• No results found

Av de tester som gjorts inför ramen av detta projekt pekar samtliga på att puckelglödgning är en ur materialsynpunkt fullt fungerande mjukglödgningsprocess. Detta bekräftas av både labbugnstestet, avsnitt 5.2, som gjorts samt de cykler som körts i dilatometern, avsnitt 5.3.2. Samtliga labprover har fått fina strukturbedömningar och med hårdhetsvärden som ligger relativt nära det hårdhetsvärde som prov RH1 (Bilaga 60) visade. Cykel 1 som kördes i dilatometern visar även att puckelglödgning är en process som går att anpassa till att klara flera olika stålsorter. Det är högst troligt att en och samma puckelglödgningscykel kan fungera på fler stålsorter än de som testats i detta projekt, under förutsättning att stålsorterna har liknande kemisk sammansättning och A1- värden samt att processen finslipas för att passa önskade stålsorter. Detta bekräftas även av det faktum att Hofors idag kör många olika stålsorter i Bilaga 93 om än främst 800-stål.

Det finns dock saker med puckelglödgning som kan ställa till problem ute i den riktiga produktionen. Dels det faktum att processen innehåller en kylzon ”mitt i” ugnen. Detta ”låser” ugnen till en viss typ av cykel vilket innebär att ugnen generellt blir mindre flexibel. Uppvärmningstider och hålltider innan kylzonen kan inte nödvändigtvis ökas då det kommer krocka med kylzonen, vilket gör att stegen innan kylzonen inte har något större utrymme för justering. Hastigheten i ugnen går visserligen att sakta ned om man vill ge mer tid till uppvärmning eller längre hålltid innan kylzonen, men det saktar samtidigt ned hela processen. Det är möjligt att detta problem går att undvika genom att konstruera kylzonen på så vis att den även kan användas som en vanlig högtempererad zon.

Ett kylmoment mitt i en cykel gör även att materialet måste värmas upp ännu en gång vilket blir en onödig förlust energimässigt jämfört med Bilaga 60. Extra också då ett material är som svårast att värma upp i slutet. I BILAGA 1 syns det att det tar flera timmar att få upp materialet från 750 °C till 800 °C. Det är förmodligen inget stort problem att snabbt värma materialet i Hofors då de lastar enkellager, och då ofta rör, som är väsentligt lättare att värma upp än flera lager av tätt packade stänger som görs i Hällefors. Det kan säkert förbättras med en effektivare ugn men det blir likväl ett extra uppvärmningsmoment.

Anledningen till att kylmomentet i processen finns till är, som nämnts i avsnitt 3.1.3, för skapa en finlamellär perlit som i sin tur bidrar till en finare slutstruktur. Jämförelser mellan referensprovet RH1, som körts i Bilaga 60 utanför labbmiljö, och de olika puckelglödgningsproverna från avsnitten 5.2, 5.3.2 samt 5.4 visar att puckelglödgningen genererar finare karbider. Samtidigt uppvisades ingen skillnad i kornstorlek.

De prover som kommer från den riktiga processen i Hofors visar likt labbproverna på ett bättre CG-värde än referensprovet RH1 men även på ett högre CN-CG-värde. Det högre CG-värdet tros dock inte bero på kylmomentet i puckelglödgningen utan på att Bilaga 93 har en för kort uppvärmningstid och/eller hålltid för stålet. Ugnen klarade inte av att värma upp materialet tillräckligt snabbt för att lösa upp karbidnätverket. Ingen skillnad i kornstorlek gick heller att se mellan prover från de olika körningarna (avsnitt 5.5).

För att Bilaga 93 utanför labbmiljö ska kunna producera en minst lika fin struktur som finns i referensprovet RH1 skulle lasten behöva vara mindre än de 630 kg/m som användes i testkörningen i Hofors alternativt måste Bilaga 93 justeras till att ha en längre hålltid över A1 för att möjliggöra en fullständig sfäroidisering av karbidnätverket. Båda dessa lösningar innebär en minskning av den teoretiska produktionen/h som visas i tabell 3.

Att kyla och värma en stor volym tätt packad stång är svårt vilket kan leda till att en mindre mängd material måste köras. Detta kompenseras dock delvis av den betydligt snabbare hastigheten. Det är dock ugnens kapacitet att snabbt kunna kyla och värma, som blir avgörande för hur mycket material som kan lastas. Men med tanke på att Kontugn 14 i Hofors, som är byggd specifikt för att klara

puckelglödning, har problem med att mjukglödga 630 kg/m stång trots den teoretiska maxvikten på 750 kg/m ser det inte allt för lovande ut.

En ytterligare aspekt att ta hänsyn till är att fler men volymmässigt mindre mattor leder till fler luckor i ugnen mellan mattorna, vilket i längden blir ett betydande produktionsbortfall. Även detta leder till ytterligare en minskning av den teoretiska produktionen/h.

En för snabb ugnshastighet ställer även höga krav på kringutrustning och personal. Med en ugnshastighet på 7 m/h och stänger på 4 meter innebär det att en ny matta måste lastas var 35:e minut. Att en operatör, som är det antal som sköter inlastningen idag, ska hinna med att lasta en matta med 4 meter långa stänger varje halvtimme samtidigt som även 2 andra ugnar ska lastas är högst tveksamt för att inte säga omöjligt med den utrustning som finns idag. Även om endast stänger längre än 7 meter lastas tillkommer problem då stänger med små dimensioner, vilka är vanligt förekommande, ska lastas. Krokiga stänger och trassel är vanligt förekommande vid lastning av klena stänger, vilket drar ut på tiden jämfört med lastning av korta och/eller tjocka stänger.

Utöver själva lastningsproblematiken vid hög ugnshastighet finns som nämnts ovan även problem med kringutrustning. Både den som lastar in mattorna och den som lastar ut dem använder samma travers vilket skulle vara väldigt svårt att klara av med de små tidsmarginaler som skulle uppstå. Den snabba ugnshastigheten kan även leda till att provtagning i anslutning till utlastningen i vissa situationer blir omöjlig att genomföra då det blir för kort med tid mellan mattorna, vilket innebär att uppgiften måste flyttas till annan personal.

Detta innebär dock inte att det inte finns saker att lära av Bilaga 93. Som nämnts i avsnitt 2.2 är vissa moment i Bilaga 60 långt ifrån optimerade, kanske på grund av den stora spridning i antal stålsorter som mjukglödgas i Bilaga 60. Främst hastigheten på den kontrollerade svalningen och det temperaturintervall som den kontrollerade svalningen sker i. Det är möjligt att det går att optimera båda två redan idag utan att bygga om ugnen. Öka hastigheten på den kontrollerade svalningen och/eller minska temperaturintervallet. Är det någon stålsort som inte klarar av optimeringen kan den flyttas över och mjukglödgas i Rullhärdugn 3 som även den kör Bilaga 60. Rullhärdugn 1 skulle kunna fokusera på att enbart mjukglödga 803-stål då det är en sådan stor volym, alternativt 803-stål plus andra stålsorter som klarar av samma cykel. Effektivare uppvärmning av materialet är även det något som borde gå att förbättra vid en ombyggnation av ugnen. Eftersom diffusionshastigheten ökar vid högre temperaturer [13] öppnar det även upp möjligheten till en kortare hålltid över A1. Bilaga 93 gör ovan nämnda saker mycket bättre och det, tillsammans med det faktum att endast enkellager lastas, är de största anledningarna till varför den cykeln klarar av att hålla högre hastighet än Bilaga 60. Inte att den har ett kylmoment mitt i processen. Processen skulle i teorin kunna snabbas på ytterligare om kylmomentet togs bort.

Bedömningen är således att det under de förutsättningar som råder i Hällefors idag är bättre att ha en större volym material i en långsammare ugn än en mindre volym material i en snabbare ugn även om Bilaga 60 borde kunna optimeras för att gå snabbare med bibehållen vikt per meter. Ett exempel på hur det skulle kunna se ut i förhållande till Bilaga 60 och Bilaga 93 finns i figur 43 nedan.

Figur 43. En jämförelse mellan Bilaga 60, Bilaga 93 och ett exempel på hur en optimerad Bilaga 60 skulle kunna se ut

med kortare uppvärmningstid, högre temperatur över A1, snävare temperaturintervall vid den kontrollerade svalningen samt snabbare svalningshastighet vid den kontrollerade svalningen.

Related documents