NO149824B - Limpreparat for liming av papir og papp - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av kontinuerlige lengder av stålstangmateriale og apparat til fremgangsmåtens utførelse.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av kontinuerlige lengder av stålstangmateriale med ensartet kornstruktur over stangens hele lengde,

og som etter valsing og kjøling kan kaldbearbeides eller trekkes uten behov for varmebehandling, hvilket stålstangmateriale fremstilles av en blokk av stål med midlere til høyt karboninnhold på over 0 ,4% og som er opphetet til en temperatur over omvandlingstemperaturen og nedvalset kontinuerlig til en lengde med stangdimensjoner.

Hensikten med oppfinnelsen er å fremstille stålstangmateriale med stor strekkstyrke og god formbarhet, stor jevnhet i egenskaper over stålmaterialets hele lengde, og som har lett fjernbart glødeskall.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å unngå de ulemper som skal omtales inngående nedenfor og som forekommer ved de tidligere kjente fremgangsmåter til samme formål.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved den kombinasjon at den nettopp utvalsede stang umiddelbart etter at stangen har forlatt valseverkets siste valsestol kjøles ved konveksjons- og strålingskjøling, hvilken kjøling skjer med forutbestemt hastighet for styring av den austenittiske kornvekst i stålet for å holde austenittkornstørrelsen liten mellom den nevnte siste valsestol og omvandlingens begynnelse, og deretter kjøles med for vedkommende stål forutbestemt hastighet gjennom nevnte omvandlingsområde mellom en hastighet som er tilstrekkelig rask til å unngå dannelse av for stor mengde grov lamellperlitt eller korngrenseferritt og tilstrekkelig langsom til å hindre dannelse av merkbar mengde bainitt, hvilken kjøling gjennom omvandlingsområdet skjer ved at stangen utsettes for virkningen av et kjølefluidum mens stangen er anbragt på en transportør og i form av flate, innbyrdes forskjøvne ringer eller vindinger som lett kan samles opp til en bunt og ved 18c - 9/54. (149824). 8 blad tegninger.

hjelp av anordninger som sikrer vesentlig fri og ensartet strøm av kjølefluidet til praktisk talt alle partier av stangens overflate.

Ved vanlig fremstilling av stål stenger forlater stålstangmaterialet i ferdig tilstand stangvalseverket ved en temperatur på omtrent 982°C . Tilførselsrør som fører stengene til leggetromler, er utstyrt med vahnmunnstykker, og stengene av-kjøles fra normal til omtrent 790°C, ved hvilken temperatur de føres inn på tromlene . Her formes stengene til kveiler, idet hver kveil normalt representerer produktet av et valseemne og veier fra 180 til 550 kg. Bare mindre avkjøling skjer under oppkveiling, fordi den oppsamlede masse i et innelukket kammer sinker av-kjølingen under oppkveilingstiden som varer i omtrent ett minutt. Etter at opp-kveilingen er avsluttet, fjernes kveilene fra tromlene og anbringes på en transportør, på hvilken de beveges langsomt, idet de avkjøles langsomt i stillestående luft.

Etter at hver kveil er avkjølet tilstrekkelig (540 - 650°C) til at den kan henges opp

i en krok uten å deformeres, overføres den til en kr oktr ans portør som fører kveilene videre for inspeksjon, kapping, binding, skiping, lagring eller til et trådvalseverk. Dette foregår med en slik hastighet at det er tilstrekkelig tid til ytre avkjøling, slik

at den nevnte inspeksjon og binding eller håndtering kan finne sted. Denne vanlige praksis er forbundet med mange ulemper og utgifter. Den lange oppholdstid i luft med høy temperatur forårsaker dannelse av glødeskall (jernoxyd) på alle avdekkede flater med det resultat at man får et direkte metalltap på omtrent 1,5%. Den lang-somme avkjøling påskynder kornveksten, hvilket for stålkvaliteter som inneholder mere enn 0 , 2% carbon forårsaker slike metallurgiske og mekaniske egenskaper som utelukker etterfølgende forarbeidelse, såsom trådtrekking, hvis emnet ikke behandles ytterligere. For stålkvaliteter med midlere og høyt carboninnhold må stålstenger som fremstilles på denne vanlige måte, først utsettes for en særskilt varmebehandling, vanligvis kjent som patentering, før stengene kan brukes til trådtrekking.

Flere forsøk har man tidligere gjort for å unngå ulempene ved den hittil kjente praksis. Et slikt forsøk er forklart i U.S. patent 2 756 169 og ytterligere i U.S. patent 2 994 328. Forsøket går ut på anordning av avvekslende avkjølings- og opp-varmningssoner i rørene som fører fra valsen til leggetromlene. Denne prosess var bestemt særlig for stenger av stål med høyt carboninnhold og hensikten med oppfinnelsen var å tilveiebringe i stålmaterialet slike egenskaper med hensyn til mikrostruktur og mekanisk styrke som var ekvivalente med de som man ventet å oppnå

ved etterfølgende patentering. Dette forsøk misslyktes imidlertid på grunn av de praktiske vanskeligheter som særlig knyttet seg til leveringshastigheten for stengene. Prosessen ble brukt i forbindelse med et tidligere stangvalseverk med maksimal leveringshastighet på 1220 m/min, og selv ved denne forholdsvis lave hastighet var det nødvendig å anbringe trommelen ca. 36 meter fra valseverkets endestasjon.

Ved de for tiden brukte leveringshastigheter fra 1820 - 2250 m/min ville avstanden

bli større enn gjennomførbar i praksis, fordi stenger ikke kan skyves inn og gjennom rør med slike lengder uten at de bøyes eller knekkes. En annen fremgangsmåte med samme hensikt er beskrevet i U.S. patent 2 516 248. Denne fremgangsmåte går ut på at et hus anbringes på toppen av stangkveilen etter at den er tatt av leggetrommelen og at luft blåses fra kveilens indre gjennom ringene som utgjør kveilen. Enda en fremgangsmåte er beskrevet i U.S. patent 2 673 820, hvor luft blåses gjennom kveilens vindinger mens kveilen formes på trommelen. De to sistnevnte fremgangsmåter representerer en vesentlig forbedring av den tidligere praksis særlig med hensyn til nedsettelse av materialtapet på grunn av glødeskall. Ved disse avkjølings-prosesser kjøles imidlertid vindingene med forskjellig hastighet avhengig av deres plassering i kveilen. Ifølge fremgangsmåten i U.S. patent 2 516 248 avkjøles innerste og ytterste vindinger meget raskt, i grunnen altfor raskt til å kunne skape passende egenskaper for trådtrekking, samtidig som vindingene i kveilens indre avkjøles for langsomt. Ved fremgangsmåten ifølge U.S. patent 2 673 820 avkjøles vindingene i kveilens begynnelses- og endeparti forholdsvis lite med den følge at materialegenskapene varierer langs stangens lengde. Dessuten er de to sistnevnte fremgangsmåter bare blitt brukt for trådkveiler med vekt under ca. 450 kg, og deres anvendelse ved kveiler som veier fra 500 - 650 kg ville forårsake egenskapsvariasjoner i materialet som ikke kan tillates.

Stålstenger avkjølet under kontroll i samsvar med oppfinnelsen har stor gjennomsnittlig strekkstyrke og stor formbarhet, stor jevnhet i egenskaper over hele lengden, tydelig mikrostruktur, lett fjernbart glødeskall.

De tre første egenskaper bevirker at stangproduktet er meget lettere å trekke, mens den siste har til følge at materialtap på grunn av glødeskall blir mindre og rensetiden, såsom syrebehandling, blir kortere.

Patentering av varmvalsede stenger bevirker at de fysikalske egenskaper

blir jevnere over stangens lengde, slik at det er mindre fare for brudd under trådtrekking. En stang som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen har en material - jevnhet som er like god eller bedre enn i stenger som er patentert på vanlig måte ved hjelp av luft. Spredningen av verdiene for strekkstyrke i stangmateriale som er avkjølet under kontroll i samsvar med oppfinnelsen, ligger under 700 kg/cm <2>. Selve strekkstyrken er imidlertid vesentlig høyere enn i vanlig stangmateriale som brukes til trådtrekking. Strekkstyrken ligger nemlig fra 3-5% høyere enn før i luftpatenterte stenger av samme stålmateriale, hvor strekkstyrken er bestemt på vanlig måte (etter ASTM standard). Etter den høyere gjennomsnittlige styrke å dømme skulle man tro at disse under kontroll avkjølte stenger ikke kan innsnevres (og derved strekkes) i samme grad som i luftpatenterte stenger. Overraskende nok er imidlertid det motsatte tilfelle.

Det er for tiden vanskelig å finne grunnen til at stenger som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen, kan strekkes bedre og lettere enn luftpatenterte stenger. Stengenes mikrostruktur er ganske tydelig, men det kan være at denne struktur bare delvis påvirker strekkbarheten.

Mikrostrukturen i stangmaterialet som er avkjølet under kontroll består av jevnt spredte finkorn. Korn av finperlitt med bare ubetydelig spor av korngrenseferritt finnes overveiende i stål med carboninnhold høyere enn ca. 0,40%. Ved lavere carboninnhold opptrer korn av perlitt og carbid, og deres relative mengder er avhengig av stålets kjemiske sammensetning. Mikrostrukturen er i det vesentlige fri for bainitt. Den ferritiske kornstruktur er alltid finere enn kornstrukturen i et riktig luftpatentert stangmateriale eller i et stangmateriale som er avkjølet på vanlig måte, og ligger aldri under kornstørrelse 5 etter ASTM-systemet over 2900 korn pr. mm ).

Som følge av den raske avkjøling som foretas ifølge oppfinnelsen, utgjør glødeskalltapet bare 1/2 - 1/3 av tapet ved luftpatenterte stenger, og glødeskallet er fint, løsbart og lett oppsmulbart. Kjølehastigheten er slik at degraderingen av wiistitt til magnetitt og jern er minimal. Magnetittsjiktet som dannes er karakter-istisk kruset som følge av de forskjellige termiske ekspansjonskoeffisienter av skall-materialets sjikt og grunnmetallets sjikt. Denne krusning samt skallets tynnhet letter syrerensningen i vesentlig grad. Rensningen av stengene ifølge oppfinnelsen kan vanligvis utføres på halvparten av den tid som trenges for avkjølte stenger. Denne fordel blir mere markert når stålets carboninnhold kommer under 0 ,40 vekt%. Rensetiden under anvendelse av syre ligger ved de kjente prosesser godt under 30 minutter. Glødeskallet utgjør mindre enn 1,0 vekt% hvis carboninnholdet ligger under 0 ,4 vekt% og vanligvis mindre enn 0 ,6 vekt% hvis carboninnholdet ligger høyere. Denne nedsatte glødeskallmengde vil selvfølgelig bevirke en reduksjon av syrefor-bruket under rensning (beising). Sammenligner man materialtapet på grunn av gløde-skall med materialtapet ved metallstenger som er patentert i luft, vil man lett kunne se fordelene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Som eksempel skal nevnes at en sammenligning viste at man ved 260 tonn stangmateriale i forskjellige stålkvaliteter hadde 0 ,44% vekttap, mens man ved samme materialmengde som var behandlet på vanlig måte, hadde et tap på 0 ,88 vekt%. Hvis de normalt avkjølte stenger skulle patenteres i luft, ville der oppstå et ytterligere glødeskalltap.

Fordelene ved den art glødeskall som finnes på stangmaterialet som er av-kjølet under kontroll i samsvar med oppfinnelsen er inngående forklart i artikkelen "The Cleaning of Carbon Steel Wire as Affected by the Metallurgical Nature of the Scale", A. Dove, Wire and Wire Products, november 1960, side 1547 eller i artikkelen "Regional Technical Meetings", American Iron and Steel Institute, 29. september 1960, side 29 - 57.

Glødeskallets egenskaper som frembringes ved den kontrollerte avkjøling bringer også med seg en annen fordel. Ettersom glødeskallet er forholdsvis løst og lett å fjerne, vil overflatens pitting ikke opptre under syrerensning, dvs. at en dyp etsning for å fjerne særlig sterkt fastsittende glødeskallstykker ikke er nødvendig. Overflaten til de rensede stenger er derfor glattere og jevnere og fri for groper, som ellers under trekkingen kunne føre til brudd eller overflatefeil. Mens syrerensning var særlig nevnt, egner stenger i henhold til oppfinnelsen seg utmerket til mekanisk rensning ved bøyning. Det er forbausende hvor lett skallet kan fjernes ved simpelthen å bøye stengene.

Foreløpige forsøk viser at man også oppnår ytterligere fordeler hvis produktet underkastes en annen varmebehandling under trådtrekkingen. Man har kunnet iaktta at på tråder som er trukket av stenger som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen og som er blypatentert, dannes vesentlig mindre skall enn på tråder som er trukket av blypatenterte stenger. Dette kan skyldes den forholdsvis fine og glatte overflatestruktur til stenger som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen.

Den forbedrede formbarhet ved stengene i henhold til oppfinnelsen kan iakttas ved strekk av en prøvestang som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen og en prøve-stang fra samme charge som er avkjølet på vanlig måte. Forsøket viser at ved stengene i henhold til oppfinnelsen oppnåes minst 6% og vanligvis 10% større areal-innsnevring enn ved stenger avkjølet på vanlig måte. Dette kan fastslåes i minst 95% av stengene i en prøvecharge med tilstrekkelig stort antall stenger.

Jevnheten i materialegenskapene over stangens lengde finnes i den lille spred-ning av strekkstyrken og den lille variasjon i arealtverrsnittets innsnevring langs lengden. Strekkstyrkespredningen over stangens lengde er mindre enn 700 kg/cm og vanligvis mindre enn 560 kg/cm<2> basert på 95% av et tilstrekkelig stort antall prøver. De øvrige 5% omfatter prøver som går utenfor de nevnte verdier som følge av variasjoner i selve strekkprøven. Variasjonen av tverrsnittsinnsnevringen foretatt i samsvar med ASTM strekkprøven er mindre enn + 10% i forhold til middel-verdien som er regnet ut av flere prøver tatt av samme stanglengde.

Produktet fremstilt i samsvar med oppfinnelsen er stangformet stålemne i "som valset" (as-rolled) tilstand med diameter fra 0 ,25 cm til 1,27 cm og i det minste 130 meter langt. Stangen består av stål med carboninnhold i området fra 0 ,01 - 0 ,90 vekt% ifølge AISI nr. C1006-C1085 og andre AISI kvaliteter. Stålets mikrostruktur omfatter jevnt dispergerte finkorn og er i det vesentlige fri for bainitt. Strekkstyrkevariasjonen for stenger av stålmateriale med hvilket som helst carboninnhold ligger under 700 kg/cm^ og gjennomsnittstrekkstyrken er minst 3% større enn for luftpatenterte stenger av samme charge. Stangens tverrsnittsinnsnevring er i det minste 6% større (ifølge ASTM) enn for luftpatenterte stenger.

Stangen er fremstilt av et stangvalseemne som er opphetet før innføringen i stangvalseverket. Stangen utsettes ikke for ytterligere varmebehandling før kald-

bearbeidelsen (kaldtrekkingen).

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av éksempler under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser skjematisk et apparat til fremstilling av stenger som avkjøles i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 viser for sammenligning tre mikrofotografier av henholdsvis mikrostrukturen i en stålstang som er fremstilt under kontrollert avkjøling ifølge oppfinnelsen, en stålstang som er avkjølet på vanlig måte i sammenkveilet tilstand og en stålstang som er patentert i luft. Fig. 3 viser snitt gjennom glødeskallet på en stang avkjølet under kontroll i samsvar med oppfinnelsen og en stang som er patentert i luft. Fig. 4A og B viser strukturer i en stålstang av en annen kvalitet som er avkjølet på vanlig måte, fig. 4C viser strukturen i en stang av samme kvalitet etter at den er patentbehandlet i luft, og fig. 4D viser strukturen i en stang av samme materiale, men som er avkjølet under kontroll i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 5A og B er mikrofotografier som tydelig viser forskjellen mellom strukturen i et stål som er avkjølet på vanlig måte og et stål som er avkjølet i henhold til oppfinnelsen. Nederst på fig. 5 er tilsvarende vist snitt gjennom gløde-skall for vanlig avkjølet stålstangemne og et emne som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 6 er et isotermisk omvandlingsdiagram og illustrerer forskjellige avkjølingsmåter og viser avkjølingshastigheten for stangmateriale som er behandlet på forskjellige måter etter uttagning av stålvalseverket. Diagrammet omfatter nemlig avkjølet materiale, luft- og blypatentert materiale og materiale som er avkjølet under kontroll. Fig. 7 er et sideriss av en anordning til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fig. 8 et grunnriss av anordningen ifølge fig. 7, fig. 9 viser i større målestokk et snitt langs linjen 4 - 4 på fig. 7, fig. 10 et snitt langs linjen 5 - 5 på fig. 7 og fig. 11 viser et snitt langs linjen 6 - 6 på fig. 10. På fig. 12 er vist en modifisert utførelse av den tverrgående luftpassasje som kan brukes uten hus over transportøren, og på fig. 13 er vist en annen utformning av luftpassasjen.

Mikrofotografiene av mikrostrukturene ble i alle tilfelle fremstilt ved ets-

ning av prøvene med "Nital", og mikrofotografiene av glødeskallene ble fremstilt ved etsning i 50% saltsyrebad.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved avkjøling av de valsede stålstenger etter at de har forlatt valseverket, skal forklares i forbindelse med fig. 1.

Hver stanglengde er fremstilt av et eneste valseemne. Hvert emne veier vanligvis minst 180 kg og kan veie så meget som 680 kg eller mere. Stanglengden er avhengig av emnets størrelse og utgjør vanligvis minst 120 meter og kan være så lang som 2800 meter eller mere.

Valsestangen som ved en temperatur på ca. 950 - 1070°C føres ut av valseverket, ledes direkte gjennom et kjøle- og lederør 1 til en leggetrommel eller trakt 2.

I det kjølende lederør innføres vann for bråkjøling av stangen til ca. 732°C for av-skalling, for stål med lavere carboninnhold, og til ca. 787°C for stål med høyere carboninnhold. Den nøyaktige temperatur er avhengig av de krav som stilles til det endelige produkt, men vanligvis er den høyere enn 704°C . Leggetrommelen eller trakten 2 er anordnet slik at den legger stangen ned på en transportør som er betegnet med 3. Transportøren omfatter et transportørleie 4 med føringsskinner 6. Transportørleiet er utformet med slisser som vist ved 5 for å slippe gjennom kjølegass fra blåsevifter 7. Spjeld 12 brukes til regulering av kjølemiddelstrømmen gjennom slissene. Et transportørkjede 8 som drives fra en drivinnretning 9, trek-ker stangen over føringsskinnene 6. Et avskjermende hus 10 dekker over transpor-tøren og bidrar til hensiktsmessig setting av kjølegasstrømmen.

Stangen legges på transportøren i form av en rekke ikke-konsentriske sirkelformede vindinger. Avstanden mellom vindingene er for klarhets skyld vist over-drevent stor. Kjølestangens vindinger avkjøles ved stråling i en utjevningssone og føres deretter i den avskjermede sone, hvor de hurtig og jevnt avkjøles ved hjelp av kjølegassen. Avstanden mellom de sirkelformede vindinger gjør det mulig for gassen å komme i like god kontakt med alle deler av stangen. Den gjennomgående masse av stangmateriale er større langs transportørens lengdekanter enn på midten. Den største del av kjølemidlet tilføres derfor transportørens ytre kanter, som vist med piler 11, slik at bortledning av varme fra stangmaterialet er jevn over hele vindingen, fordi mengden av kjølemediet på tvers av transportøren er proporsjonal med den gjennomgående materialmasse. Kjølemiddelmengden som tilføres langs transportøren, er tilstrekkelig stor for rask avkjøling av stangmaterialet for oppnåelse av i det vesentlige fullstendig omvandling av austenitt før temperaturen synker ned til vende-punktet (det knelignende parti) på den indre kurve på det isotermiske omvandlingsdiagram for vedkommende stålkvalitet.

Stangen føres ut av anordningen ved en temperatur på 595°C eller mindre og kveiles opp ved 13. Etter avskallingen kan stangen trekkes direkte til tråder uten ytterligere varmebehandling.

Eksempel I.

En typisk mikrostruktur i en stålstang som er avkjølet under kontroll i samsvar med oppfinnelsen, er vist på fig. 2A, B og C , forstørret 500 x. Strukturen på fig. 2A tilhører en stang som er avkjølet under kontroll og viser en finperlittisk struktur med mindre enn 10% oppløselig lamellperlitt. Strukturen ifølge fig. 2B til-hører et på vanlig måte avkjølet stangemne og viser finperlitt og 25% oppløselig lamellperlitt. På fig. 2C viser mikrofotografiet strukturen i et stål med høyt carboninnhold, hvor stangemnet er patentbehandlet i luft og viser omtrent 20% oppløselig perlitt i lamellform. På fig. 3D og E er vist mikrofotografier (forstørret 500 x) av snitt gjennom glødeskallpartiet i stålemner med høyt carboninnhold. Fig. 3D viser strukturen for en stang som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen med sterk forbindelse mellom skallet og grunnlaget. Fig. 3E viser strukturen til en stang som er patentert i luft og viser tydelig et tykt FeO-lag og skallets opprivning ved grense-sjiktet mellom skallet og grunnmetallet.

Alle prøver ble fremstilt av samme charge vanlig fjærstål (0 ,63 vekt% carbon, 1,00 vekt% mangan og 0 ,17 vekt% silicium.) Hvert emne veide omtrent 181,5 kg og ble nedvalset til en diameter på 6,68 mm, alle emner i samme valse. En stang, fra hvilken prøvene ifølge fig. 2A og 3D ble tatt, ble kveilet på den ovenfor forklarte transportør ved en temperatur på ca. 782 - 799°C i form av ikke konsentriske vindinger med 1,2 m diameter og avstand mellom vindingenes fremre kanter på ca. 3,8 cm. Vindingenes totale antall var 129 og transporthastigheten var 183 m/min. Kontrollert avkjøling ved hjelp av luftblåsevifter kom i gang innen 15 sekunder fra det tidspunkt på hvilket stangens temperatur var omtrent 782°C , og stangen ble avkjølet jevnt fra ca. 746°C med en hastighet på 426,5°C pr. minutt og ble fjernet fra tran-sportøren og kveilet opp ved en temperatur på 249°C.

Stangen fra prøven 2B var på vanlig måte kveilet opp ved en temperatur på 787°C , slik den kom ut av valseverket og stangens vindinger fikk anledning til å av-kjøles i stillestående luft.

Prøvene ifølge fig. 2C og 3E var tatt fra samme stang som prøven 2B etter at stangen ble patentert i luft.

Prøveresultatene fremgår av den nedenstående tabell:

Man kan se at sammenlignet med luftpatentert stangmateriale har materialet

i stenger ifølge oppfinnelsen en finere kornstruktur bestående av ferritt og finperlitt som er i det vesentlige fri for bainitt. En av årsakene til denne finere kornstørrelse er den raske avkjøling i tillegg til det forhold at stangen bare ble opphetet en eneste gang, nemlig foran stangvalseverket og ikke etter. Vanlig luftpatentering fører med seg gjentatt oppvarming av de valsede stenger, hvilket øker kornstørrelsen. Stenger som er fremstilt i samsvar med oppfinnelsen er ikke varmebehandlet etter valsingen. Dette er forskjellig fra de kjente stangformede valseprodukter som brukes til trekking av tråd som er varmebehandlet etter valsingen og derfor har grov formstruktur. Materialets bestanddeler og emnets fremstillingsmåte påvirker selvfølgelig også kornstørrelsen, men for en bestemt type carbonstål vil mikrostrukturen alltid være finere i stenger som er avkjølet under kontroll i samsvar med oppfinnelsen enn i stenger som er behandlet på annen måte.

Ved sammenligning av fig. 3D og fig. 3E kan sees at glødeskallet på stenger som er avkjølet i samsvar med oppfinnelsen er tynnere og kruset. På fig. 3D sees en enkelt fase (Wiistitt) som binder skallmaterialet til grunnmetallet, mens på fig.

3E kan sees en delvis omdannelse av wiistitt til jern og uønsket magnetitt i skille-flaten mellom glødeskallet og grunnmetallet. Wustittsjiktet er festet til grunnstål-materialet ved jern og magnetitt. Det i syre uoppløselige magnetittområde på Fig. 3E er nesten dobbelt så tykt som på Fig. 3D.

Undersøkelsesprøver kan fremstilles ved at man velger to identiske valse-emner fra samme charge med stål og valser emnene ned i stangvalseverket til samme størrelse, f.eks. stangstørrelse nr. 5. Stangen fra det ene emne formes til flere ikke-konsentriske vindinger og avkjøles i samsvar med oppfinnelsen, mens den annen stang kveiles opp og avkjøles på vanlig måte og deretter patenteres i luft. Luftpatenteringen utføres ved at stangen føres gjennom en opphetningsovn for å øke stangmaterialets temperatur til over 982°C med etterfølgende avkjøling i stillestående luft, hvoretter stangen kveiles opp.

Eksempel II.

Ca. 20 tonn stål fra samme charge ble forarbeidet i samsvar med oppfinnelsen til et stangemne med stangstørrelse nr. 5 i form av 101 vindinger. Gjennomsnitts-vekten for kveilen eller bunten var ca. 185 kg. Buntene ble forarbeidet til fire forskjellige trådtyper, nemlig:

Ca. 8164 ,5 kg ble nedvalset til M.B. fjærtråd med 2 ,6797 mm diameter

Ca. 4536 kg ble nedvalset til H.S. fjærtråd med 1,9304 mm diameter

Ca. 3630 kg ble nedvalset til tråd med 2 ,413 mm diameter for patentering

og senere fremstilling av galvanisert trukket fjærtråd med diameter 0 ,9144 mm

Ca. 907 kg ble nedvalset til diameter 1,3208 mm for patentering og fremstilling av M.S.fjærtråd med 0 ,50818 mm diameter.

Foruten jernet inneholdt chargen følgende bestanddeler:

Stengene med størrelse nr. 5 ble fremstilt av valsestangemner med fir-kantet tverrsnitt med 5 ,2 cm sidelengde, og det ble brukt et kontinuerlig valseverk med 3 valsebaner med 6 blokkvalser, 4 mellomvalser, 4 trådvalser og 6 finish-valser. Stengene ble ført ut av valseverket med en temperatur på ca. 1024°C og ble umiddelbart deretter avkjølet til 793°C - 810°C ved hjelp av vann. Ved denne temperatur ble stangen lagt i form av ikke-konsentriske vindinger med en diameter på ca. 1,46 m på en transportør ved hjelp av en leggeinnretning. Transportørens totale lengde var 22,9 m og transportørens bevegelseshastighet var 18,3 m/min. Avstanden mellom ringenes eller vindingenes fremre kanter var omtrent 38 mm. Transportøren var utformet med slisser med en lengde på omtrent 11,6 m for til-førsel av kjøleluft. I løpet av de første 4 ,6 m ble ingen luft tilført for avkjøling. Deretter ble kjøleluft tilført innenfor den tid som er bestemt ved diagrammet for en isotermisk omvandling for vedkommende stålart. Avkjølingen foregikk jevnt for alle deler av stangens vindinger. Sammenkveilingen ble foretatt ved ca. 205°C.

Mikrostrukturene i stengenes materiale var av omtrent samme kvalitet.som for stangmaterialet som var patentert i luft, og strukturinnholdet var omtrent 80% finperlitt, 20% mellomgrov perlitt og bare mindre spor av ferrittkorn. (Dette ble fastslått ved forstørrelser på 750 x).

Disse verdier er basert på en nominell stangdiameter på 5 ,677 mm. Fordelingen og jevnheten i strekkstyrke over emnets lengde må betraktes som gode. Gjennomsnittsstrekkstyrken for det undersøkte materiale ligger omtrent 703 kg/cm^ høyere enn for stangmateriale med 5,537 mm diameter som er patentert i luft.

Stangdimensjonene (bestemt fra 12 forskjellige vindinger) var som følger:

Det ble også foretatt følgende prøver:

Sveiser

De øvrige vindinger var uten sveisesømmer.

Overlapping

(20 tilfeldige prøver) Vinding nr. 9 1 overlapping 0 ,0762 mm De øvrige vindinger var uten overlapping.

Stangvindingene ble renset ved neddypping i en fortynnet svovelsyre. Syv vindinger ble renset av gangen. Badets temperatur var ca. 62,5°C + 9,5°Cog rensetiden var 10 - 15 minutter pr. parti. 77 vindinger ble kalket og 24 ble dekket med boraks. Fire tilfeldige prøver som ble dekket med boraks, ble veid før og etter rensning og dekking. Ved to prøver var det ingen vektforandring, ved en av prøvene var vekttapet 0 ,32% og ved den siste var vekttapet 0 ,36%. Det vil være klart at vekttapet på grunn av fjernelse av skallet er forbausende lite. M.B. fjærtråd (M.B. spring wire) ble trukket av den kalkede stang i en innretning med 6 trekkåpninger med en hastighet på 213 ,5 m/min. og under anvendelse av et tørt smøremiddel. Den totale tverrsnittsreduksjon var 76%. Reduksjonen foregikk i den nedenfor angitte rekkefølge: 4,826 mm 4,2146 mm 3,7084 mm 3,2512 mm 2,8448 mm 2,6797 mm

Trekkeoperasjonen foregikk uten vanskeligheter. Det oppsto ingen brekkasje under operasjonen og trekkskivene hadde normal brukstid. Det var ingen antydning til skjørhet i de fremstilte fjærer. En fjærtråd med 2 ,6797 mm diameter ble under-søkt med hensyn til strekkstyrke (1-X Wrap Test) og resultatene er satt opp i den følgende tabell*. Forsøket omfattet 50 kveiler eller bunter med en gjennomsnittlig vekt på 163 kg hver.

Bruddgrense i kg/ cm2

En H.S. fjærtråd med 1,9304 mm tykkelse ble trukket av kalkede stenger ved hjelp av en innretning med åtte trekkåpninger med en hastighet på 213 ,5 m/min. og under anvendelse av tørt smøremiddel. Den totale tverrsnittsreduksjon var 88,4%. Tverrsnittsreduksjonen fremgår av følgende tall: 4,445 mm, 3,8354 mm, 3,3782 mm, 2,9464 mm, 2,5908 mm, 2,2606 mm, 2,0574 mm, 1,9304 mm.

Produktet ble undersøkt med hensyn til styrke og det ble brukt syv emner med en gjennomsnittlig vekt på 816 kg hver.

Bruddgrense i kg/ cm2

Torsjonsprøve på 20 cm lange prøvestykker:

Antall bøyninger; over 90° vinkel over 11,43 mm bøyeradius.

Prøvene ble også underkastet en formbarhetsprøve i en "IX wrap test", hvilket ga tilfredsstillende resultater.

En tråd med 2 ,313 mm tykkelse ble trukket av en stang som var behandlet med boraks og det ble brukt en innretning med syv trekkåpninger. Trekkhastigheten var 304,8 m/min. og det ble brukt tørt smøremiddel. Tverrsnittsreduksjonen var totalt 82% og rekkefølgen var som angitt nedenfor: 4,7244 mm, 4,1402 mm, 3,6322 mm, 3,175 mm, 2 ,7940 mm, 2 ,5654 mm , 2,413 mm.

Produktet ble undersøkt med hensyn til styrke. Som utgangsmateriale ble brukt 35 kveiler hver med en gjennomsnittsvekt på ca. 168 kg.

Bruddgrense i kg/ cm2

Vriprøve på et 20 cm langt prøveemne Antall vridninger

Bøyeprøve over 90° vinkel over 14, 48 mm bøyeradius:

Antall bøyninger

Alle prøver ble underkastet en formbarhetsprøve (IX wrap test) som ga tilfredsstillende resultater.

En tråd med 1,3208 mm tykkelse ble trukket i en innretning med 10 trekk-hull. Trekkhastigheten var 304,8 m/min. og det ble brukt tørt smøremiddel. Den totale tverrsnittsreduksjon var 94,6% og rekkefølgen var som angitt nedenfor: 4,191 mm, 3,3782 mm, 2,9464 mm, 2,5908 mm, 2,2606 mm, 1,9812 mm, 1,7526 mm, 1,5240 mm, 1,3970 mm, 1,3208 mm.

Prøvene ble undersøkt med hensyn på styrke og det ble brukt syv kveiler med en gjennomsnittsvekt på 136 kg. hver.

Bruddgrense i kg/ cm2

Bøyeprøve over 90° vinkel over bøyeradius på 6, 86 mm

Antall bøyninger

Alle prøver gjennomgikk en formbarhetsprøve med tilfredsstillende resultat (IX

wrap test).

Å trekke en ståltråd med 1,3208 mm tykkelse av et stangemne med størrelse nr. 5 må betraktes som temmelig hard forarbeidelsesmåte for den slags materiale.

Eksempel III

De på fig. 4 viste mikrofotografier er alle fremstilt av samme charge på 0 ,57% carbonstål. Prøvene 4A og 4B er fremstilt av en kveil med en vekt på omtrent 181 kg som er kveilet på vanlig måte etter som stangen går ut av stangvalseverket. Prøven ifølge fig. 4C som ble luftpatentert og prøven ifølge fig. 4D som ble avkjølet under kontroll, ble laget av kveiler som ble fremstilt som beskrevet i forbindelse med eksempel II. Det ble brukt samme stangvalseverk som under fremstillingen av stenger ifølge eksempel II og stangens størrelse var nr. 5 (5 gauge).

Variasjonen i mikrostruktur med tilsvarende dårligere mekaniske egenskaper og dårligere formbarhet i stenger som var avkjølet på vanlig måte, fremgår av fig. 4A og fig. 4B. Fotografiene viser tydelig virkningen av mindre kjølehastigheter og variasjoner med hensyn til omvandlingen. Den innerste del av kveilen som ble av-kjølet med minste hastighet, hadde mere blokkformet ferritt og en perlitisk matrise som mangler den seighet som er nødvendig for trekking av tråd. Denne prøve er vist på fig. 4A. Tverrsnittsreduksjonen ved brudd var 42% og bruddstyrken på dette tidspunkt var 7480 kg/cm<2>.

Prøven på fig. 4B svarer til den ytterste del av kveilen hvor kjølingshastig-heten var størst. Produktet ligger nærmest et luftpatentert produkt. Tverrsnittsreduksjonen ved brudd var 48% og den tilsvarende bruddstyrke var 9300 kg/cm<2>.

En typisk struktur for luftpatentert stålemne er vist på fig. 4C. I dette tilfelle var tverrsnittsreduksjonen 52% og den tilsvarende bruddstyrke var 9550 kg/cm<2>. Prøven hadde en stort sett sorbitisk-perlitisk matrise med et minimum av ferritiske utfellinger. Denne stålart egner seg meget godt for trådtrekking. På fig. 4D er vist et mikrofotografi av en prøve på stangemnet som ble avkjølet i samsvar med oppfinnelsen. Den oppnådde tverrsnittsreduksjon var 53% og den tilsvarende bruddstyrke var 9800 kg/cm<2>. De foretatte prøver viser klart at et produkt som var behandlet i samsvar med oppfinnelsen, var like godt eller bedre enn et produkt som ble fremstilt under patentering i luft. Mikrostrukturen til produktet ifølge oppfinnelsen hadde et minimum av ferritt og en finsorbitisk-perlitisk matrise.

Eksempel IV

En stang nr. 5 ble valset av fjærstål som forklart i eksempel II. Kveilens vekt var omtrent 181 kg, stålet inneholdt 0,66 vekt% carbon, 0 ,83 vekt% mangan og 0 ,17 vekt% silicium. Prøvestykker ble tatt av omtrent hver tiende vinding avvekslende på sidepartiet og på midtpartiet. Avkjølingen foregikk under kontroll i samsvar med oppfinnelsen. Av den nedenstående tabell fremgår den store jevnhet over hele lengden i bruddstyrken til produktet ifølge oppfinnelsen.

Med kveilens sideparti henholdsvis midtparti menes vedkommende partis be-liggenhet i forhold til transportørens midte.

Eksempel V.

Stålemner av samme charge med kvalitet Grade C 1020 utettet stål ble valset \ il diameter 9 ,9314 mm og et parti av stålet ble avkjølet i samsvar med oppfinnelsen, mens et annet parti ble kveilet opp i opphetet tilstand og avkjølet på vanlig måte. Mikrofotografier av de to prøver er vist på fig. 5, hvor fig. 5A viser strukturen i det på vanlig måte avkjølte stangemne med båndformet ferritt med intergranular per litt. Forstørrelsen er 100 x. Det tilsvarende tverrsnitt gjennom glødeskall-partiet er vist på fig. 5 forstørret 500 x og av mikrofotografiet kan sees et tykt FeO lag mellom grunnmaterialet og skallmaterialet. På fig. 5B er vist strukturen

til samme stangmaterialet, men etter kontrollert avkjøling i samsvar med oppfinnelsen. Strukturen har fin, svakt båndaktig forløpende, noe nålformet ferritt med intergranular perlitt. Mikrofotografiet er forstørret 100 x. Det tilsvarende tverrsnitt av glødeskallpartiet er vist nederst på fig. 5. Forstørrelsen er 500 x.

Stangen ble avkjølet på vanlig måte, hadde en bruddstyrke på 4153 kg/cm<2>

og den tilsvarende tverrsnittsreduksjon var 65 , 1%. For den under kontroll av-

kjølte stangs vedkommende var tilsvarende verdier henholdsvis 4477 kg/cm<2> og 65,9%.

Av mikrofotografiene fremgår at en vanlig avkjølt stang har en struktur med båndformet ferritt med intergranular perlitt. Prøven av stålemnet som var avkjølet under kontroll hadde derimot mere findelt ferritt i form av svake bånd og ellers noe nålformet og med intergranular perlitt. Glødeskallet var vesentlig tykkere på

vanlig avkjølte stenger og satt fastere på grunnmaterialet enn ved produktet som var avkjølet i samsvar med oppfinnelsen.

Diagrammet på fig. 6 viser et antall typiske avkjølingskurver under forskjellig behandling av valsede stenger. Det vil fremgå av diagrammet at kurven for kontrollert avkjøling ikke følger kurven for blypatentering, som heller er en ideal-kurve, men det fremgår allikevel at avkjølingen ifølge oppfinnelsen resulterer i en i det vesentlige fullstendig omvandling av austenitt før stangens temperatur er sunket under den indre kurves kneparti (som er avmerket med X). Spredningen som er vist for kurven ved normal avkjøling, skyldes det forhold at stangen er kveilet sammen mens den har en temperatur på over ca. 780°C , slik at kveilens masse bevirker at kveilens innerste parti avkjøles med mindre hastighet. Derved forårsakes en utillatelig variasjon av materialegenskapene i produktet. Denne variasjon må fjernes eller oppheves ved luftpatentering eller blypatentering for å gjøre stangen anvendelig for trådtrekking.

Et apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal beskrives nedenfor under henvisning til fig. 7-13. På fig. 7 og 8 er et valseverks siste valsepar betegnet med 102. En stang 104 føres gjennom et rør 106, i hvilket stangen kan avkjøles på vanlig måte med vann til en temperatur i området 649°C - 815°C. Deretter snus stangen nedover ved hjelp av en kjedeføring 108 og føres inn i et leggehode 110. Leggehodet kan være utført på vanlig måte slik det brukes til legging av stangmateriale på en leggetrommel. Stangen 104 anbringes på en transportør 112 som fortrinnsvis beveges kontinuerlig og som fortrinnsvis skråner svakt oppover, slik at transportørens utløpsende ligger tilstrekkelig høyt over gulvnivået for å lette den etterfølgende oppsamling av stangvindingene på en oppsamlingsstasjon 116.

Ettersom transportøren beveger stangmaterialet fremover som vist ved pilen 118, vil stangmaterialet legges på transportøren i form av suksessive ikke-konsentriske, i det vesentlige sirkelformede vindinger, hvilket kan sees klart på fig. 7. Disse ikke-konsentriske vindinger legges kontinuerlig på transportøren så lenge man har stangmateriale til rådighet fra det opprinnelige valseemne som ble ført inn i valseverket. Den oppsamlede kveil eller bunt 122 vil ha en vekt som i det vesentlige svarer til utgangsemnets vekt. På tegningen er bare vist en forenklet fremgangsmåte ved oppsamling av stangmateriale, men det er klart at andre innretninger til omarrangering av de ikke-konsentriske vindinger kan brukes, slik at stangmaterialet sammenkveiles ettersom det forlater transportøren.

En foretrukket utførelse av transportøren 112 er vist på fig. 9, 10 og 11. Det vil fremgå at transportøren omfatter et antall parallelle, langsgående skinner 124, hvis øvre kanter ligger i et felles plan. Skinnene understøttes av en øvre

såle 125. Mellom skinnene 124 er anordnet transportkjeder 126, til hvilke det er festet oppad fremstikkende medbringere 128 med en lengde som er tilstrekkelig til at de kan komme i anlegg med stangvindingene og bevege dem støtt og uten å de-formere dem langs skinnene 124. Kjedene går over drivkjedehjul 130, hvis hastighet kan styres for å forandre vindingenes bevegelseshastighet på transportøren.

Transportøren har langsgående sidevegger 132 som strekker seg over transportørens hele lengde. Veggenes 132 øvre kanter ligger fortrinnsvis i samme høyde som vindingene. Et langsgående tak 134 er anordnet over den største del av transportøren og bæres av flere søyler 136 som går oppover fra veggene 132. Taket 134 er på begge sider avsluttet med korte nedadvendende vegger 138, som imidlertid ligger tilstrekkelig høyt over veggene 132, slik at det er skaffet et tilstrekkelig stort tverrsnitt eller mellomrom 139 for bortførsel av kjøleluft eller annet medium som tvinges til å strømme gjennom de vandrende stangvindinger på en måte som skal forklares nedenfor.

Sideveggene 132 strekker seg et stykke nedover fra transportørens overflate, som vist ved 140 , og er forbundet med hverandre ved en tett bunn 142. Et antall vertikale vegger 144, 146, 148 og 150 deler mellomrommet mellom sålen 125 og bunnen 142 og veggene 140 i et antall fordelingskammere, som er betegnet med A, B og C. Hvert kammer har en åpning i sin sidevegg, som vist ved 152 på fig. 9, og er forbundet med en ledning 154 som er koblet til utløpet på en vifte 156. Som vist på fig. 7 er det anordnet tre vifter 156 som hver drives av en^motor 158. Det er klart at fordelingskamrenes antall og størrelse samt viftenes størrelse og kapasitet

>kan variere, slik at man skaffer det luftvolum som trenges for gjennomstrømming av stangvindingene 104, mens de beveger seg på transportøren. Det kan også brukes andre kjølemedier enn luft, og kjølemediet eller -mediene som leveres fra et eller

flere fordelingskammere, kan ha forskjellige bestemte temperaturer som kan ligge over eller under den omgivende temperatur slik at den tilsiktede virkning oppnåes. Dessuten er det å forstå at også væskeformig kjølemedium kan brukes, i hvilket tilfelle kjølemediet heller vil tilføres gjennom rør og dyser enn gjennom fordelingskammere . Den ikke fordampede del av kjølemediet vil i et slikt tilfelle oppsamles i sumper og føres bort gjennom passende ledninger.

For å oppnå en jevn avkjøling og at luften ledes over og forbi stangvindingene har man truffet følgende anordning: Sålen 125 er utformet med et større antall tverrgående åpninger. Disse åpninger har samme tverrsnitt og en slik åpning er vist på fig. 11 og betegnet med 160. Sålens åpningskanter 162 og 164 er bøyd oppover for å lede luften fra fordelingskammeret mot og gjennom stangvindingene. Åpningene 160 kan lukkes mere eller mindre ved hjelp av spjeld 166 som er anordnet på en aksel 168 som er ført ut til siden gjennom veggen 140 , som vist på fig. 10. Akselen 168 er ved sin ende utstyrt med en arm 170 med en motvekt 172. På fig. 11 kan sees at armen 170 er svingt mot venstre, slik at vekten 172 holder spjeldet 166 i lukket stilling og stenger for lufttilførsel gjennom åpningen 160. Når armen ved vekten svinges til høyre, vil spjeldet 166 innta den med strekede linjer viste stilling, slik at luften som presses inn i fordelingskammeret B ved hjelp av viften 156 kan strømme oppover gjennom åpningen 160 og passere alle deler av stangvindingene 104 mens de beveges jevnt over åpningen 160.

Stangmaterialet ligger på skinnenes 124 øvre kanter, men disse skinner har forholdsvis lite tverrsnitt, slik at de ikke kan påvirke kjølevirkningen.

Ettersom stangmaterialet legges på transportøren i form av ikke-konsentriske ringer eller vindinger, som vist på fig. 8, vil den minste metallkonsentrasjon opptre ved transportørens midte og konsentrasjonen vil øke mot transportørens sider. Dette vil si at på et bestemt flateparti av transportøren vil antall krysninger mellom de forskjellige vindinger øke ettersom man nærmer seg transportørens sider. Dessuten ligger de partier av stangmaterialet som befinner seg nærmest sentret i det vesentlige i tverretningen, mens partiene ved transportørens sider strekker seg mere eller mindre i transportørens bevegelsesretning. Følgen er at anordningen av en tverrgående sliss eller åpning med jevn bredde for blåsing av luft oppover av i det vesentlige samme mengde pr. tidsenhet over hele åpningsarealet vil bevirke at man får størst avkjøling ved åpningens midte og minst ved åpningens sidekanter, fordi materialmassen er minst i åpningens midte og størst ved åpningens sider. Da kjøle-luften føres oppover med.jevn hastighet over hele tverrsnittsarealet av den tverrgående åpning, vil følgen bli at avkjølingen vil foregå raskere på midten enn på sidene. Hensikten med oppfinnelsen er imidlertid å oppnå en jevn avkjøling over materialets hele utstrekning. Dette har man oppnådd ved at luft som føres oppover gjennom de tverrgående åpninger og som ikke er opphetet i samme grad som den luft som føres oppover på vindingenes sider, avledes sideveis slik at den strømmer mot og ut av åpningen 139. Luften vil derfor strømme over og rundt alle partier av stangvindingene på begge sider av midten og særlig gjennom og over de partier hvor metallkon-sentrasjonen er størst.

Taket som er bygget over transportøren og de tverrgående åpninger forårsaker en turbulent omredigering av luften som går opp gjennom åpningenes midte, hvor det er mindre metallmasse som skal avkjøles. Denne omdirigerte midtstrøm som har noe lavere temperatur enn luften som føres opp og gjennom partier med stor metallkonsentrasjon, blandes sammen med den varmere sideluft og passerer igjen over vindingenes sidepartier, slik at alle partier av vindingene i det vesentlige avkjøles med samme hastighet. På denne måte oppnåes en jevn avkjøling.

På fig. 8 er inntegnet tyve tverrgående luftåpninger 160, som hver styres

av et spjeld 166. I taket for hvert fordelingskammer A, B og C finnes seks åpninger, mens to åpninger som normalt er stengt, ligger foran den tverrgående vegg 144. Ved hjelp av disse spjeldstyrte åpninger kan luftmengden som føres over de vandrende stangvindinger, styres på en slik måte at man oppnår den riktige kjølehastighet for vedkommende stangmateriale under hensyntagen til materialets omvandlingskurve, slik at der fremstilles et stangmateriale med de riktige metallurgiske egenskaper.

Det er ikke vesentlig at de suksessive kjølemediumstrømmer eller kjøle-medium"tepper" ledes vertikalt. ÅO pningenes 160 sidevegger kan ga o pa o skra o forover eller bakover for å tvinge luften eller annet kjølemedium til å strømme oppover i vinkel med vertikalen uten at dette påvirker kjøleforholdene ufordelaktig.

Det er også klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til innretninger som fører kjølemediet oppover gjennom vindingene. Det kan nemlig anordnes kanaler som fører kjølemediet nedover og resultatet vil bli det samme.

Av fig. 7 fremgår at taket 134 over transportøren begynner ved 174 og slutter ved 176. Det finnes således et utildekket område på transportøren mellom leggehodet 110 og takets begynnelse 174. Over dette åpne område foregår en betydelig avkjøling av stangmaterialet som følge av stråling. Dette område utgjør således en sone hvor stangmaterialet i løpet av kort tid kan avkjøles med en forholdsvis liten hastighet og uten behov for tilførsel av et særlig kjølemedium. Denne periode med forholdsvis langsom avkjøling foran allotropisk omvandling tillater en kornvekst i en forutbestemt utstrekning, hvilket er ønskelig for bestemte materialer og formål. Det er å forstå at takets 134 lengde samt lengden av det forangående åpne område kan variere i samsvar med de spesielle forhold som opptrer, i avhengighet av de metallurgiske egenskaper som det behandlede materiale har. På lignende måte kan antallet og dimensjonene til åpningene 160 minskes og økes og kjølemediumvolumet som passerer de åpne åpninger, kan endres av operatøren etter behov for å møte de krav som stilles av omvandlingskurven. Kravet er at alle partier i hver av de ikke-konsentriske vindinger avkjøles jevnt i løpet av en bestemt og riktig tid, slik at materialet i den oppkveilede stang 122 har de nødvendige jevne metallurgiske egenskaper. Ved hjelp av apparatet ifølge oppfinnelsen har man oppnådd en hurtighet, styrbarhet og jevnhet i avkjølingen som ikke har vært mulig å oppnå ved hjelp av tidligere kjente anordninger.

På det tidspunkt når vindingene passerer takets 134 ende, vil temperaturen

ha falt med en slik hastighet at den vil passere et punkt på den indre omvandlingskurve som ligger over kurvens indre kneparti, hvilket har til følge at etterfølgende avkjøling av stangen med forholdsvis stor hastighet ikke vil ha noen ytterligere virkning på materialets metallurgiske egenskaper og heller ikke vil bevirke noen vesentlig dannelse av skall. Skalldannelsen under denne kjøleprosess er helt ubetydelig etter at stangmaterialet har forlatt leggehodet 110, fordi avkjølingen foregår så

raskt.

En annen utførelse av innretningene for oppnåelse av jevn avkjøling av stangmaterialet under materialets bevegelse langs transportøren er vist på fig. 12 og 13. Ved disse utførelser kan overtaket eventuelt sløyfes.

Ved utførelsen ifølge fig. 12 er de rektangulære tverrgående åpninger ifølge fig. 8 forandret slik at de er tynnest på midten og tiltar gradvis i bredde mot sidene. Åpningssidenes kurvatur er avpasset etter den metallmasse som finnes i hvert bestemte langsgående snitt gjennom de innbyrdes overlappende ikke-konsentriske vindinger. Ved denne utformning oppnåes at de forholdsvis mindre materialmasser som befinner seg nærmest midten, vil utsettes for avkjøling meget kortere tid enn materialmassen ved sidene, med den følge at man oppnår en jevn avkjøling over hele materialet. Som vist på tegningene har åpningene et vesentlig større tverrsnitt (i transportørens

. lengderetning) ved kantene enn på midten.

Antallet av stangemnets vindinger pr. lengdeenhet av transportøren kan varieres vilkårlig uten at avkjølingens jevnhet påvirkes, skjønt for en konstant gjen-nomstrømningsmengde av kjølemiddel og konstant stangstørrelse vil kjølingshastig-heten avta ettersom vindingenes antall øker. Når vindingenes konsentrasjon øker,

kan volumet av kjølemiddel som strømmer ut gjennom de tverrgående åpninger , økes slik at man oppnår samme kjølingshastighet. Omvendt hvis vindingenes konsentrasjon avtar, kan gjennomstrømningsvolumet av kjølemiddel nedsettes slik at kjølings-hastigheten vil holdes konstant.

Hvis man som kjølemedium anvender luft eller annen gass, kan man for å sikre konstant gjennomstrømningshastighet gjennom den tverrgående åpning dele opp åpningen ved tynne, krumme, vertikale skillevegger 180, som vist på fig. 12. Med i det vesentlige jevnt trykk i hvert fordelingskammer A, B og C vil man da oppnå at kjølemediet med i det vesentlige jevn hastighet over hele tverrsnittet strømmer oppover og forbi vindingene mens disse beveges over åpningene.

Claims (11)

1. En tredje utførelse av gjennomstrømningsåpningene som også sikrer en jevn avkjøling uten anvendelse av et tak, er vist på fig. 13. Anordningen omfatter en rekke åpninger 182 med full lengde som ligner åpningene ifølge fig. 8. Mellom disse åpninger med full lengde er imidlertid anordnet et.antall kortere åpninger 184, og mellom hvert par åpninger 184 finnes en enda kortere åpning 185. Også i dette tilfelle er hensikten med anordningen å skaffe sterkest gjennomstrømning på transportørens sider, hvor de fleste vindinger overlapper hverandre og en svakere gjennomstrømning på midten. Åpningenes antall og størrelse kan lett tilpasses metallmengden i stangemnet som passerer. Apparatet omfatter også en oppsamlingsinnretning 116 som er vist i forenklet utførelse. Stangvindingene 104 som forlater transportørens endeparti faller ned på et kjegleformet kveilehode 188 og oppsamles i form av en kveil eller bunt 122. Så snart den siste vinding er anbragt på kveilen, dreies kveilehodets dreie-bord 190 slik at et nytt kveilehode 192 bringes til arbeidsstilling for oppkveiling av neste rekke med vindinger. Mens den annen kveil formes, fjernes den første kveil 122 fra kveilehodet 188. 1. Fremgangsmåte for fremstilling av kontinuerlige lengder ay stålstangmateriale med ensartet kornstruktur over stangens hele lengde, og som etter valsing og kjøling kan kaldbearbeides eller trekkes uten behov for varmebehandling, hvilket stålstangmateriale fremstilles av en blokk av stål med midlere til høyt karboninnhold på over 0,4% og som er opphetet til en temperatur over omvandlingstemperaturen og nedvalset kontinuerlig til en lengde med stangdimensjon, karakterisert ved den kombinasjon at den nettopp utvalsede stang umiddelbart etter at stangen har forlatt valseverkets siste valsestol kjøles ved konveksjons- og strålingskjøling, hvilken kjøling skjer med forutbestemt hastighet for styring av den austenittiske kornvekst i stålet for å holde austenittkornstørrelsen liten mellom den nevnte siste valsestol og omvandlingens begynnelse, og deretter kjøles med for vedkommende stål forutbestemt hastighet gjennom nevnte omvandlingsområde mellom en hastighet som er tilstrekkelig rask til å unngå dannelse av for stor mengde grov lamellperlitt eller korngrenseferritt og tilstrekkelig langsom til å hindre dannelse av merkbar mengde bainitt, hvilken kjøling gjennom omvandlingsområdet skjer ved at stangen utsettes for virkning av et kjølefluidum mens stangen i form av flate, innbyrdes forskjøvne ringer eller vindinger som lett kan samles opp til en bunt, er anbragt på en bevegelig transportør og ved hjelp av anordninger som sikrer vesentlig fri og ensartet strøm av kjølefluidet til praktisk talt alle partier av stangens overflate.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kjølefluidet ledes gjennom ringene i det vesentlige perpendikulært på den retning i hvilken ringene er forskjøvet.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2 , karakterisert ved at nedkjølingen umiddelbart etter valsing skjer fra en valsetemperatur på omtrent 1000°C ned til en temperatur på 650 - 850°C som er omvandlingstemperaturen for vedkommende stål.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at ringene for avkjøling anbringes på en åpen støtte i liten avstand fra hverandre, men ikke mindre enn at kjølemedium lett kan komme i berøring med vesentlig alle partier av stangens overflate og at luft eller annen gass gis anledning til ved konveksjon å sirkulere gjennom ringene.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at ringene for avkjøling med luft eller gass legges ned på en støtte i form av en i det vesentlige horisontal transportør slik at ringene overlapper hverandre.
6. 6. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at luft eller gass tvinges til å sirkulere gjennom ringene for avkjøling.
7. 7 . Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at kjølegassen er en oxyderende gass.
8. 8. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert v e d at den kjølegassmengde som sendes mot ringene holdes i transportørens tverr-retning proporsjonal med økningen av det transporterte stangmateriales masse i nevnte retning.
9. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at kjølegassen eller -luften blåses mot og gjennom ringer fra tverrgående slisser, og etter å ha passert ringenes midtre parti avbøyes til siden i begge retninger for å komme i berøring med ringenes ytre partier eller sidepartier.
10. 10. Apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge et eller flere av de foregående krav, omfattende et etter et valseverk anordnet leveringsrør som mottar stangen fra en valsestol, et leggehode som med stor hastighet mottar stangen fra leveringsrøret og former den til i det vesentlige stasjonære ringer, en bevegelig transportør som er anordnet under leggehodet (2; 110) for å motta ringene og bevege dem i innbyrdes forskjøvet stilling, og en ringsamler (13; 116, 188) for ringene ved transportørens ende, karakterisert ved at apparatet mellom valsestolen og transportøren omfatter innretninger for rask avkjøling av stangen og styring av den austenittiske kornvekst (kjølevannsrør 106 og kjøling ved 110), innretninger (108) som griper den av-kjølte og derfor forholdsvis stive stang etter at denne har forlatt leveringsrøret (106) og som tvinger stangen inn i leggehodet (110), og innretninger (124) som understøtter stangen på transportøren på flere punkter som er i tilstrekkelig stor avstand fra hverandre til å tillate fri adkomst av kjølefluidum til stangen, men som er tilstrekkelig nær hverandre til å holde stangen i form av flate ringer uten at stangen deformeres.
11. 11. Apparat ifølge krav 10, omfattende en transportør (112) for å bevege ringene mens de avkjøles, og innretninger (125, 140, 142, 144, 146, 148, 150) som danner en rekke kjølesoner som strekker seg gjennom ringene på transportøren (112),

    hvilke innretninger danner fordelingskamre (A, B, C) som er tilordnet transportøren, karakterisert ved at kammerets bunn (142) over hvilken ringene passerer, er forsynt med en rekke porter (160) hvis totale areal pr. enhet av transportørens bredde er i det vesentlige proporsjonal med den totale masse av metallet som passerer over portene slik at alle ringpartier avkjøles med i det vesentlige samme hastighet.

    Anførte publikasjoner: Britisk patent nr. 889.907 Fransk patent nr. 1.280.881, 1.299.205 U.S. patenter nr. 1.232.014 [29-81], 1.295.139 [242-79], 1.901.514 [29-417], 1.945.898 [242-80], 2.516.248 [148-155], 2.673.820 [148-12], 2-756.169 [148-156] , 3.011.928 [148-156].

    Wire and Wire Products 32 (1957) 10, p. 1179-82 og 1262-64, og 36 (1961) 10, p. 1333-35 og 1452-56.

    Stahl und Eisen 57 (1937) Heft 42 p. 1189-95, Heft 43 p. 1216-25, Heft 44 p 1220 og 1249-55. E. Houdremont: Handbuch der Sonderstahlkunde, Bd 1, 3. Aufl. , Berlin 1956, p.403.

    Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen, 3. Aufl. , Dusseldorf 1953, p.Tl-6 til Tl-15. "Loopro" Continuous Cleaning Process. Brosjyre utgitt i 1962 av Wirecrafters, Inc. Atlas zur Warmebehandlung der Stahle, Stahl Ck45 (Schmelze 3).