2 is a cross-sectional view illustrating a grinding cooling device of an embodiment of the present invention;

[0020] a Figura 3 é uma vista esquemática que ilustra um aparelho de tratamento térmico de uma modalidade da presente invenção;[0020] Figure 3 is a schematic view illustrating a heat treatment apparatus of an embodiment of the present invention;

[0021] a Figura 4 é uma vista em corte transversal que ilustra cada porção de um trilho;[0021] Figure 4 is a cross-sectional view illustrating each portion of a track;

[0022] a Figura 5 é uma vista explicativa que ilustra as posições de coleta de peças de teste de tração avaliadas nos exemplos; e[0022] Figure 5 is an explanatory view illustrating the collection positions of tensile test pieces evaluated in the examples; It is

[0023] a Figura 6 é uma vista explicativa que ilustra as posições em que um teste de dureza Brinell avaliado nos exemplos é realizado.[0023] Figure 6 is an explanatory view illustrating the positions in which a Brinell hardness test evaluated in the examples is performed.

DESCRIPTION OF MODALITIES

[0024] Doravante, aspectos para realizar a presente invenção (doravante também denominada como "modalidade") são descritos em detalhes com referência aos desenhos. Na descrição a seguir, % para componentes químicos significa % em massa.[0024] Hereinafter, aspects for carrying out the present invention (hereinafter also referred to as "embodiment") are described in detail with reference to the drawings. In the following description, % for chemical components means % by mass.

MANUFACTURING APPARATUS SETUP

[0025] Primeiro, um aparelho de fabricação 1 de um trilho 9 de acordo com uma modalidade da presente invenção é descrito em referência à Figura 1 à Figura 4. O aparelho de fabricação de trilho 1 de acordo com essa modalidade é uma linha de laminação que tem um forno de aquecimento 2, um laminador desbastador 3A, um laminador de acabamento 3B, um dispositivo de resfriamento de desbaste 4, um dispositivo de resfriamento de acabamento 5, um dispositivo de reaquecimento 6, um aparelho de tratamento térmico 7 e um leito de resfriamento 8.[0025] First, a rail manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is described with reference to Figure 1 to Figure 4. The rail manufacturing apparatus 1 according to this embodiment is a rolling line which has a heating furnace 2, a roughing mill 3A, a finishing mill 3B, a roughing cooling device 4, a finishing cooling device 5, a reheating device 6, a heat treatment apparatus 7 and a bed cooling 8.

[0026] O trilho 9 é fabricado por laminação e tratamento térmico de um material de trilho de aço, tal como um tarugo fundido continuamente, pelo aparelho de fabricação 1. Conforme ilustrado na Figura 4, o trilho 9 se estende na direção de largura vista em um corte transversal perpendicular à direção longitudinal e tem uma porção de cabeça 91 e uma porção de pé 93 uma voltada para a outra na direção vertical e uma porção abdominal 92 que conecta a porção de cabeça 91 disposta no lado superior e a porção de pé 93 disposta no lado inferior e que se estende na direção vertical. Como o trilho 9, aço contendo a composição de componentes químicos a seguir é utilizável, por exemplo.[0026] Rail 9 is manufactured by rolling and heat treating a steel rail material, such as a continuously cast billet, by manufacturing apparatus 1. As illustrated in Figure 4, rail 9 extends in the direction of viewed width in a transverse section perpendicular to the longitudinal direction and has a head portion 91 and a foot portion 93 facing each other in the vertical direction and an abdominal portion 92 which connects the head portion 91 disposed on the upper side and the foot portion 93 arranged on the lower side and extending in the vertical direction. Like rail 9, steel containing the following chemical component composition is usable, for example.

[0027] C: 0,60% ou mais e 1,05% ou menos[0027] C: 0.60% or more and 1.05% or less

[0028] C (carbono) é um elemento importante que forma cementita para aumentar a dureza e a resistibilidade e aumenta a resistência ao desgaste em um trilho de aço perlítico. No entanto, quando o teor é de menos do que 0,60%, esses efeitos são baixos. Portanto, o limite inferior é, preferencialmente, definido para 0,60% e, mais preferencialmente, definido para 0,70% ou mais. Por outro lado, o teor excessivo de C provoca um aumento na quantidade de cementita, e, portanto, um aumento na dureza e na resistibilidade é previsto, mas, contrariamente, a ductilidade diminui. O aumento no teor de C estende a faixa de temperatura de uma zona y+θ e promove o amolecimento de uma zona afetada por calor de soldagem. Considerando-se esses efeitos adversos, o limite superior do teor de C é, preferencialmente, definido para 1,05% e, mais preferencialmente, definido como 0,97% ou menos.[0028] C (carbon) is an important element that forms cementite to increase hardness and strength and increases wear resistance in a pearlitic steel rail. However, when the content is less than 0.60%, these effects are low. Therefore, the lower limit is preferably set to 0.60% and more preferably set to 0.70% or more. On the other hand, excessive C content causes an increase in the amount of cementite, and therefore an increase in hardness and strength is predicted, but, conversely, ductility decreases. The increase in C content extends the temperature range of a y+θ zone and promotes softening of a zone affected by welding heat. Considering these adverse effects, the upper limit of the C content is preferably set to 1.05% and, more preferably, set to 0.97% or less.

[0029] Si: 0,1% ou mais e 1,5% ou menos[0029] Si: 0.1% or more and 1.5% or less

[0030] Si (silício) é adicionado como um desoxidante e para reforçar a estrutura de perlita. Quando o teor é de menos do que 0,1%, esses efeitos são baixos. Portanto, o teor de Si é, preferencialmente, de 0,1% ou mais e, mais preferencialmente, de 0,2% ou mais. Por outro lado, o teor excessivo de Si promove descarbonização e promove a geração de falhas de superfície do trilho 9, e, portanto, o limite superior do teor de Si é, preferencialmente, definido como 1,5% e, mais preferencialmente, 1,3% ou menos.[0030] Si (silicon) is added as a deoxidizer and to reinforce the pearlite structure. When the content is less than 0.1%, these effects are low. Therefore, the Si content is preferably 0.1% or more, and more preferably 0.2% or more. On the other hand, excessive Si content promotes decarbonization and promotes the generation of surface flaws of rail 9, and therefore the upper limit of Si content is preferably set to 1.5%, and more preferably 1. .3% or less.

[0031] Mn: 0,01% ou mais e 1,5% ou menos[0031] Mn: 0.01% or more and 1.5% or less

[0032] Mn (manganês) tem um efeito de reduzir a temperatura de transformação de perlita e densificar os intervalos de lamela de perlita, e, portanto, o Mn é eficaz para manter alta dureza até uma região interna do trilho. Quando o teor é de menos do que 0,01%, o efeito é baixo. Portanto, o teor de Mn é, preferencialmente, 0,01% ou mais e, mais preferencialmente, 0,3% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Mn excede 1,5%, a temperatura de transformação de equilíbrio (TE) de perlita é reduzida e ocorre transformação de martensita facilmente na estrutura. Portanto, o limite superior do teor de Mn é, preferencialmente, definido para 1,5% e, mais preferencialmente, definido para 1,3% ou menos.[0032] Mn (manganese) has an effect of reducing the pearlite transformation temperature and densifying the pearlite lamella gaps, and therefore Mn is effective in maintaining high hardness up to an internal region of the rail. When the content is less than 0.01%, the effect is low. Therefore, the Mn content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.3% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 1.5%, the equilibrium transformation temperature (TE) of pearlite is reduced and martensite transformation occurs easily in the structure. Therefore, the upper limit of the Mn content is preferably set to 1.5% and, more preferably, set to 1.3% or less.

[0033] P: 0,035% ou menos[0033] P: 0.035% or less

[0034] Quando o teor de P (fósforo) excede 0,035%, a tenacidade e a ductilidade são diminuídas. Portanto, o teor de P é, preferencialmente, suprimido para 0,035% ou menos e, mais preferencialmente, limitado a 0,025% ou menos. Quando refinamento especial e similar são realizados a fim de reduzir o teor de P tanto quanto possível, o aumento de custo na fusão é provocado. Portanto, o limite inferior é, preferencialmente, definido para 0,001%.[0034] When the P (phosphorus) content exceeds 0.035%, toughness and ductility are decreased. Therefore, the P content is preferably suppressed to 0.035% or less and, more preferably, limited to 0.025% or less. When special and similar refinements are carried out in order to reduce the P content as much as possible, the cost increase in smelting is caused. Therefore, the lower limit is preferably set to 0.001%.

[0035] S: 0,030% ou menos[0035] S: 0.030% or less

[0036] S (enxofre) se estende na direção de laminação para formar MnS grosso que reduz a ductilidade e a tenacidade. Portanto, o teor de S é, preferencialmente, suprimido para 0,030% ou menos e, mais preferencialmente, suprimido a 0,015% ou menos. A fim de reduzir o teor S tanto quanto possível, o aumento de custo na fusão, tal como um aumento em tempo de processamento de fusão e um fluxo, é notável. Portanto, o limite inferior é, preferencialmente, definido para 0,0005%.[0036] S (sulfur) extends in the rolling direction to form thick MnS that reduces ductility and toughness. Therefore, the S content is preferably suppressed to 0.030% or less, and more preferably suppressed to 0.015% or less. In order to reduce the S content as much as possible, the cost increase in melting, such as an increase in melt processing time and flow, is notable. Therefore, the lower limit is preferably set to 0.0005%.

[0037] Cr: 0,1% ou mais e 2,0% ou menos[0037] Cr: 0.1% or more and 2.0% or less

[0038] Cr (cromo) aumenta a temperatura de transformação de equilíbrio (TE) e contribui para a miniaturização dos intervalos de lamela de perlita para aumentar a dureza e a resistibilidade. Além disso, o uso de Cr em combinação com Sb é eficaz para inibição da geração de uma camada descarbonizada. Portanto, quando Cr é composto, o teor é, preferencialmente, definido para 0,1% ou mais e, mais preferencialmente, definido para 0,2% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Cr excede 2,0%, uma possibilidade da geração de defeitos de soldagem aumenta, as propriedades de arrefecimento brusco aumentam, e a geração de martensita é promovida. Portanto, o limite superior do teor de Cr é, preferencialmente, definido para 2,0%, e, mais preferencialmente, definido para 1,5% ou menos.[0038] Cr (chromium) increases the equilibrium transformation temperature (TE) and contributes to the miniaturization of pearlite lamella gaps to increase hardness and resistivity. Furthermore, the use of Cr in combination with Sb is effective in inhibiting the generation of a decarbonized layer. Therefore, when Cr is compounded, the content is preferably set to 0.1% or more, and more preferably set to 0.2% or more. On the other hand, when the Cr content exceeds 2.0%, the possibility of generating welding defects increases, the quenching properties increase, and the generation of martensite is promoted. Therefore, the upper limit of the Cr content is preferably set to 2.0%, and more preferably set to 1.5% or less.

[0039] O teor total de Si e Cr é, desejavelmente, definido para 2,0% ou menos. Isso é devido ao fato de que, quando o teor total de Si e Cr excede 2,0%, a adesividade de uma carepa aumenta, e, portanto, a descamação da carepa pode ser inibida e a descarbonização pode ser promovida.[0039] The total content of Si and Cr is desirably set to 2.0% or less. This is due to the fact that when the total content of Si and Cr exceeds 2.0%, the adhesiveness of scale increases, and therefore scale scaling can be inhibited and decarbonization can be promoted.

[0040] Sb: 0,005% ou mais e 0,5 ou menos[0040] Sb: 0.005% or more and 0.5 or less

[0041] Quando um material de trilho de aço é aquecido com um forno de aquecimento, Sb (antimônio) tem um efeito notável de impedir a descarbonização durante o aquecimento. Em particular, quando Sb é adicionado juntamente com Cr, um efeito de reduzir uma camada descarbonizada é demonstrado quando o teor de Sb é 0,005% ou mais. Portanto, quando Sb é composto, o teor é, preferencialmente, 0,005% ou mais e, mais preferencialmente, 0,01% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Sb excede 0,5%, o efeito é saturado. Portanto, o limite superior é, preferencialmente, definido para 0,5% e, mais preferencialmente, definido para 0,3% ou menos.[0041] When a steel rail material is heated with a heating furnace, Sb (antimony) has a notable effect of preventing decarbonization during heating. In particular, when Sb is added together with Cr, an effect of reducing a decarbonized layer is demonstrated when the Sb content is 0.005% or more. Therefore, when Sb is compounded, the content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.01% or more. On the other hand, when the Sb content exceeds 0.5%, the effect is saturated. Therefore, the upper limit is preferably set to 0.5% and more preferably set to 0.3% or less.

[0042] Além da composição química descrita acima, um ou dois ou mais elementos dentre Cu: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos, Ni: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, Mo: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, V: 0,001% ou mais e 0,15% ou menos, e Nb: 0,001% ou mais e 0,030% ou menos podem ser compostos.[0042] In addition to the chemical composition described above, one or two or more elements from Cu: 0.01% or more and 1.0% or less, Ni: 0.01% or more and 0.5% or less, Mo : 0.01% or more and 0.5% or less, V: 0.001% or more and 0.15% or less, and Nb: 0.001% or more and 0.030% or less can be compounded.

[0043] Cu: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos[0043] Cu: 0.01% or more and 1.0% or less

[0044] Cu (cobre) é um elemento capaz de aumentar adicionalmente a dureza por fortalecimento da solução de sólido. Cu é também eficaz para controle de descarbonização. A fim de esperar o efeito, o teor de Cu é, preferencialmente, 0,01% ou mais e, mais preferencialmente, 0,05% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Cu excede 1,0%, rachaduras de superfície devido à fragilização em fundição e laminação contínuas são geradas facilmente. Portanto, o limite superior do teor de Cu é, preferencialmente, definido para 1,0% e, mais preferencialmente, definido para 0,6% ou menos.[0044] Cu (copper) is an element capable of additionally increasing hardness by strengthening the solid solution. Cu is also effective for decarbonization control. In order to expect the effect, the Cu content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.05% or more. On the other hand, when the Cu content exceeds 1.0%, surface cracks due to embrittlement in continuous casting and rolling are easily generated. Therefore, the upper limit of the Cu content is preferably set to 1.0% and, more preferably, set to 0.6% or less.

[0045] Ni: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos[0045] Ni: 0.01% or more and 0.5% or less

[0046] Ni (níquel) é um elemento eficaz para aumentar a tenacidade e a ductilidade. Ademais, adicionando-se Ni em combinação com Cu, o Ni é um elemento eficaz também para impedir rachaduras de Cu. Portanto, é preferencial adicionar Ni quando se adiciona Cu. No entanto, quando o teor de Ni é menor do que 0,01%, esses efeitos não são obtidos. Portanto, o limite inferior é, preferencialmente, definido para 0,01% e, mais preferencialmente, definido para 0,05% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Ni excede 0,5%, a temperabilidade aumenta excessivamente e a geração de uma martensita é promovida. Portanto, o limite superior é, preferencialmente, definido para 0,5% e, mais preferencialmente, definido para 0,3% ou menos.[0046] Ni (nickel) is an effective element for increasing toughness and ductility. Furthermore, by adding Ni in combination with Cu, Ni is also an effective element to prevent Cu from cracking. Therefore, it is preferred to add Ni when adding Cu. However, when the Ni content is less than 0.01%, these effects are not obtained. Therefore, the lower limit is preferably set to 0.01% and, more preferably, set to 0.05% or more. On the other hand, when the Ni content exceeds 0.5%, the hardenability increases excessively and the generation of a martensite is promoted. Therefore, the upper limit is preferably set to 0.5% and more preferably set to 0.3% or less.

[0047] Mo: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos[0047] Mo: 0.01% or more and 0.5% or less

[0048] Mo (molibdênio) é um elemento eficaz para aumentar a resistibilidade. Quando o teor é menor do que 0,01%, o efeito é baixo. Portanto, o limite inferior é, preferencialmente, definido para 0,01% e, mais preferencialmente, definido para 0,05% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Mo excede 0,5%, a temperabilidade aumenta e uma martensita é gerada, e, portanto, a tenacidade e a ductilidade diminuem extremamente. Portanto, o limite superior do teor de Mo é, preferencialmente, definido para 0,5% e, mais preferencialmente, definido para 0,3% ou menos.[0048] Mo (molybdenum) is an effective element for increasing resistivity. When the content is less than 0.01%, the effect is low. Therefore, the lower limit is preferably set to 0.01% and, more preferably, set to 0.05% or more. On the other hand, when the Mo content exceeds 0.5%, the hardenability increases and a martensite is generated, and therefore the toughness and ductility decrease extremely. Therefore, the upper limit of the Mo content is preferably set to 0.5% and, more preferably, set to 0.3% or less.

[0049] V: 0,001% ou mais e 0,15% ou menos[0049] V: 0.001% or more and 0.15% or less

[0050] V (vanádio) é um elemento que forma VC, VN, ou similares e é minuciosamente precipitado em ferrita para contribuir para um aumento na resistibilidade através do fortalecimento de precipitação da ferrita. Ademais, V também funciona como um local de captura de hidrogênio, e, desse modo, um efeito de impedir fratura tardia também é previsto. Para esse fim, o teor de V é, preferencialmente, 0,001% ou mais e, mais preferencialmente, 0,005% ou mais. Por outro lado, quando V é adicionado em uma proporção que excede 0,15%, o custo da liga aumenta extremamente ao mesmo tempo em que os efeitos são saturados. Portanto, o limite superior é, preferencialmente, definido para 0,15% e, mais preferencialmente, definido para 0,12% ou menos.[0050] V (vanadium) is an element that forms VC, VN, or similar and is minutely precipitated in ferrite to contribute to an increase in resistivity through strengthening ferrite precipitation. Furthermore, V also functions as a hydrogen capture site, and thus an effect of preventing late fracture is also predicted. For this purpose, the V content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.005% or more. On the other hand, when V is added in a proportion that exceeds 0.15%, the cost of the alloy increases extremely while the effects are saturated. Therefore, the upper limit is preferably set to 0.15% and, more preferably, set to 0.12% or less.

[0051] Nb: 0,001% ou mais e 0,030% ou menos[0051] Nb: 0.001% or more and 0.030% or less

[0052] Nb (nióbio) aumenta a temperatura de não recristalização de austenita e é eficaz para miniaturizar a colônia ou o tamanho de bloco de perlita pela introdução de tensão de processamento na austenita na laminação. Portanto, o Nb é um elemento eficaz para um melhoramento de ductilidade e tenacidade. A fim de obter o efeito, o teor de Nb é, preferencialmente, 0,001% ou mais e, mais preferencialmente, 0,003% ou mais. Por outro lado, quando o teor de Nb excede 0,030%, carbonitretro de Nb é cristalizado em um processo de solidificação na fundição de um material de trilho de aço para reduzir a limpeza. Portanto, o limite superior é, preferencialmente, definido para 0,030% e, mais preferencialmente, definido para 0,025% ou menos.[0052] Nb (niobium) increases the non-recrystallization temperature of austenite and is effective for miniaturizing the colony or block size of pearlite by introducing processing stress into the austenite in rolling. Therefore, Nb is an effective element for improving ductility and toughness. In order to obtain the effect, the Nb content is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.003% or more. On the other hand, when the Nb content exceeds 0.030%, Nb carbonitretro is crystallized in a solidification process in the casting of a steel rail material to reduce cleaning. Therefore, the upper limit is preferably set to 0.030% and, more preferably, set to 0.025% or less.

[0053] Os excedentes além dos componentes descritos acima incluem Fe (ferro) e impurezas inevitáveis. Como as impurezas inevitáveis, a mistura de N (nitrogênio) até 0,015%, a mistura de O (oxigênio) até 0,004%, e a mistura de H (hidrogênio) até 0,0003% são aceitáveis. A fim de impedir uma redução em propriedades de fadiga de laminação devido a AlN ou TiN duro, o teor de Al é, desejavelmente, definido para 0,001% ou menos e o teor de Ti é, desejavelmente, definido para 0,001% ou menos.[0053] Surpluses beyond the components described above include Fe (iron) and unavoidable impurities. As the inevitable impurities, N (nitrogen) mixture up to 0.015%, O (oxygen) mixture up to 0.004%, and H (hydrogen) mixture up to 0.0003% are acceptable. In order to prevent a reduction in rolling fatigue properties due to hard AlN or TiN, the Al content is desirably set to 0.001% or less and the Ti content is desirably set to 0.001% or less.

[0054] O forno de aquecimento 2 é um forno de aquecimento do tipo contínuo ou tipo lote e aquece materiais de trilho de aço, tal como um tarugo fundido continuamente, para uma temperatura predeterminada.[0054] The heating furnace 2 is a continuous-type or batch-type heating furnace and heats steel rail materials, such as a molten billet continuously, to a predetermined temperature.

[0055] O laminador desbastador 3A é um laminador universal que lamina a quente um material de aço em uma taxa de redução de área predeterminada e dois ou mais dos laminadores desbastadores 3A são fornecidos. No exemplo ilustrado na Figura 1, o aparelho de fabricação 1 tem n peças de laminadores desbastadores 3A1 a 3An. O dispositivo de resfriamento de desbaste 4 é fornecido entre um k-ésimo laminador desbastador 3Ak e um K+1-ésimo laminador desbastador 3Ak+1 entre os laminadores desbastadores 3A1 a 3An ao longo da direção de transporte do trilho 9.[0055] The 3A rough rolling mill is a universal rolling mill that hot rolls a steel material at a predetermined area reduction rate and two or more of the 3A rough rolling mills are provided. In the example illustrated in Figure 1, manufacturing apparatus 1 has n rough rolling mill parts 3A1 to 3An. The roughing cooling device 4 is provided between a kth rough rolling mill 3Ak and a K+1th rough rolling mill 3Ak+1 between the rough rolling mills 3A1 to 3An along the transport direction of the rail 9.

[0056] O laminador de acabamento 3B é um laminador universal que lamina a quente adicionalmente o trilho laminado desbastado 9 para, desse modo, finalmente processar o mesmo em um formato de trilho desejado. Nessa modalidade, a taxa de redução de área do trilho 9 a ser laminado a partir do k+1-ésimo laminador desbastador 3Ak+1 ao laminador de acabamento 3B como o processo de laminação após o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 é definida para 20% ou mais. No presente documento, a taxa de redução de área nessa modalidade mostra a taxa de redução de área de uma área de corte transversal perpendicular à direção longitudinal do material de trilho de aço e mostra a razão da quantidade de redução entre a área de corte transversal com a laminação e a área de corte transversal antes da laminação do tarugo e similares.[0056] The finishing mill 3B is a universal mill that additionally hot-rolls the rough rolled rail 9 to thereby finally process it into a desired rail shape. In this embodiment, the area reduction rate of the rail 9 to be rolled from the k+1th roughing mill 3Ak+1 to the finishing mill 3B as the rolling process after the roughing cooling device 4 is set to 20 % or more. In this document, the area reduction rate in this embodiment shows the area reduction rate of a cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the steel rail material and shows the ratio of the amount of reduction between the cross-sectional area with the rolling and cross-sectional area before rolling the billet and the like.

[0057] O dispositivo de resfriamento de desbaste 4 tem um bocal de resfriamento de porção de cabeça 41, um bocal de resfriamento de porção de pé 42, um termômetro de porção de cabeça 43, um termômetro de porção de pé 44, uma mesa de transporte 45, guias 46a e 46b, e uma unidade de controle 47 conforme ilustrado na Figura 2.[0057] The thinning cooling device 4 has a head portion cooling nozzle 41, a foot portion cooling nozzle 42, a head portion thermometer 43, a foot portion thermometer 44, a transport 45, guides 46a and 46b, and a control unit 47 as illustrated in Figure 2.

[0058] O bocal de resfriamento de porção de cabeça 41 resfria a porção de cabeça 91 do trilho 9 ejetando-se um meio de resfriamento para a porção de cabeça 91. O bocal de resfriamento de porção de pé 42 resfria a porção de pé 93 do trilho 9 ejetando-se um meio de resfriamento para a porção de pé 93. O meio de resfriamento ejetado a partir do bocal de resfriamento de porção de cabeça 41 e do bocal de resfriamento de porção de pé 42 é água de pulverização. O bocal de resfriamento de porção de cabeça 41 e o bocal de resfriamento de porção de pé 42 são fornecidos acima da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93, respectivamente, no lado de direção positiva do eixo y e ejetam um meio de resfriamento para cada uma dentre a porção de cabeça 91 e a porção de pé 93 com uma inclinação na direção axial y. Ademais, dois ou mais dentre os bocais de resfriamento de porção de cabeça 41 e os bocais de resfriamento de porção de pé 42 são fornecidos ao longo da direção do eixo z perpendicular ao plano x-y como a direção longitudinal do trilho 9.[0058] The head portion cooling nozzle 41 cools the head portion 91 of the rail 9 by ejecting a cooling medium into the head portion 91. The foot portion cooling nozzle 42 cools the foot portion 93 from the rail 9 ejecting a cooling medium into the foot portion 93. The cooling medium ejected from the head portion cooling nozzle 41 and the foot portion cooling nozzle 42 is spray water. The head portion cooling nozzle 41 and the foot portion cooling nozzle 42 are provided above the head portion 91 and the foot portion 93, respectively, on the positive direction side of the y-axis and eject a cooling medium to each of the head portion 91 and the foot portion 93 with an inclination in the axial y direction. Furthermore, two or more of the head portion cooling nozzles 41 and the foot portion cooling nozzles 42 are provided along the direction of the z axis perpendicular to the x-y plane as the longitudinal direction of the rail 9.

[0059] O termômetro de porção de cabeça 43 e o termômetro de porção de pé 44 são termômetros sem contato que medem a temperatura de superfície de cada uma dentre a porção de cabeça 91 e a porção de pé 93 do trilho 9, respectivamente, para as quais o meio de resfriamento é ejetado e são fornecidas voltadas para a porção de cabeça 91 e a porção de pé 93, respectivamente, na direção do eixo x. Os resultados de medição do termômetro de porção de cabeça 43 e do termômetro de porção de pé 44 são transmitidos para a unidade de controle 47.[0059] The head portion thermometer 43 and the foot portion thermometer 44 are non-contact thermometers that measure the surface temperature of each of the head portion 91 and the foot portion 93 of the rail 9, respectively, to which the cooling medium is ejected and are provided facing the head portion 91 and the foot portion 93, respectively, in the x-axis direction. The measurement results from the head portion thermometer 43 and the foot portion thermometer 44 are transmitted to the control unit 47.

[0060] A mesa de transporte 45 é um rolo de transporte que se estende na direção do eixo x e duas ou mais mesas de transporte 45 são fornecidas lado a lado ao longo da direção do eixo z. As guias 46a e 46b são membros semelhantes à placa e são fornecidas se estendendo na direção do eixo z. As guias 46a e 46b são dispostas individualmente no lado superior em relação à mesa de transporte 45 no lado de direção positiva do eixo y e em ambos os lados de extremidade na direção longitudinal da mesa de transporte 45. Além disso, as guias 46a e 46b são adicionalmente dotadas de aberturas 461a e 461b nas posições onde o termômetro de porção de cabeça 43 e o termômetro de porção de pé 44 são dispostos, respectivamente.[0060] The transport table 45 is a transport roller extending in the x-axis direction and two or more transport tables 45 are provided side by side along the z-axis direction. Guides 46a and 46b are plate-like members and are provided extending in the z-axis direction. Guides 46a and 46b are arranged individually on the upper side relative to the transport table 45 on the positive y-direction side and on both end sides in the longitudinal direction of the transport table 45. Furthermore, guides 46a and 46b are additionally provided with openings 461a and 461b in the positions where the head portion thermometer 43 and the foot portion thermometer 44 are disposed, respectively.

[0061] A unidade de controle 47 controla as condições do meio de resfriamento ejetado a partir do bocal de resfriamento de porção de cabeça 41 e do bocal de resfriamento de porção de pé 42 com base nos resultados de medição do termômetro de porção de cabeça 43 e do termômetro de porção de pé 44 para, desse modo, resfriar o trilho 9 para uma temperatura de superfície predeterminada. As condições de ejeção do meio de resfriamento incluem a quantidade de ejeção, a pressão de ejeção, a quantidade de umidade, o tempo de ejeção, e similares do meio de resfriamento, por exemplo.[0061] The control unit 47 controls the conditions of the cooling medium ejected from the head portion cooling nozzle 41 and the foot portion cooling nozzle 42 based on the measurement results of the head portion thermometer 43 and the foot portion thermometer 44 to thereby cool the rail 9 to a predetermined surface temperature. The ejection conditions of the cooling medium include the ejection amount, the ejection pressure, the moisture amount, the ejection time, and the like of the cooling medium, for example.

[0062] O dispositivo de resfriamento de desbaste 4 da configuração descrita acima é fornecido entre o k-ésimo laminador desbastador 3Ak e o k+1-ésimo laminador desbastador 3Ak+1 entre a pluralidade de laminadores desbastadores 3A localizados lado a lado na direção de laminação do trilho 9 e controla a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 do trilho 9 a ser laminado pelo k-ésimo laminador desbastador 3Ak.[0062] The roughing cooling device 4 of the above-described configuration is provided between the kth roughing mill 3Ak and the k+1th roughing mill 3Ak+1 among the plurality of roughing mills 3A located side by side in the direction of rolling of the rail 9 and controls the surface temperature of the head portion 91 and the foot portion 93 of the rail 9 to be rolled by the kth roughing mill 3Ak.

[0063] O dispositivo de resfriamento de acabamento 5 é fornecido imediatamente antes do laminador de acabamento 3B e controla a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 do trilho 9 a ser laminado com o laminador de acabamento 3B. O dispositivo de resfriamento de acabamento 5 tem a mesma configuração que aquela do dispositivo de resfriamento de desbaste 4 ilustrado na Figura 2.[0063] The finishing cooling device 5 is provided immediately before the finishing mill 3B and controls the surface temperature of the head portion 91 and the foot portion 93 of the rail 9 to be rolled with the finishing mill 3B. The finishing cooling device 5 has the same configuration as that of the roughing cooling device 4 illustrated in Figure 2.

[0064] O trilho 9 é transportado e laminado com um estado derrubado conforme ilustrado na Figura 2 quando laminado ou resfriado com os laminadores desbastadores 3A, o dispositivo de resfriamento de desbaste 4, o dispositivo de resfriamento de acabamento 5 e o laminador de acabamento 3B.[0064] The rail 9 is transported and rolled with a dropped state as illustrated in Figure 2 when rolled or cooled with the roughing mills 3A, the roughing cooling device 4, the finishing cooling device 5 and the finishing rolling mill 3B .

[0065] O dispositivo de reaquecimento 6 é um dispositivo de aquecimento do tipo de aquecimento por indução e aquece a porção de cabeça 91 do trilho 9 para uma temperatura predeterminada.[0065] The reheating device 6 is an induction heating type heating device and heats the head portion 91 of the rail 9 to a predetermined temperature.

[0066] O aparelho de tratamento térmico 7 tem cabeçotes de resfriamento de porção de cabeça 71a a 71c, um cabeçote de resfriamento de porção de pé 72, um termômetro de porção de cabeça 73, e uma unidade de controle 74 conforme ilustrado na Figura 3. Os cabeçotes de resfriamento de porção de cabeça 71a a 71c são fornecidos voltados para cada uma dentre a superfície superior da cabeça e ambas as superfícies laterais da cabeça da porção de cabeça 91 e resfriam a porção de cabeça 91 ejetando-se um meio de resfriamento para a superfície superior da cabeça e ambas as superfícies laterais da cabeça. O cabeçote de resfriamento de porção de pé 72 é fornecido voltado para a superfície única da pé da porção de pé 93 e resfria a porção de pé 93 ejetando-se um meio de resfriamento para a superfície única da pé. Para o meio de resfriamento ejetado a partir dos cabeçotes de resfriamento de porção de cabeça 71a a 71c e do cabeçote de resfriamento de porção de pé 72, ar, água, névoa, e similares são usados. Dois ou mais dentre os cabeçotes de resfriamento de porção de cabeça 71a a 71c e o cabeçote de resfriamento de porção de pé 72 são fornecidos lado a lado ao longo da direção longitudinal do trilho 9. O termômetro de porção de cabeça 73 é um termômetro do tipo sem contato e mede a temperatura de superfície da porção de cabeça 91. Os resultados de medição de temperatura do termômetro de porção de cabeça 73 são transmitidos para a unidade de controle 74. A unidade de controle 74 controla as condições de ejeção do meio de resfriamento ejetado a partir dos cabeçotes de resfriamento de porção de cabeça 71a a 71c e do cabeçote de resfriamento de porção de pé 72 de acordo com os resultados de medição de temperatura do termômetro de porção de cabeça 73 para, desse modo, controlar a taxa de resfriamento do trilho 9. O aparelho de tratamento térmico 7 da configuração descrita acima resfria o trilho 9 em uma taxa de resfriamento predeterminada até a temperatura de superfície alcançar uma temperatura de superfície predeterminada. O aparelho de tratamento térmico 7 tem um fixador (não ilustrado). O fixador é um dispositivo que retém a porção de pé do trilho 9 segurando o mesmo.[0066] The heat treatment apparatus 7 has head portion cooling heads 71a to 71c, a foot portion cooling head 72, a head portion thermometer 73, and a control unit 74 as illustrated in Figure 3 Head portion cooling heads 71a to 71c are provided facing each of the top surface of the head and both side surfaces of the head of the head portion 91 and cool the head portion 91 by ejecting a cooling medium for the upper surface of the head and both lateral surfaces of the head. The foot portion cooling head 72 is provided facing the single foot surface of the foot portion 93 and cools the foot portion 93 by ejecting a cooling medium to the single foot surface. For the cooling medium ejected from the head portion cooling heads 71a to 71c and the foot portion cooling head 72, air, water, mist, and the like are used. Two or more of the head portion cooling heads 71a to 71c and the foot portion cooling head 72 are provided side by side along the longitudinal direction of the rail 9. The head portion thermometer 73 is a thermometer of the non-contact type and measures the surface temperature of the head portion 91. The temperature measurement results from the head portion thermometer 73 are transmitted to the control unit 74. The control unit 74 controls the ejection conditions of the cooling head ejected from the head portion cooling heads 71a to 71c and the foot portion cooling head 72 in accordance with the temperature measurement results of the head portion thermometer 73 to thereby control the rate of cooling the rail 9. The heat treatment apparatus 7 of the configuration described above cools the rail 9 at a predetermined cooling rate until the surface temperature reaches a predetermined surface temperature. The heat treatment apparatus 7 has a fastener (not shown). The fastener is a device that retains the foot portion of the rail 9 by holding it.

[0067] O leito de resfriamento 8 é um dispositivo que resfria naturalmente o trilho 9 e contém, por exemplo, uma base que sustenta o trilho 9.[0067] The cooling bed 8 is a device that naturally cools the rail 9 and contains, for example, a base that supports the rail 9.

RAIL MANUFACTURING METHOD

[0068] A seguir, um método para fabricação do trilho 9 de acordo com uma modalidade da presente invenção é descrito.[0068] Next, a method for manufacturing the rail 9 according to an embodiment of the present invention is described.

[0069] Primeiro, um tarugo que é um material de trilho de aço fundido por um método de fundição contínuo é enviado para dentro do forno de aquecimento 2 para ser aquecido para alcançar 1100 °C ou mais.[0069] First, a billet which is a steel rail material cast by a continuous casting method is sent into the heating furnace 2 to be heated to reach 1100 °C or more.

[0070] Subsequentemente, o material de trilho de aço aquecido é laminado para ter um formato aproximadamente de trilho pelos laminadores desbastadores 3Aa a 3Ak no lado a montante na direção de transporte em relação ao dispositivo de resfriamento de desbaste 4. Doravante, um material durante a laminação a quente é também denominado como um material de trilho de aço.[0070] Subsequently, the heated steel rail material is rolled to an approximately rail shape by the roughing mills 3Aa to 3Ak on the upstream side in the transport direction relative to the roughing cooling device 4. Hereinafter, a material during Hot rolling is also termed as a steel rail material.

[0071] Além disso, o material de trilho de aço laminado pelos laminadores desbastadores 3Aa a 3Ak é resfriado (ajuste de temperatura) com o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 até a temperatura de superfície de porções equivalentes à porção de cabeça 91 e à porção de pé 93 do trilho 9 alcançarem 500 °C ou mais e 1000 °C ou menos. No presente documento, a unidade de controle 47 controla a quantidade de ejeção, a pressão de ejeção, a quantidade de umidade, o tempo de ejeção, e similares do meio de resfriamento para, desse modo, resfriar o material de trilho de aço.[0071] Furthermore, the steel rail material rolled by the roughing mills 3Aa to 3Ak is cooled (temperature adjustment) with the roughing cooling device 4 to the surface temperature of portions equivalent to the head portion 91 and the portion standing 93 of rail 9 reach 500 °C or more and 1000 °C or less. In this document, the control unit 47 controls the ejection amount, ejection pressure, moisture amount, ejection time, and the like of the cooling medium to thereby cool the steel rail material.

[0072] Devido ao fato de que o material de trilho de aço é aquecido a 1100 °C ou mais, a estrutura inteira é transformada em austenita. Na estrutura de austenita de 1000 °C ou mais, o contorno de grão se move facilmente e ocorre recristalização, de modo que os grãos de cristal são engrossados. Por outro lado, devido ao fato de que a laminação é realizada, tensão é gerada nos grãos de cristal, e, desse modo, os grãos de cristal são divididos, e, então, miniaturizados. No presente documento, quando a temperatura na laminação é 1000 °C ou menos, a recristalização e o engrossamento dos grãos de cristal são difíceis de ocorrer. Portanto, definindo-se a temperatura do material de trilho de aço na laminação para 1000 °C ou menos, o engrossamento dos grãos de cristal miniaturizados pela laminação é difícil de ocorrer.[0072] Due to the fact that the steel rail material is heated to 1100 °C or more, the entire structure is transformed into austenite. In the austenite structure of 1000 °C or more, the grain boundary moves easily and recrystallization occurs, so that the crystal grains are thickened. On the other hand, due to the fact that lamination is carried out, stress is generated in the crystal grains, and thereby the crystal grains are split, and then miniaturized. In the present document, when the rolling temperature is 1000 °C or less, recrystallization and coarsening of crystal grains are difficult to occur. Therefore, by setting the temperature of the steel rail material in rolling to 1000 °C or less, the coarsening of the miniaturized crystal grains by rolling is difficult to occur.

[0073] Quando o material de trilho de aço é resfriado com o dispositivo de resfriamento de desbaste 4, o ajuste de temperatura é, preferencialmente, realizado até que a temperatura de superfície das porções equivalentes à porção de cabeça 91 e à porção de pé 93 alcance 500 °C ou mais e 730 °C ou menos. Quando o material de trilho de aço é resfriado para 730 °C ou menos, a estrutura provoca parcialmente a transformação de perlita. Portanto, a estrutura do material de trilho de aço tem uma estrutura bifásica que contém austenita e perlita não transformadas. Quando a austenita e a perlita são comparadas entre si, o limite de escoamento da austenita é baixo, e, portanto, a maior parte da tensão ocorre nos grãos de austenita e a estrutura na laminação é miniaturizada quando comparada ao caso em que a estrutura na laminação é uma austenita monofásica. O tamanho de colônia e o tamanho de bloco da perlita como a estrutura final são afetados pelo diâmetro do grão de cristal da austenita como a estrutura antes da transformação. Portanto, quando os grãos de austenita são grossos, o tamanho de colônia e o tamanho de bloco da perlita também são aumentados, e, portanto, a ductilidade diminui. Por outro lado, quando os grãos de austenita são finos, o tamanho de colônia e o tamanho de bloco da perlita são miniaturizados, e, portanto, a ductilidade melhora.[0073] When the steel rail material is cooled with the grinding cooling device 4, the temperature adjustment is preferably carried out until the surface temperature of the portions equivalent to the head portion 91 and the foot portion 93 reach 500 °C or more and 730 °C or less. When the steel rail material is cooled to 730 °C or less, the structure partially causes pearlite transformation. Therefore, the structure of steel rail material has a two-phase structure that contains untransformed austenite and pearlite. When austenite and pearlite are compared to each other, the yield strength of austenite is low, and therefore, most of the stress occurs in the austenite grains and the structure in the rolling is miniaturized when compared to the case where the structure in the lamination is a single-phase austenite. The colony size and block size of pearlite as the final structure are affected by the crystal grain diameter of austenite as the structure before transformation. Therefore, when austenite grains are coarse, the colony size and block size of pearlite are also increased, and therefore the ductility decreases. On the other hand, when the austenite grains are fine, the colony size and block size of the pearlite are miniaturized, and therefore the ductility improves.

[0074] Quando a temperatura do trilho 9 na laminação alcança menos do que 500 °C, a estrutura provoca completamente a transformação de perlita, e, portanto, os grãos de austenita não estão presentes. Portanto, o tamanho de colônia e o tamanho de bloco da perlita não são miniaturizados, e, desse modo, um melhoramento de ductilidade não é capaz de ser esperado.[0074] When the temperature of rail 9 in the rolling mill reaches less than 500 °C, the structure completely causes pearlite transformation, and therefore, austenite grains are not present. Therefore, the colony size and block size of pearlite are not miniaturized, and therefore, an improvement in ductility cannot be expected.

[0075] O fenômeno descrito acima ocorre independentemente de porções do trilho 9. Portanto, realizando-se a laminação após o ajuste de temperatura ser realizado nas porções equivalentes à porção de cabeça 91 e à porção de pé 93, um melhoramento de tenacidade e ductilidade é capaz de ser alcançado.[0075] The phenomenon described above occurs independently of portions of the rail 9. Therefore, carrying out rolling after the temperature adjustment is carried out in the portions equivalent to the head portion 91 and the foot portion 93, an improvement in toughness and ductility is capable of being achieved.

[0076] Depois disso, o material de trilho de aço submetido ao ajuste de temperatura com o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 é laminado adicionalmente com os laminadores desbastadores 3Ak+1 a 3An.[0076] After that, the steel rail material subjected to temperature adjustment with the roughing cooling device 4 is further rolled with the roughing rolling mills 3Ak+1 to 3An.

[0077] Subsequentemente, o material de trilho de aço laminado desbastado com os laminadores desbastadores 3A1 a 3A é resfriado com o dispositivo de resfriamento de acabamento 5 quando necessário, e, então, laminado com o laminador de acabamento 3B para ser conformado no trilho 9 de um formato desejado. A laminação nos laminadores desbastadores 3Ak+1 a 3A e no laminador de acabamento 3B após o ajuste de temperatura também é denominada como laminação com temperatura ajustada. A taxa de redução de área do material de trilho de aço a ser submetido à laminação com temperatura ajustada é 20% ou mais. Definindo-se a taxa de redução de área para 20% ou mais, tensão pode ser gerada também no material de trilho de aço, e, portanto, o interior do trilho 9 pode ser miniaturizado. Por outro lado, quando a taxa de redução de área é menor do que 20%, um grande número de tensões é gerado na superfície do material de trilho de aço, mas o número de tensões geradas no interior do material de trilho de aço diminui. Portanto, a miniaturização do interior do trilho 9 se torna difícil de alcançar, de modo que um grau de melhoramento de ductilidade diminui.[0077] Subsequently, the rolled steel rail material roughed with the rough rolling mills 3A1 to 3A is cooled with the finishing cooling device 5 when necessary, and then rolled with the finishing rolling mill 3B to be formed into the rail 9 of a desired format. Rolling in the roughing mills 3Ak+1 to 3A and finishing mill 3B after temperature adjustment is also referred to as temperature-adjusted rolling. The area reduction rate of steel rail material to be subjected to temperature-adjusted rolling is 20% or more. By setting the area reduction rate to 20% or more, stress can also be generated in the steel rail material, and therefore the interior of the rail 9 can be miniaturized. On the other hand, when the area reduction rate is less than 20%, a large number of stresses are generated on the surface of the steel rail material, but the number of stresses generated inside the steel rail material decreases. Therefore, the miniaturization of the interior of the rail 9 becomes difficult to achieve, so that a degree of ductility improvement decreases.

[0078] Além disso, o trilho 9 laminado a quente com os laminadores desbastadores 3A e o laminador de acabamento 3B é transportado para o dispositivo de reaquecimento 6 para ser aquecido até a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 alcançar 730 °C ou mais e 900 °C ou menos.[0078] Furthermore, the hot-rolled rail 9 with the roughing mills 3A and the finishing mill 3B is transported to the reheating device 6 to be heated until the surface temperature of the head portion 91 reaches 730 ° C or more and 900 °C or less.

[0079] Depois disso, o trilho aquecido 9 é transportado para o aparelho de tratamento térmico 7 para ser resfriado forçadamente (tratamento térmico) com o aparelho de tratamento térmico 7 no estado de ser retido pelo fixador até que a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 alcance 600 °C ou menos. No presente documento, a unidade de controle 74 calcula a taxa de resfriamento do trilho 9 a partir dos resultados de medição de temperatura do termômetro de porção de cabeça 73, e, então, controla as condições de ejeção do meio de resfriamento ejetado a partir dos cabeçotes de resfriamento de porção de cabeça 71a a 71c para que a taxa de resfriamento média seja 1 °C/s ou mais e 10 °C/s ou menos. Ademais, a unidade de controle 74 controla as condições de ejeção do meio de resfriamento ejetado a partir do cabeçote de resfriamento de porção de pé 72 de modo a serem as mesmas que qualquer uma das condições de ejeção do meio de resfriamento ejetado a partir dos cabeçotes de resfriamento de porção de cabeça 71a a 71c.[0079] After that, the heated rail 9 is transported to the heat treatment apparatus 7 to be forcibly cooled (heat treatment) with the heat treatment apparatus 7 in the state of being held by the fastener until the surface temperature of the head 91 reach 600 °C or less. In this document, the control unit 74 calculates the cooling rate of the rail 9 from the temperature measurement results of the head portion thermometer 73, and then controls the ejection conditions of the cooling medium ejected from the head portion cooling heads 71a to 71c so that the average cooling rate is 1°C/s or more and 10°C/s or less. Furthermore, the control unit 74 controls the ejection conditions of the cooling medium ejected from the foot portion cooling head 72 to be the same as any of the ejection conditions of the cooling medium ejected from the heads. head portion cooling 71a to 71c.

[0080] Quando a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 é menor do que 730 °C antes do tratamento térmico, a estrutura provoca parcialmente ou inteiramente a transformação de perlita. Antes do tratamento térmico, o trilho 9 é resfriado naturalmente e a taxa de resfriamento é baixa. Portanto, os intervalos de lamela de perlita aumentam. Portanto, realizando-se reaquecimento para que a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 alcance 730 °C ou mais antes do tratamento térmico, a estrutura de perlita é transformada inversamente para a estrutura de austenita, e, desse modo, a estrutura de lamela é capaz de ser formada novamente. Por outro lado, quando a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 é mais alta, o endurecimento da camada descarbonizada na superfície e o endurecimento devido a um melhoramento da taxa de resfriamento no interior do trilho são alcançados, de modo que a resistência ao desgaste é capaz de ser aumentada. No entanto, quando a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 excede 900 °C, o efeito descrito acima é reduzido. Além disso, quando a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 excede 1000 °C, a recristalização e o engrossamento dos grãos de austenita ocorrem, e, desse modo, a temperatura de superfície não é preferencial. Portanto, considerando- se a economia da energia exigida para o reaquecimento e o efeito de melhoramento de resistência ao desgaste, o limite superior da temperatura de superfície no reaquecimento antes do tratamento térmico é, preferencialmente, definido para 900 °C.[0080] When the surface temperature of the head portion 91 is less than 730 °C before heat treatment, the structure partially or entirely causes pearlite transformation. Before heat treatment, rail 9 is naturally cooled and the cooling rate is low. Therefore, pearlite lamella gaps increase. Therefore, by reheating so that the surface temperature of the head portion 91 reaches 730°C or more before heat treatment, the pearlite structure is transformed inversely to the austenite structure, and thus the lamella structure is capable of being formed again. On the other hand, when the surface temperature of the head portion 91 is higher, hardening of the decarbonized layer on the surface and hardening due to an improvement of the cooling rate inside the rail are achieved, so that the wear resistance is capable of being increased. However, when the surface temperature of the head portion 91 exceeds 900 °C, the effect described above is reduced. Furthermore, when the surface temperature of the head portion 91 exceeds 1000 ° C, recrystallization and coarsening of the austenite grains occur, and thus the surface temperature is not preferential. Therefore, considering the saving of energy required for reheating and the effect of improving wear resistance, the upper limit of the surface temperature in reheating before heat treatment is preferably set to 900 °C.

[0081] A fim de alcançar propriedades altas de resistência ao desgaste, a miniaturização dos intervalos de lamela de perlita é eficaz. A fim de alcançar a miniaturização dos intervalos de lamela de perlita, o tratamento térmico em uma taxa de resfriamento alta é exigido. Portanto, o tratamento térmico é, preferencialmente, realizado em uma temperatura de superfície e em uma taxa de resfriamento média dentro das faixas mencionadas. Quando a taxa de resfriamento é menor do que 1 °C/s, os intervalos de lamela de perlita aumentam e a resistência ao desgaste diminui. Por outro lado, quando a taxa de resfriamento excede 10 °C/s, a estrutura de transformação é uma estrutura na qual a tenacidade e a ductilidade diminuem notavelmente, tal como bainita e martensita, e, portanto, a taxa de resfriamento não é preferencial. Nessa modalidade, a taxa de resfriamento média é uma taxa de resfriamento determinada a partir das mudanças de temperatura e do tempo de tratamento térmico do início do tratamento térmico ao fim do tratamento térmico. Portanto, o histórico de aquecimento do início do tratamento térmico ao fim do tratamento térmico também inclui a geração de calor devido à transformação de calor e manutenção isotérmica devido ao tratamento de patente. Quando a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 no fim do tratamento térmico excede 600 °C, a estrutura de lamela é parcialmente esferoidizada após o fim do tratamento térmico, e, portanto, os intervalos de lamela aumentam e a resistência ao desgaste diminui.[0081] In order to achieve high wear resistance properties, miniaturization of pearlite lamella gaps is effective. In order to achieve miniaturization of the pearlite lamella gaps, heat treatment at a high cooling rate is required. Therefore, heat treatment is preferably carried out at a surface temperature and an average cooling rate within the mentioned ranges. When the cooling rate is less than 1 °C/s, the pearlite lamella gaps increase and the wear resistance decreases. On the other hand, when the cooling rate exceeds 10 °C/s, the transformation structure is a structure in which the toughness and ductility decrease noticeably, such as bainite and martensite, and therefore the cooling rate is not preferential . In this embodiment, the average cooling rate is a cooling rate determined from changes in temperature and heat treatment time from the beginning of heat treatment to the end of heat treatment. Therefore, the heating history from the beginning of heat treatment to the end of heat treatment also includes heat generation due to heat transformation and isothermal maintenance due to patent treatment. When the surface temperature of the head portion 91 at the end of the heat treatment exceeds 600 °C, the lamella structure is partially spheroidized after the end of the heat treatment, and therefore the lamella gaps increase and the wear resistance decreases.

[0082] Subsequentemente, o trilho 9 submetido a resfriamento acelerado é transportado para o leito de resfriamento 8, e, então, resfriado naturalmente até a temperatura alcançar cerca de 100 °C ou menos. Após o resfriamento no leito de resfriamento 8, o trilho 9 é corrigido conforme necessário quando o trilho 9 é dobrado ou similar. Passando-se através dos processos descritos acima, o trilho 9 excelente em ductilidade e resistência ao desgaste é fabricado.[0082] Subsequently, the rail 9 subjected to accelerated cooling is transported to the cooling bed 8, and then naturally cooled until the temperature reaches about 100 °C or less. After cooling in the cooling bed 8, the rail 9 is corrected as necessary when the rail 9 is bent or similar. By going through the processes described above, rail 9 excellent in ductility and wear resistance is manufactured.

MODIFICATION

[0083] Até aqui, as modalidades preferenciais da presente invenção são descritas em detalhes em referência aos desenhos anexos, porém, a presente invenção não é limitada a tais exemplos. É evidente que uma pessoa que tenha conhecimentos comuns no campo da técnica à qual a presente invenção pertence pode perceber várias mudanças ou modificações dentro do escopo das considerações técnicas descritas nas reivindicações. Deve ser compreendido que essas mudanças ou modificações também pertencem naturalmente ao escopo técnico da presente invenção.[0083] Heretofore, preferred embodiments of the present invention are described in detail with reference to the accompanying drawings, however, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of art to which the present invention belongs can perceive various changes or modifications within the scope of the technical considerations described in the claims. It should be understood that these changes or modifications also naturally belong to the technical scope of the present invention.

[0084] Por exemplo, o método de resfriamento no dispositivo de resfriamento de desbaste 4 e no dispositivo de resfriamento de acabamento 5 é resfriamento por pulverização que emprega água de pulverização para o meio de resfriamento na modalidade descrita acima, porém, a presente invenção não é limitada ao exemplo. Por exemplo, resfriamento com névoa como resfriamento por pulverização que emprega névoa como um meio de resfriamento ou resfriamento misto de resfriamento de névoa e resfriamento por sopro de ar que emprega névoa e ar como um meio de resfriamento pode ser usado para o método de resfriamento no dispositivo de resfriamento de desbaste 4 e no dispositivo de resfriamento de acabamento 5. Alternativamente, resfriamento natural, resfriamento por imersão, resfriamento por sopro de ar, resfriamento por coluna de água, e similares podem ser realizados no lugar do resfriamento por pulverização com o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 e o dispositivo de resfriamento de acabamento 5. No resfriamento natural e no resfriamento por sopro de ar, a taxa de resfriamento é baixa, e, portanto, o tempo até que o trilho 9 seja resfriado para uma temperatura predeterminada é prolongado. Portanto, quando o lote de laminação for para ser aumentado, outros métodos de resfriamento, tais como resfriamento por pulverização, resfriamento por imersão, e resfriamento por coluna de água, são capazes de serem empregados. No entanto, a taxa de resfriamento no resfriamento por coluna de água é excessivamente alta, e, portanto, a taxa de resfriamento é difícil para ajustar. Além disso, quando o trilho 9 é transportado com um estado derrubado, água é armazenada na porção abdominal 92 do trilho 9, o que resulta na geração de uma porção com uma taxa de resfriamento excessivamente alta. Portanto, a estrutura pode ser transformada para uma estrutura que tem tenacidade e ductilidade baixas, tais como bainita e martensita. Por outro lado, o resfriamento por pulverização tem vantagens pelo fato de que uma taxa de resfriamento um tanto alta é capaz de ser assegurada e a porção de resfriamento é localizada facilmente. Portanto, o resfriamento por pulverização é, preferencialmente, usado para o método de resfriamento no dispositivo de resfriamento de desbaste 4 e no dispositivo de resfriamento de acabamento 5.[0084] For example, the cooling method in the rough cooling device 4 and the finishing cooling device 5 is spray cooling that employs spray water for the cooling medium in the embodiment described above, however, the present invention does not is limited to the example. For example, mist cooling such as spray cooling that employs mist as a cooling medium or mixed cooling of mist cooling and air blast cooling that employs mist and air as a cooling medium can be used for the cooling method in the rough cooling device 4 and the finishing cooling device 5. Alternatively, natural cooling, immersion cooling, air blow cooling, water column cooling, and the like can be carried out in place of spray cooling with the device rough cooling device 4 and the finishing cooling device 5. In natural cooling and air blow cooling, the cooling rate is low, and therefore the time until the rail 9 is cooled to a predetermined temperature is prolonged. Therefore, when the rolling batch is to be increased, other cooling methods, such as spray cooling, immersion cooling, and water column cooling, are capable of being employed. However, the cooling rate in water column cooling is excessively high, and therefore the cooling rate is difficult to adjust. Furthermore, when the rail 9 is transported in a collapsed state, water is stored in the abdominal portion 92 of the rail 9, which results in the generation of a portion with an excessively high cooling rate. Therefore, the structure can be transformed to a structure that has low toughness and ductility, such as bainite and martensite. On the other hand, spray cooling has advantages in that a somewhat high cooling rate is able to be ensured and the cooling portion is easily located. Therefore, spray cooling is preferably used for the cooling method in the rough cooling device 4 and the finishing cooling device 5.

[0085] Além disso, a laminação com temperatura ajustada é realizada na passagem de laminação após o laminador desbastador 3Ak+1 na modalidade descrita acima, porém, a presente invenção não é limitada ao exemplo. A laminação com temperatura ajustada pode ser realizada após qualquer laminador desbastador 3A na medida em que uma taxa de redução de área de 20% ou mais é capaz de ser assegurada. No presente documento, o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 é fornecido imediatamente antes do laminador desbastador 3A com o qual a laminação com temperatura ajustada é iniciada. A laminação com temperatura ajustada pode ser realizada em laminação de acabamento pelo laminador de acabamento 3B. No presente documento, o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 pode não ser fornecido no aparelho de fabricação de trilho 1 e o ajuste de temperatura pode ser realizado apenas no dispositivo de resfriamento de acabamento 5. Quando a laminação com temperatura ajustada é realizada na laminação de acabamento, a laminação de acabamento precisa ser realizada em uma grande taxa de redução de área de 20% ou mais, e, portanto, o formato do trilho 9 pode deteriorar. Portanto, a laminação com temperatura ajustada é, preferencialmente, realizada na laminação por algum dentre os laminadores desbastadores 3A e o laminador de acabamento 3B.[0085] Furthermore, temperature-adjusted rolling is carried out in the rolling pass after the 3Ak+1 roughing mill in the embodiment described above, however, the present invention is not limited to the example. Temperature-adjusted rolling can be carried out after any 3A roughing mill to the extent that an area reduction rate of 20% or more is capable of being ensured. In the present document, the roughing cooling device 4 is provided immediately before the roughing mill 3A with which the temperature-adjusted rolling mill is started. Temperature-adjusted rolling can be carried out in finishing rolling by 3B finishing rolling mill. In the present document, the rough cooling device 4 may not be provided in the rail manufacturing apparatus 1 and temperature adjustment may be carried out only in the finishing cooling device 5. When temperature-adjusted rolling is carried out in the rail rolling mill finishing, finish rolling needs to be carried out at a large area reduction rate of 20% or more, and therefore the shape of the rail 9 may deteriorate. Therefore, temperature-adjusted rolling is preferably carried out in the rolling mill by one of the roughing mills 3A and the finishing mill 3B.

[0086] Além disso, os laminadores desbastadores 3A e o laminador de acabamento 3B são laminadores universais na modalidade descrita acima, porém, a presente invenção não é limitada ao exemplo. Por exemplo, os laminadores desbastadores 3A e o laminador de acabamento 3B podem ser laminadores de calibração. Em um método de laminação universal, a laminação a partir de uma pluralidade de direções é alcançada quando comparada a um método de laminação de calibração, e, portanto, o percurso de laminação é capaz de ser reduzido. Em particular, na presente invenção, uma operação de laminação capaz de obter uma taxa de redução de área grande a uma temperatura baixa é realizada, e, portanto, a laminação é realizada sob um sobrecarga e a carga nos laminadores se torna alta, de modo que o risco de um problema na instalação se torna alto. Portanto, pelo menos qualquer um dentre os laminadores desbastadores 3A e dois ou mais dos laminadores de acabamentos 3B é, preferencialmente, um laminador universal.[0086] Furthermore, the roughing mills 3A and the finishing mill 3B are universal rolling mills in the embodiment described above, however, the present invention is not limited to the example. For example, the 3A roughing mill and the 3B finishing mill can be calibration mills. In a universal rolling method, rolling from a plurality of directions is achieved as compared to a calibration rolling method, and therefore the rolling path is capable of being reduced. In particular, in the present invention, a rolling operation capable of obtaining a large area reduction rate at a low temperature is carried out, and therefore, the rolling is carried out under an overload and the load on the rolling mills becomes high, so the risk of an installation problem becomes high. Therefore, at least any one of the roughing mills 3A and two or more of the finishing mills 3B is preferably a universal mill.

[0087] Além disso, dois ou mais dos laminadores de acabamento 3B podem ser fornecidos.[0087] Additionally, two or more of the 3B finishing mills may be provided.

[0088] Além disso, o dispositivo de reaquecimento 6 é o dispositivo de aquecimento do tipo de aquecimento por indução na modalidade descrita acima, porém, a presente invenção não é limitada ao exemplo. Por exemplo, o dispositivo de reaquecimento 6 pode ser um dispositivo de aquecimento do tipo de queimador. No dispositivo de reaquecimento do tipo de aquecimento por indução 6, o tamanho da instalação é capaz de ser pequeno quando comparado com o tipo de queimador. Portanto, o dispositivo de reaquecimento do tipo de aquecimento por indução 6 é preferencial quando disposto em linha.[0088] Furthermore, the reheating device 6 is the induction heating type heating device in the embodiment described above, however, the present invention is not limited to the example. For example, the reheating device 6 may be a burner-type heating device. In the induction heating type 6 reheating device, the installation size is capable of being small when compared with the burner type. Therefore, the induction heating type reheating device 6 is preferred when arranged in line.

[0089] O dispositivo de reaquecimento 6 aquece a porção de cabeça 91 na modalidade descrita acima, porém, a presente invenção não é limitada ao exemplo. Por exemplo, o dispositivo de reaquecimento 6 pode ter uma configuração de aquecer o trilho inteiro 9. Quando o trilho 9 é usado, as porções que contatam as rodas são desgastadas, e, portanto, particularmente a porção de cabeça 91 é exigida ter resistência ao desgaste. Portanto, uma configuração de reaquecer apenas a porção de cabeça 91 no reaquecimento é economicamente excelente devido ao fato de que a energia exigida para o aquecimento é capaz de ser reduzida.[0089] The reheating device 6 heats the head portion 91 in the embodiment described above, however, the present invention is not limited to the example. For example, the reheating device 6 may have a configuration of heating the entire rail 9. When the rail 9 is used, the portions contacting the wheels are worn, and therefore, particularly the head portion 91 is required to have heat resistance. wear. Therefore, a configuration of reheating only the head portion 91 in reheating is economically excellent due to the fact that the energy required for heating is capable of being reduced.

[0090] Além disso, o reaquecimento é realizado com o dispositivo de reaquecimento 6 após a laminação a quente na modalidade descrita acima, mas o reaquecimento com o dispositivo de reaquecimento 6 pode não ser realizado. No presente documento, o trilho laminado a quente 9 é transportado para o aparelho de tratamento térmico 7, e, então, tratado termicamente com o aparelho de tratamento térmico 7. Mesmo quando o reaquecimento não é realizado, o efeito de melhoramento de ductilidade da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 é capaz de ser obtido. No entanto, quando a temperatura do trilho 9 após o fim da laminação a quente (após o fim da laminação com temperatura ajustada) é baixa, a dureza diminui quando comparada ao caso em que a temperatura é alta. Além do reaquecimento, o tratamento térmico com o aparelho de tratamento térmico 7 também pode ser omitido. No presente documento, o trilho laminado a quente 9 é transportado para o leito de resfriamento 8, e, então, resfriado até a temperatura alcançar cerca de 100 °C ou menos. Mesmo quando o reaquecimento e o tratamento térmico não são realizados, o efeito de melhoramento de ductilidade da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 é capaz de ser obtido. No entanto, a dureza diminui quando comparada com o caso em que o reaquecimento e o tratamento térmico são realizados.[0090] Furthermore, reheating is carried out with the reheating device 6 after hot rolling in the embodiment described above, but reheating with the reheating device 6 may not be carried out. In this document, the hot-rolled rail 9 is transported to the heat treatment apparatus 7, and then heat treated with the heat treatment apparatus 7. Even when reheating is not carried out, the ductility-enhancing effect of the portion of head portion 91 and foot portion 93 is capable of being obtained. However, when the temperature of rail 9 after the end of hot rolling (after the end of temperature-adjusted rolling) is low, the hardness decreases compared to the case when the temperature is high. In addition to reheating, heat treatment with heat treatment apparatus 7 can also be omitted. In this document, the hot-rolled rail 9 is transported to the cooling bed 8, and then cooled until the temperature reaches about 100 ° C or less. Even when reheating and heat treatment are not carried out, the ductility-enhancing effect of the head portion 91 and the foot portion 93 is capable of being obtained. However, the hardness decreases when compared to the case where reheating and heat treatment are carried out.

ADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE MODALITY

[0091] (1) O método para fabricação do trilho 9 de acordo com a modalidade descrita acima inclui laminar a quente um material de trilho de aço aquecido, ajustar a temperatura resfriando-se o material de trilho de aço laminado a quente, processar o material de trilho de aço submetido ao ajuste de temperatura em um formato de trilho por meio de laminação com temperatura ajustada em uma taxa de redução de área de 20% ou mais, e, ao ajustar a temperatura do material de trilho de aço, reduzir a temperatura de superfície de porções do material de trilho de aço equivalentes a uma porção de cabeça e a uma porção de pé do formato de trilho para 500 °C ou mais e 1.000 °C ou menos.[0091] (1) The method for manufacturing the rail 9 according to the embodiment described above includes hot-rolling a heated steel rail material, adjusting the temperature by cooling the hot-rolled steel rail material, processing the steel rail material subjected to temperature adjustment into a rail shape through temperature-adjusted rolling at an area reduction rate of 20% or more, and, by adjusting the temperature of the steel rail material, reducing the surface temperature of portions of the steel rail material equivalent to a head portion and a foot portion of the rail shape to 500°C or more and 1,000°C or less.

[0092] De acordo com a configuração descrita acima, os grãos de cristal são capazes de serem divididos e miniaturizados ao mesmo tempo em que se impede o engrossamento dos grãos de cristal devido à recristalização na faixa de temperatura de austenita na laminação com temperatura ajustada. Portanto, a tenacidade e a ductilidade da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 do trilho 9 são capazes de serem aumentadas.[0092] According to the configuration described above, the crystal grains are capable of being divided and miniaturized while preventing the coarsening of the crystal grains due to recrystallization in the austenite temperature range in temperature-adjusted rolling. Therefore, the toughness and ductility of the head portion 91 and the foot portion 93 of the rail 9 are capable of being increased.

[0093] (2) Após realizar a laminação com temperatura ajustada, o trilho 9 é tratado termicamente até a temperatura de superfície da porção de cabeça do trilho 9 alcançar 600 °C ou menos em uma taxa de resfriamento média de 1 °C/s ou mais e 10 °C/s ou menos.[0093] (2) After carrying out temperature-adjusted rolling, the rail 9 is heat treated until the surface temperature of the head portion of the rail 9 reaches 600 °C or less at an average cooling rate of 1 °C/s or more and 10 °C/s or less.

[0094] De acordo com a configuração descrita acima, os intervalos de lamela de perlita da porção de cabeça 91 do trilho 9 são capazes de serem miniaturizados e a resistência ao desgaste é capaz de ser aumentada. Ademais, a esferoidização da estrutura de lamela após o fim do tratamento térmico é capaz de ser impedida, e, portanto, a resistência ao desgaste melhora.[0094] According to the configuration described above, the pearlite lamella gaps of the head portion 91 of the rail 9 are capable of being miniaturized and the wear resistance is capable of being increased. Furthermore, the spheroidization of the lamella structure after the end of heat treatment is able to be prevented, and therefore the wear resistance improves.

[0095] (3) Antes do tratamento térmico do trilho 9, o trilho é reaquecido para 730 °C ou mais quando a temperatura de superfície da porção de cabeça do trilho 9 for menor do que 730 °C.[0095] (3) Before heat treatment of the rail 9, the rail is reheated to 730 °C or more when the surface temperature of the head portion of the rail 9 is less than 730 °C.

[0096] De acordo com a configuração descrita acima, a estrutura de perlita é capaz de ser transformada inversamente para a estrutura de austenita, de modo que a estrutura de lamela seja capaz de ser recriada de novo. Portanto, a dureza e a resistência ao desgaste do trilho 9 são capazes de serem aumentadas.[0096] According to the configuration described above, the pearlite structure is capable of being transformed inversely to the austenite structure, so that the lamella structure is capable of being recreated again. Therefore, the hardness and wear resistance of rail 9 are capable of being increased.

[0097] (4) Ao reaquecer o trilho 9, apenas a porção de cabeça 91 do trilho 9 é reaquecida.[0097] (4) When reheating rail 9, only the head portion 91 of rail 9 is reheated.

[0098] De acordo com a configuração descrita acima, a energia exigida para o aquecimento é capaz de ser reduzida quando comparada ao caso em que o trilho inteiro 9 é reaquecido.[0098] According to the configuration described above, the energy required for heating is capable of being reduced when compared to the case in which the entire rail 9 is reheated.

[0099] (5) O aparelho 1 para fabricação do trilho 9 de acordo com a modalidade tem pelo menos um primeiro laminador 3A1 a 3AK que lamina um material de trilho de aço, um dispositivo de resfriamento 4 que ajusta uma temperatura resfriando-se o material de trilho de aço laminado pelos primeiros laminadores 3A1 a 3AK, e pelo menos um segundo laminador 3AK+1 a 3An e 3B que processa o material de trilho de aço submetido ao ajuste de temperatura em um formato de trilho por meio de laminação com temperatura ajustada em uma taxa de redução de área de 20% ou mais, em que o dispositivo de resfriamento 4 reduz a temperatura de superfície de porções do material de trilho de aço equivalentes à porção de cabeça 91 e à porção de pé 93 do formato de trilho para 500 °C ou mais e 1.000 °C ou menos.[0099] (5) The apparatus 1 for manufacturing the rail 9 according to the embodiment has at least a first rolling mill 3A1 to 3AK that rolls a steel rail material, a cooling device 4 that sets a temperature by cooling the steel rail material rolled by first rolling mills 3A1 to 3AK, and at least a second rolling mill 3AK+1 to 3An and 3B that processes the temperature-adjusted steel rail material into a rail shape by temperature rolling adjusted at an area reduction rate of 20% or more, wherein the cooling device 4 reduces the surface temperature of portions of the steel rail material equivalent to the head portion 91 and the foot portion 93 of the rail shape for 500°C or more and 1,000°C or less.

[00100] De acordo com a configuração descrita acima, os mesmos efeitos que aqueles obtidos em (1) são capazes de serem obtidos.[00100] According to the configuration described above, the same effects as those obtained in (1) are capable of being obtained.

EXAMPLES EXAMPLE 1

[00101] A seguir, os Exemplos 1 realizados pelos presentes inventores são descritos.[00101] Below, Examples 1 carried out by the present inventors are described.

[00102] Nos Exemplos 1, os trilhos 9 foram fabricados com o uso do aparelho de fabricação de trilho 1 descrito na Figura 1 sob condições de componente e condições de laminação diferentes, e, então, o alongamento total dos trilhos fabricados 9 foi medido.[00102] In Examples 1, rails 9 were manufactured using the rail manufacturing apparatus 1 described in Figure 1 under different component conditions and lamination conditions, and then the total elongation of the manufactured rails 9 was measured.

[00103] A Tabela 1 mostra as condições de componente químico do trilho 9 usadas nos Exemplos 1. O excedente inclui ferro e impurezas inevitáveis. A Tabela 2 mostra as condições de laminação e os resultados de medição do alongamento total nos Exemplos 1. TABELA 1 TABELA 2 [00103] Table 1 shows the chemical component conditions of rail 9 used in Examples 1. Surplus includes iron and unavoidable impurities. Table 2 shows the rolling conditions and total elongation measurement results in Examples 1. TABLE 1 TABLE 2

[00104] Nos Exemplos 1, primeiro, um tarugo fundido continuamente foi aquecido com o forno de aquecimento 2 até a temperatura alcançar 1100 °C. O componente químico do tarugo usado nos Exemplos 1 foi qualquer um dentre o componente A ao componente G da Tabela 1 conforme mostrado na Tabela 2.[00104] In Examples 1, first, a continuously cast billet was heated with heating furnace 2 until the temperature reached 1100 °C. The billet chemical component used in Examples 1 was any one of component A to component G of Table 1 as shown in Table 2.

[00105] Subsequentemente, o tarugo aquecido foi coletado do forno de aquecimento 2, e, então, laminado a quente com os laminadores desbastadores 3A e o laminador de acabamento 3B. Para os laminadores desbastadores 3A, uma pluralidade de laminadores nos quais um laminador universal e um laminador de calibração foram combinados foi usada. O trilho 9 durante a laminação foi laminado e transportado com um estado derrubado. Quando a laminação a quente foi realizada, o ajuste de temperatura foi realizado até as temperaturas de superfície da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 alcançarem 500 °C ou mais e 1000 °C ou menos com o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 ou com o dispositivo de resfriamento de acabamento 5. O método de ajuste de temperatura, o tempo do início da laminação com temperatura ajustada ao fim da laminação a quente, e o número de passagens de laminação com temperatura ajustada são mostrados individualmente na Tabela 2. A laminação com temperatura ajustada refere-se à laminação a quente após o ajuste de temperatura ter sido realizado.[00105] Subsequently, the heated billet was collected from the heating furnace 2, and then hot rolled with the roughing mills 3A and the finishing mill 3B. For the 3A roughing mills, a plurality of mills in which a universal mill and a calibration mill were combined were used. Rail 9 during rolling was rolled and transported in a collapsed state. When hot rolling was carried out, temperature adjustment was carried out until the surface temperatures of the head portion 91 and the foot portion 93 reached 500 °C or more and 1000 °C or less with the roughing cooling device 4 or with the finishing cooling device 5. The temperature adjustment method, the time from the start of temperature-adjusted rolling to the end of hot rolling, and the number of temperature-adjusted rolling passes are shown individually in Table 2. Temperature-adjusted rolling refers to hot rolling after temperature adjustment has been carried out.

[00106] Conforme mostrado na Tabela 2, nos Exemplos 1, o ajuste de temperatura foi realizado por qualquer um dos métodos de resfriamento por pulverização, resfriamento por sopro de ar e resfriamento natural. As temperaturas de superfície da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 foram ajustadas ajustando-se a densidade de quantidade de água e o tempo de resfriamento no caso do resfriamento por pulverização ou controlando-se o tempo de resfriamento sem usar o dispositivo de resfriamento de desbaste 4 e o dispositivo de resfriamento de acabamento 5 no caso do resfriamento natural.[00106] As shown in Table 2, in Examples 1, temperature adjustment was carried out by any of the methods of spray cooling, air blow cooling and natural cooling. The surface temperatures of the head portion 91 and the foot portion 93 were adjusted by adjusting the water quantity density and the cooling time in the case of spray cooling or by controlling the cooling time without using the cooling device. rough cooling 4 and the finishing cooling device 5 in the case of natural cooling.

[00107] O número das passagens de laminação com temperatura ajustada mostrado na Tabela 2 mostra o número de passagens de laminação após o ajuste de temperatura ter sido realizado por qualquer um dos métodos descritos acima. Por exemplo, o número de vezes das passagens da laminação com temperatura ajustada ser 1 vez indica que, após o ajuste de temperatura, apenas a laminação de acabamento foi realizada e o número de vezes de passagens da laminação com temperatura ajustada ser n (n>2) vezes indica que, após o ajuste de temperatura, n-1 vezes de laminação de desbaste e uma laminação de acabamento foram realizadas. Quando o número de vezes de passagens da laminação com temperatura ajustada foi 1 vez, o ajuste de temperatura foi realizado com o uso do dispositivo de resfriamento de acabamento 5. Quando o número de vezes das passagens da laminação com temperatura ajustada foi n vezes, o ajuste de temperatura foi realizado com o uso do dispositivo de resfriamento de desbaste 4.[00107] The number of temperature-adjusted rolling passes shown in Table 2 shows the number of rolling passes after temperature adjustment has been performed by any of the methods described above. For example, the number of times of temperature-adjusted lamination passes being 1 time indicates that, after the temperature adjustment, only finishing lamination was carried out and the number of times of temperature-adjusted lamination passes being n (n> 2) times indicates that after temperature adjustment, n-1 times of rough rolling and one finishing rolling were carried out. When the number of times of temperature-adjusted lamination passes was 1 time, the temperature adjustment was carried out using the finishing cooling device 5. When the number of times of temperature-adjusted lamination passes was n times, the Temperature adjustment was carried out using the thinning cooling device 4.

[00108] Após a laminação a quente ter sido realizada, o trilho 9 foi resfriado forçadamente com o aparelho de tratamento térmico 7. As temperaturas de superfície da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 no início do resfriamento forçado foram definidas conforme mostrado nas condições mostradas na Tabela 2. Quando o resfriamento forçado foi realizado, a taxa de resfriamento média foi definida para 3°C/s. O resfriamento foi realizado até a temperatura de superfície alcançar 400°C. Quando o resfriamento forçado foi realizado, névoa foi usada para um meio de resfriamento. Nos Exemplos 1, o tratamento de reaquecimento que emprega o dispositivo de reaquecimento 6 não foi realizado após a laminação a quente.[00108] After hot rolling was carried out, the rail 9 was forcibly cooled with the heat treatment apparatus 7. The surface temperatures of the head portion 91 and the foot portion 93 at the beginning of the forced cooling were set as shown under the conditions shown in Table 2. When forced cooling was performed, the average cooling rate was set to 3°C/s. Cooling was carried out until the surface temperature reached 400°C. When forced cooling was performed, mist was used as a cooling medium. In Examples 1, the reheating treatment employing the reheating device 6 was not carried out after hot rolling.

[00109] Subsequentemente, o trilho resfriado forçadamente 9 foi transportado para o leito de resfriamento 8, a temperatura foi reduzida para 100 °C ou menos resfriando-se, e, então, dobras e similares foram corrigidos.[00109] Subsequently, the forcibly cooled rail 9 was transported to the cooling bed 8, the temperature was reduced to 100 ° C or less by cooling, and then bends and the like were corrected.

[00110] Após o trilho 9 ter sido fabricado nos processos descritos acima, peças de teste foram coletadas de quatro locais de uma porção de extremidade, da posição de 1/4, da posição de 1/2 e da posição de 3/4 na direção longitudinal do trilho 9, e, então, várias propriedades físicas foram medidas. Conforme ilustrado na Figura 5, uma amostra 9a foi coletada da porção de cabeça 91 e uma amostra 9b foi coletada da porção de pé 93 das peças de teste coletadas em cada posição na direção longitudinal. A amostra 9a é uma peça de teste JIS No 4 coletada de uma posição que tem uma distância d2 = 12,7 mm a partir da extremidade superior da porção de cabeça 91 e que tem uma distância d1 = 24,6 mm a partir do centro na direção de largura. A amostra 9b é uma peça de teste JIS No 4 coletada de uma posição que tem uma distância d3 = 12,7 mm a partir da extremidade inferior da porção de pé 93 e no centro na direção de largura.[00110] After the rail 9 was manufactured in the processes described above, test pieces were collected from four locations of an end portion, the 1/4 position, the 1/2 position and the 3/4 position on the longitudinal direction of rail 9, and then various physical properties were measured. As illustrated in Figure 5, a sample 9a was collected from the head portion 91 and a sample 9b was collected from the foot portion 93 of the test pieces collected at each position in the longitudinal direction. Sample 9a is a JIS No. 4 test piece collected from a position that has a distance d2 = 12.7 mm from the upper end of the head portion 91 and that has a distance d1 = 24.6 mm from the center in the width direction. Sample 9b is a JIS No. 4 test piece collected from a position that has a distance d3 = 12.7 mm from the lower end of the foot portion 93 and at the center in the width direction.

[00111] Nos Exemplos 1, como exemplos diferentes do componente químico, o método de ajuste de temperatura, o número de passagens de laminação com temperatura ajustada, a temperatura de superfície e a taxa de redução de área, trilhos 9 foram fabricados sob 28 tipos de condições dos Exemplos 1-1 ao 1-28, e, então, o alongamento total foi avaliado.[00111] In Examples 1, as different examples of the chemical component, the temperature adjustment method, the number of temperature-adjusted rolling passes, the surface temperature and the area reduction rate, rails 9 were manufactured under 28 types of conditions from Examples 1-1 to 1-28, and then the total elongation was evaluated.

[00112] Ademais, conforme mostrado na Tabela 2, os trilhos 9 foram fabricados como exemplos comparativos sob as mesmas condições que aqueles dos Exemplos 1-1 a 1-28, e, então, o alongamento total foi avaliado também para os Exemplos Comparativos 1-1 a 1-5 com a temperatura de superfície e a taxa de redução de área na laminação com temperatura ajustada fora das faixas da modalidade descrita acima. Os valores totais de alongamento mostrados na Tabela 2 mostram o valor médio das quatro amostras, isto é, a soma de uma amostra coletada de cada uma das peças de teste coletadas de cada um dos quatro locais.[00112] Furthermore, as shown in Table 2, rails 9 were manufactured as comparative examples under the same conditions as those in Examples 1-1 to 1-28, and then the total elongation was also evaluated for Comparative Examples 1 -1 to 1-5 with the surface temperature and area reduction rate in lamination with temperature set outside the ranges of the modality described above. The total elongation values shown in Table 2 show the average value of the four samples, that is, the sum of one sample collected from each of the test pieces collected from each of the four locations.

[00113] Foi confirmado que os alongamentos totais da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 foram 12% ou mais como o alongamento total alvo sob todas as condições dos Exemplos 1-1 a 128. Também foi confirmado que, nos Exemplos 1-14, 1-15, 1-19 e 1-20 nos quais a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 ou da porção de pé 93 era 730 °C ou menos na laminação com temperatura ajustada, o alongamento da porção de cabeça 91 ou da porção de pé 93 com uma temperatura de superfície baixa atingiu 17% ou mais. Além disso, foi confirmado que, no Exemplo 1-8 no qual as temperaturas de superfície tanto da porção de cabeça 91 como da porção de pé 93 na laminação com temperatura ajustada eram 730 °C ou menos, os alongamentos totais da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 atingiram 19% ou mais.[00113] It was confirmed that the total elongations of the head portion 91 and the foot portion 93 were 12% or more as the target total elongation under all conditions of Examples 1-1 to 128. It was also confirmed that in Examples 1 -14, 1-15, 1-19 and 1-20 in which the surface temperature of the head portion 91 or the foot portion 93 was 730 °C or less in temperature-adjusted rolling, the elongation of the head portion 91 or of the 93 foot portion with a low surface temperature reached 17% or more. Furthermore, it was confirmed that in Example 1-8 in which the surface temperatures of both the head portion 91 and the foot portion 93 in temperature-adjusted rolling were 730°C or less, the total elongations of the head portion 91 and of the standing portion 93 reached 19% or more.

[00114] Por outro lado, no Exemplo Comparativo 1-1 no qual a temperatura de superfície da porção de pé 93 na laminação com temperatura ajustada excedeu 1000 °C e no Exemplo Comparativo 1-2 no qual a taxa de redução de área da porção de pé 93 na laminação com temperatura ajustada era menor do que 20%, o alongamento da porção de pé 93 era menor do que 12% e diminuído quando comparado àqueles dos Exemplos 1-1 a 1-28. Nos Exemplos Comparativos 1-3 e 1-4 nos quais a temperatura de superfície na laminação com temperatura ajustada era menor do que 500 °C ou excedeu 1000 °C e no Exemplo Comparativo 1-5 no qual a redução de laminação da porção de cabeça 91 na laminação com temperatura ajustada era menor do que 20%, o alongamento da porção de cabeça 91 era menor do que 12% e diminuiu quando comparado àqueles dos Exemplos 1-1 a 1-28.[00114] On the other hand, in Comparative Example 1-1 in which the surface temperature of the foot portion 93 in temperature-adjusted rolling exceeded 1000 °C and in Comparative Example 1-2 in which the area reduction rate of the portion foot portion 93 in temperature-adjusted rolling was less than 20%, the elongation of foot portion 93 was less than 12% and decreased when compared to those of Examples 1-1 to 1-28. In Comparative Examples 1-3 and 1-4 in which the surface temperature in temperature-set rolling was less than 500°C or exceeded 1000°C and in Comparative Example 1-5 in which the rolling reduction of the head portion 91 in the temperature-adjusted rolling was less than 20%, the elongation of the head portion 91 was less than 12% and decreased when compared to those of Examples 1-1 to 1-28.

EXAMPLE 2

[00115] A seguir, os Exemplos 2 realizados pelos presentes inventores são descritos.[00115] Below, Examples 2 carried out by the present inventors are described.

[00116] Nos Exemplos 2, as influências no alongamento total, na dureza e na estrutura de superfície dependendo das condições de tratamento térmico foram confirmadas variando-se os componentes químicos e as condições na laminação com temperatura ajustada e no tratamento térmico. A Tabela 3 mostra os componentes químicos, a temperatura de superfície na laminação com temperatura ajustada, as condições de tratamento térmico (resfriamento forçado), os resultados de medição do alongamento total, os resultados de medição da dureza e os resultados de observação de uma estrutura de superfície de porção de cabeça nos Exemplos 2. TABELA 3 [00116] In Examples 2, the influences on total elongation, hardness and surface structure depending on heat treatment conditions were confirmed by varying the chemical components and conditions in temperature-adjusted rolling and heat treatment. Table 3 shows the chemical components, surface temperature in temperature-adjusted rolling, heat treatment conditions (forced cooling), total elongation measurement results, hardness measurement results, and observation results of a structure of head portion surface in Examples 2. TABLE 3

[00117] Nos Exemplos 2, como a laminação com temperatura ajustada, laminação em quatro passagens no total que contém três laminadores universais e um laminador de calibração foi realizada de modo que as taxas de redução de área da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 eram 30%. As temperaturas de superfície da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 na laminação com temperatura ajustada e a temperatura inicial, a taxa de resfriamento e a temperatura final no tratamento térmico foram definidas conforme mostrado nas condições mostradas na Tabela 3. Quando o tratamento térmico foi realizado, ar foi usado para um meio de resfriamento sob a condição em que a taxa de resfriamento era 3 °C/s ou menos e uma mistura de ar e névoa foi usada para um meio de resfriamento sob a condição em que a taxa de resfriamento excedeu 3 °C/s. As outras condições de fabricação foram as mesmas que aquelas dos Exemplos 1.[00117] In Examples 2, as temperature-adjusted rolling, four-pass rolling in total containing three universal rolling mills and a calibration rolling mill was carried out so that the area reduction rates of the head portion 91 and the head portion 91 foot 93 were 30%. The surface temperatures of the head portion 91 and the foot portion 93 in temperature-adjusted rolling and the initial temperature, cooling rate and final temperature in heat treatment were set as shown under the conditions shown in Table 3. When the treatment thermal was carried out, air was used for a cooling medium under the condition that the cooling rate was 3 °C/s or less, and a mixture of air and mist was used for a cooling medium under the condition that the rate cooling rate exceeded 3 °C/s. The other manufacturing conditions were the same as those in Examples 1.

[00118] Em relação ao alongamento total do trilho 9, as peças de teste foram coletadas, e, então, o alongamento total foi medido pelo mesmo método que aquele dos Exemplos 1. Em relação à dureza do trilho 9, uma amostra 9c foi coletada de uma posição da superfície da porção de cabeça ilustrada na Figura 6 e uma amostra 9d foi coletada de uma posição no interior da porção de cabeça das peças de teste de cerca de 20 mm de espessura serradas de quatro locais de uma porção de extremidade, da posição de 1/4, da posição de 1/2 e da posição de 3/4 na direção longitudinal do trilho 9. A amostra 9c foi coletada do centro da superfície de extremidade superior da porção de cabeça 91 das peças de teste polidas a fim de remover irregularidades de superfície. A amostra 9d foi coletada de uma posição no centro na direção de largura e tendo uma distância d4 = 20 mm a partir da extremidade superior da porção de cabeça 91 das peças de teste polidas a fim de remover irregularidades de superfície. Em seguida, a dureza das amostras coletadas 9c e 9d foi medida por um teste de dureza Brinell. Em relação à estrutura de superfície, a estrutura de superfície das amostras coletadas 9c foi observada.[00118] Regarding the total elongation of rail 9, test pieces were collected, and then the total elongation was measured by the same method as that of Examples 1. Regarding the hardness of rail 9, a sample 9c was collected from a position of the surface of the head portion illustrated in Figure 6 and a sample 9d was collected from a position within the head portion of the about 20 mm thick test pieces sawn from four locations of an end portion, from 1/4 position, 1/2 position and 3/4 position in the longitudinal direction of the rail 9. Sample 9c was collected from the center of the upper end surface of the head portion 91 of the test pieces polished in order to remove surface irregularities. Sample 9d was collected from a position in the center in the width direction and having a distance d4 = 20 mm from the upper end of the head portion 91 of the polished test pieces in order to remove surface irregularities. Then, the hardness of the collected samples 9c and 9d was measured by a Brinell hardness test. Regarding the surface structure, the surface structure of the collected samples 9c was observed.

[00119] Nos Exemplos 2, como exemplos diferentes do componente químico, da temperatura de superfície na laminação com temperatura ajustada, e das condições no tratamento térmico, os trilhos 9 foram fabricados sob 21 tipos de condições dos Exemplos 2-1 a 2-21, e, então, o alongamento total e a dureza foram medidos e, adicionalmente, a estrutura de superfície foi observada. No Exemplo 213, o tratamento térmico não foi realizado e o trilho 9 após a laminação a quente foi transportado para o leito de resfriamento 8, e, então, resfriado até a temperatura alcançar 100 °C ou menos. Após o trilho 9 alcançar 100 °C ou menos, as dobras e similares foram corrigidas.[00119] In Examples 2, as different examples of the chemical component, surface temperature in temperature-adjusted rolling, and conditions in heat treatment, rails 9 were manufactured under 21 types of conditions from Examples 2-1 to 2-21 , and then the total elongation and hardness were measured and additionally the surface structure was observed. In Example 213, heat treatment was not carried out and the rail 9 after hot rolling was transported to the cooling bed 8, and then cooled until the temperature reached 100 °C or less. After rail 9 reached 100 °C or less, bends and the like were corrected.

[00120] Além disso, nos Exemplos Comparativos 2-1 a 2-3 nos quais a taxa de resfriamento no tratamento térmico excedeu as faixas da modalidade descrita acima, os trilhos 9 foram fabricados como exemplos comparativos sob as mesmas condições que aquelas dos Exemplos 2-1 a 2-21, e, então, o alongamento total e a dureza foram medidos e, adicionalmente, a estrutura de superfície foi observada conforme mostrado na Tabela 3. Os valores do alongamento total e da dureza mostrados na Tabela 3 mostram o valor médio das quatro amostras coletadas individualmente a partir das peças de teste coletadas dos quatro locais.[00120] Furthermore, in Comparative Examples 2-1 to 2-3 in which the cooling rate in heat treatment exceeded the ranges of the embodiment described above, rails 9 were manufactured as comparative examples under the same conditions as those in Examples 2 -1 to 2-21, and then the total elongation and hardness were measured and additionally the surface structure was observed as shown in Table 3. The total elongation and hardness values shown in Table 3 show the value average of the four samples collected individually from the test pieces collected from the four locations.

[00121] Foi confirmado que, nos Exemplos 2-1 a 2-21 nos quais o tratamento térmico foi realizado em uma taxa de resfriamento de 0,5 °C/s ou mais e 10 °C/s ou menos, os alongamentos totais da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 foram 12% ou mais como o alongamento total alvo em todas as condições.[00121] It was confirmed that, in Examples 2-1 to 2-21 in which heat treatment was carried out at a cooling rate of 0.5 °C/s or more and 10 °C/s or less, the total elongations of the head portion 91 and the foot portion 93 were 12% or more as the target total elongation in all conditions.

[00122] Nos Exemplos 2-2 e 2-3, a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 na laminação com temperatura ajustada foi inferior àquela em outras condições, a temperatura de superfície no início do tratamento térmico também foi baixa e o alongamento total da porção de cabeça 91 era 15% ou mais, que foi mais alto do que aquele em outras condições. No entanto, nos Exemplos 2-2 e 2-3, a dureza da porção de cabeça 91 foi 380 HB ou menos, que foi inferior àquela no Exemplo 2-1.[00122] In Examples 2-2 and 2-3, the surface temperature of the head portion 91 in temperature-adjusted rolling was lower than that in other conditions, the surface temperature at the beginning of heat treatment was also low, and the total elongation of the head portion 91 was 15% or more, which was higher than that in other conditions. However, in Examples 2-2 and 2-3, the hardness of the head portion 91 was 380 HB or less, which was lower than that in Example 2-1.

[00123] Nos Exemplos 2-1, 2-7 a 2-10, e 2-14 a 2-21 nos quais as condições exceto a taxa de resfriamento no tratamento térmico foram as mesmas e, adicionalmente, nos Exemplos 2-14 a 2-21 nos quais os componentes são diferentes, a dureza da superfície e interior da porção de cabeça 91 melhoraram quando a taxa de resfriamento foi mais alta. Nos Exemplos 2-1, 2-7 a 2-10, e 2-14 a 2-21 e nos Exemplos Comparativos 2-1 a 2-3 nos quais as condições, exceto a taxa de resfriamento no tratamento térmico, foram as mesmas e, adicionalmente, nos Exemplos Comparativos 2-1 a 2-3 nos quais a taxa de resfriamento excedeu 10 °C/s, a taxa de resfriamento foi excessivamente alta, e, portanto, a estrutura foi parcialmente transformada em uma martensita e o alongamento total foi tão baixo quanto 3%.[00123] In Examples 2-1, 2-7 to 2-10, and 2-14 to 2-21 in which the conditions except the cooling rate in the heat treatment were the same and, additionally, in Examples 2-14 a 2-21 in which the components are different, the surface and interior hardness of the head portion 91 improved when the cooling rate was higher. In Examples 2-1, 2-7 to 2-10, and 2-14 to 2-21 and in Comparative Examples 2-1 to 2-3 in which the conditions, except the rate of cooling in heat treatment, were the same and, further, in Comparative Examples 2-1 to 2-3 in which the cooling rate exceeded 10 °C/s, the cooling rate was excessively high, and therefore the structure was partially transformed into a martensite and the elongation total was as low as 3%.

[00124] Nos Exemplos 2-1, 2-11 e 2-12 nos quais as condições, exceto a temperatura final no tratamento térmico, foram as mesmas, a dureza da superfície e no interior da porção de cabeça 91 melhoraram quando a temperatura de parada de resfriamento foi inferior. No Exemplo 2-11 no qual a temperatura final no tratamento térmico foi definida para 650 °C, a estrutura de perlita foi parcialmente esferoidizada.[00124] In Examples 2-1, 2-11 and 2-12 in which the conditions, except the final temperature in the heat treatment, were the same, the hardness of the surface and inside the head portion 91 improved when the temperature of cooling stop was lower. In Example 2-11 in which the final temperature in heat treatment was set to 650 °C, the pearlite structure was partially spheroidized.

[00125] No Exemplo 2-13 no qual o tratamento térmico não foi realizado, os alongamentos totais da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 foram 12% ou mais, mas a dureza da superfície e no interior da porção de cabeça 91 foi a mais baixa em todas as condições. No Exemplo 2-13, a estrutura de perlita foi parcialmente esferoidizada.[00125] In Example 2-13 in which heat treatment was not carried out, the total elongations of the head portion 91 and the foot portion 93 were 12% or more, but the hardness of the surface and interior of the head portion 91 was the lowest across all conditions. In Example 2-13, the pearlite structure was partially spheroidized.

EXAMPLE 3

[00126] A seguir, os Exemplos 3 realizados pelos presentes inventores são descritos.[00126] Below, Examples 3 carried out by the present inventors are described.

[00127] Nos Exemplos 3, a fim de confirmar as influências na dureza e na estrutura de superfície por tratamento de reaquecimento, reaquecimento foi realizado antes do tratamento térmico em relação à condição do Exemplo 2-3 no qual a dureza era baixa. Nos Exemplos 3, as condições de fabricação além da temperatura de superfície da porção de cabeça 91 na laminação com temperatura ajustada e realização de reaquecimento foram as mesmas que aquelas do Exemplo 2-3. A Tabela 4 mostra individualmente os componentes químicos, a temperatura de superfície na laminação com temperatura ajustada, as condições no reaquecimento e no tratamento térmico, os resultados de medição do alongamento total, os resultados de medição da dureza, e os resultados de observação da estrutura de superfície da porção de cabeça no Exemplo 3. Os valores totais de alongamento e da dureza mostrados na Tabela 4 mostram o valor médio das quatro amostras, isto é, a soma de uma amostra coletada de cada uma das peças de teste coletadas de cada um dos quatro locais. TABELA 4 [00127] In Examples 3, in order to confirm the influences on hardness and surface structure by reheating treatment, reheating was carried out before heat treatment in relation to the condition of Example 2-3 in which the hardness was low. In Examples 3, the manufacturing conditions other than the surface temperature of the head portion 91 in temperature-adjusted rolling and carrying out reheating were the same as those in Example 2-3. Table 4 individually shows the chemical components, the surface temperature in temperature-adjusted rolling, the conditions in reheating and heat treatment, the total elongation measurement results, the hardness measurement results, and the structure observation results. surface area of the head portion in Example 3. The total elongation and hardness values shown in Table 4 show the average value of the four samples, that is, the sum of a sample collected from each of the test pieces collected from each of the four locations. TABLE 4

[00128] Nos Exemplos 3, a porção de cabeça 91 ou o trilho inteiro 9 foi reaquecido com o dispositivo de reaquecimento 6 após a laminação a quente. O dispositivo de reaquecimento 6 é um dispositivo de aquecimento do tipo de aquecimento por indução e é capaz de aquecer a porção de cabeça 91 ou o trilho inteiro 9 de acordo com as condições mostradas na Tabela 4. A temperatura de superfície da porção de cabeça 91 após o reaquecimento é a temperatura inicial no tratamento térmico mostrado na Tabela 4.[00128] In Examples 3, the head portion 91 or the entire rail 9 was reheated with the reheating device 6 after hot rolling. The reheating device 6 is an induction heating type heating device and is capable of heating the head portion 91 or the entire rail 9 according to the conditions shown in Table 4. The surface temperature of the head portion 91 after reheating is the initial temperature in heat treatment shown in Table 4.

[00129] Nos Exemplos 3, os trilhos 9 foram fabricados sob 9 tipos de condições dos Exemplos 3-1 a 3-9 diferentes na temperatura de superfície da porção de cabeça 91 nas condições de laminação com temperatura ajustada e de reaquecimento, e, então, o alongamento total e a dureza foram medidos e, adicionalmente, a estrutura de superfície foi observada. Um método para coletar as amostras para o alongamento total e a dureza e um método para coletar as amostras para observar a estrutura de superfície são os mesmos que aqueles dos Exemplos 2. O exemplo 3-1 é a condição na qual o reaquecimento não foi realizado e tem as mesmas condições de fabricação que aquelas do Exemplo 2-3.[00129] In Examples 3, the rails 9 were manufactured under 9 types of conditions of Examples 3-1 to 3-9 different in the surface temperature of the head portion 91 in the temperature-adjusted rolling and reheating conditions, and then , the total elongation and hardness were measured and additionally the surface structure was observed. A method for collecting the samples for total elongation and hardness and a method for collecting the samples for observing the surface structure are the same as those in Examples 2. Example 3-1 is the condition in which reheating was not performed and has the same manufacturing conditions as those in Example 2-3.

[00130] Conforme mostrado na Tabela 4, foi confirmado que, em todas as condições dos Exemplos 3-1 a 3-9, os alongamentos totais da porção de cabeça 91 e da porção de pé 93 foram 12% ou mais como o alongamento total alvo.[00130] As shown in Table 4, it was confirmed that, under all conditions of Examples 3-1 to 3-9, the total elongations of the head portion 91 and the foot portion 93 were 12% or more as the total elongation target.

[00131] No Exemplo 3-1 no qual o reaquecimento não foi realizado, a temperatura de superfície no início da laminação com temperatura ajustada era baixa, e, portanto, a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 no início do tratamento térmico era tão baixa quanto 630 °C e a dureza da superfície e no interior da porção de cabeça 91 era baixa.[00131] In Example 3-1 in which reheating was not performed, the surface temperature at the beginning of temperature-set rolling was low, and therefore, the surface temperature of the head portion 91 at the beginning of heat treatment was so as low as 630°C and the hardness of the surface and interior of the head portion 91 was low.

[00132] Nos Exemplos 3-2 e 3-6, o reaquecimento foi realizado e a temperatura de superfície da porção de cabeça 91 no início do tratamento térmico foi definida para 700 °C, mas a temperatura de superfície era tão baixa quanto 730 °C ou menos, e, portanto, a dureza da superfície e no interior da porção de cabeça 91 era baixa como no Exemplo 3-1.[00132] In Examples 3-2 and 3-6, reheating was carried out and the surface temperature of the head portion 91 at the beginning of heat treatment was set to 700 ° C, but the surface temperature was as low as 730 ° C or less, and therefore the hardness of the surface and interior of the head portion 91 was low as in Example 3-1.

[00133] Foi confirmado que, nos Exemplos 3-3 a 3-5 nos quais o trilho inteiro 9 foi reaquecido e nos Exemplos 3-7 a 3-9 nos quais apenas a porção de cabeça 91 foi reaquecida, a dureza melhorou por 20 HB ou mais na superfície da porção de cabeça 91 e 5 HB ou mais no interior da porção de cabeça 91 quando comparada com os Exemplos 3-2 e 3-6 nos quais a temperatura após o reaquecimento era baixa. Ademais, foi confirmado que não há nenhuma diferença no efeito de melhoramento de dureza da porção de cabeça 91 entre o caso em que o trilho inteiro 9 foi reaquecido e o caso em que apenas a porção de cabeça 91 foi reaquecida. Além disso, foi confirmado que não há nenhuma diferença na dureza da porção de cabeça 91 quando os Exemplos 3-4, 3-5, 3-8 e 3-9 são comparados, e, portanto, não há nenhuma diferença no efeito de melhoramento de dureza por reaquecimento quando a temperatura de superfície após o reaquecimento era 900 °C ou mais.[00133] It was confirmed that, in Examples 3-3 to 3-5 in which the entire rail 9 was reheated and in Examples 3-7 to 3-9 in which only the head portion 91 was reheated, the hardness improved by 20 HB or more on the surface of the head portion 91 and 5 HB or more inside the head portion 91 when compared to Examples 3-2 and 3-6 in which the temperature after reheating was low. Furthermore, it was confirmed that there is no difference in the hardness improving effect of the head portion 91 between the case in which the entire rail 9 was reheated and the case in which only the head portion 91 was reheated. Furthermore, it was confirmed that there is no difference in the hardness of the head portion 91 when Examples 3-4, 3-5, 3-8 and 3-9 are compared, and therefore there is no difference in the improving effect. hardness by reheating when the surface temperature after reheating was 900 °C or more.

[00134] Foi confirmado a partir dos resultados descritos acima que o trilho 9 que tem alta ductilidade tanto na porção de cabeça 91 como na porção de pé 93 é capaz de ser fabricado de acordo com o método e o aparelho para fabricação de um trilho de acordo com a presente invenção. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 1: aparelho de fabricação 2: forno de aquecimento 3A, 3A1 a 3An: laminador desbastador 38: laminador de acabamento 4: dispositivo de resfriamento de desbaste 41: bocal de resfriamento de porção de cabeça 42: bocal de resfriamento de porção de pé 43: termômetro de porção de cabeça 44: termômetro de porção de pé 45: mesa de transporte 46a, 46b: guia 461a, 461b: abertura 5: dispositivo de resfriamento de acabamento 6: dispositivo de reaquecimento 7: aparelho de tratamento térmico 71a a 71c: cabeçote de resfriamento de porção de cabeça 72: cabeçote de resfriamento de porção de pé 73: termômetro de porção de cabeça 74: unidade de controle 75: leito de resfriamento 76: trilho 91: porção de cabeça 92: porção abdominal 93: porção de pé[00134] It has been confirmed from the results described above that the rail 9 which has high ductility in both the head portion 91 and the foot portion 93 is capable of being manufactured in accordance with the method and apparatus for manufacturing a rail. according to the present invention. LIST OF REFERENCE SIGNS 1: manufacturing apparatus 2: heating furnace 3A, 3A1 to 3An: rough rolling mill 38: finishing mill 4: roughing cooling device 41: head portion cooling nozzle 42: head portion cooling nozzle foot portion 43: head portion thermometer 44: foot portion thermometer 45: transport table 46a, 46b: guide 461a, 461b: opening 5: finishing cooling device 6: reheating device 7: heat treatment apparatus 71a to 71c: head portion cooling head 72: foot portion cooling head 73: head portion thermometer 74: control unit 75: cooling bed 76: rail 91: head portion 92: abdominal portion 93 : standing portion

Claims

1. A rail manufacturing method comprising: hot rolling a heated steel rail material by at least a first rolling mill (3A1...3AK); and adjusting a temperature by cooling the hot-rolled steel rail material; characterized by the fact that the method further comprises: rolling the steel rail material subjected to temperature adjustment into a rail shape at the set temperature and with an area reduction rate of 20% to 30% in at least a second rolling mill (3AK + 1...3AN, 3B), wherein the quantity of second rolling mill is six or less; By adjusting a temperature of the steel rail material, a portion of the surface of the steel rail material corresponding to a head portion (91) and a foot portion (93) of the rail shape are cooled, so that the temperatures of the surface portions reach 500°C or more and 1,000°C or less by a cooling device (4) arranged between the at least one first laminator (3A1 ... 3AK) and the at least one second laminator (3AK + 1 ... 3AN, 3B); and after rolling, heat treat the rail (9) by forced cooling at an average cooling rate of 1°C/s or more and 10°C/s or less from a surface temperature of 730°C or more until the surface temperature reaches 600°C or less, wherein the steel material has a composition comprising 0.60% or more and 1.05% or less carbon (C), 0.1% or more and 1. 5% or less silicon (Si), 0.01% or more and 1.5% or less manganese (Mn), 0.035% or less phosphorus (P), 0.030% or less sulfur (S), 0.1% or more and 2.0% or less chromium (Cr), 0.5% or less antimony (Sb), optionally at least one of: 0.01% or more and 1.0% or less copper (Cu); 0.01% or more and 0.5% or less nickel (Ni); 0.01% or more and 0.5% or less molybdenum (Mo); 0.001% or more and 0.15% or less vanadium (V); 0.001% or more and 0.030% or less of niobium (Nb), with the balance being iron (Fe) and impurities unavoidable.

2. Rail manufacturing method according to claim 1, characterized in that it comprises: prior to heat treating the rail (9), reheating the rail (9) to 730°C or more when the surface temperature of the head portion (91) of the rail (9) is 730 °C or less.

3. Rail manufacturing method according to claim 2, characterized by the fact that, when reheating the rail (9), only the head portion (91) of the rail (9) is reheated.