SE1300673A1 - Kontinuerlig gjutningsvals och förfarande för dess framställning - Google Patents

Abstract

18 SAMMAN DRAG En kontinuerlig gjutningsvals (1) for att understodja och transportera varmt material i en kontinuerlig gjutmaskin och ett forfarande for att framstalla en sadan vals är beskrivna. Den kontinuerliga gjutningsvalsen (1) har ett understOdjande parti (2) for att understodja och transportera varmt material. Det understodjande partiet (2) har en forlangning i en axialriktning (A) och i en radialriktning (R) och innefattar ett mittparti (3) av laglegeringsstal. Mittpartiet (3) är koaxialt omslutet av ett flertal skikt vilka innefattar ett forsta skikt (10), varvid det forsta skiktet (10) innefattar austenit, och ett andra skikt (20) av minst ett keramiskt material. Det forsta skiktet (10) är koaxialt omslutet av det andra skiktet (20).

Description

1 KONTINUERLIG GJUTNINGSVALS OCH FORFARANDE FOR DESS FRAMSTALLNING TEKNISKT OMRADE Den foreliggande beskrivningen avser en kontinuerlig gjutningsvals, i synnerhet en kontinuerlig gjutningsvals for kontinuerlig gjutning av stal. Den 5 avser aven ett forfarande for framstallning av en sadan vals.

BAKGRUND Kontinuerlig gjutning av stal är forfarandet varigenom skivor av stal kontinuerligt gjuts fran snnalt stal. Mer specifikt halls det snnalta stalet fran en skopa ned i en gjutvanna Than vilken det transporteras vidare till en vattenkylningsform (primal- kylning). Darefter stelnar det smalta stalet till den halvfardiga skivan for efterfoljande valsning i slutbehandlingsverket. Skivan matas kontinuerligt mellan tva banor som bildas medelst ett flertal valsningslinjehopsattningar, varvid var och en av dessa innefattar en eller flera valsar och andra delar sasom tatningar och lager, f6r att ytterligare forma och kyla skivan till den slutliga tjockleken av gjutningsmaterialet. Pa detta satt underst6djs skivan omedelbart medelst valsar pa tatt avstand Than varandra. FOr att 6ka stelningshastigheten vattenkyls typiskt valsningslinjehopsattningarna, eller valsarna, invartes och skivan kan sprayas med stora mangder av vatten da den aker igenom en spraykammare (sekundar kylning).

I en bojd lamellgjutningsmaskin lamnar skivan formen vertikalt (eller pa en nara vertikalt böjd vag) in i strangtoppsegmentet och da den forflyttar sig igenom den [Ada strangen, lamnar strangen i en horisontell position.

Kontinuerlig gjutning av stal är en kravande process som omfattar hoga temperaturer och stora temperaturvariationer. Vidare resulterar vattenkylning av skivan, eller stalstrangen, i en mycket korrosiv miljo. Saledes erfordras att valslinjehopsattningen tal nnycket harda forhallanden vilka successivt bryter ned hopsattningen och dess komponenter. Som ett exempel kan valsningsmaterialet brytas ned pa grund av korrosion, utnnattning och slitning. 2 Sa snnaningonn nnaste valsen eller hela valshopsattningen bytas ut eller genomga underhall vilket kraver ett langvarigt och kostsannt avbrott i det kontinuerliga gjutningsf6rfarandet.

En valslinjehopsattningskomponent, vilken i synnerhet utsatts for nedbrytning är valsen, eftersom den är i direktkontakt med den varma stalskivan. Valsen är darfor en viktig och avgorande faktor for valslinjehopsattningens totala livstid. Svetsvalsplatering är industrins standardforfarande for att forbattra korrosions- och slitningsresistens, resistens mot hoga temperaturer, och utmattningsresistens hos valsarna. Da detta forfarande anvands tillhandahalls laglegeringsvalsen med en ytbelaggning som exempelvis bestar av rostfritt stal. Svetsvalsplatering kan anses vara en komplex process. FOrfarandet resulterar icke sallan i att valsmantelytan har en inhomogen mikrostruktur, och till -1610 inhomogena mekaniska egenskaper. Vidare kan det vara svart att putsa upp valsar som anvander valsplatering.

Det är Onskvart att kontinuerliga gjutningsvalsar ska vara hogpresterande saval som enkla och kostnadseffektiva att producera och putsa upp. Existerande kontinuerliga gjutningsvalsar kan forbattras i dessa avseenden.

BESKRIVNING Syftet hos den foreliggande beskrivningen är att tillhandahalla en forbattrad eller alternativ kontinuerlig gjutningsvals. Aspekter som är av sarskilt intresse inkluderar prestandan hos den kontinuerliga gjutningsvalsen, till exempel med avseende pa korrosions-, slitnings-, och utmattningsresistens, samt resistens mot hoga temperaturer, och kostnaden och enkelheten av dess produktion.

Uppfinningen är definierad av det oberoende kravet. Utforingsformer skildras i de oberoende kraven, i beskrivningen och i fig urerna.

Enligt en f6rsta aspekt av uppfinningen tillhandahalls en kontinuerlig gjutningsvals for att understodja och transportera varmt material i en kontinuerlig gjutmaskin. Den kontinuerliga gjutningsvalsen har ett understodjande parti vilket är anpassat att understOdja varmt material. Det 3 underst6djande partiet har en forlangning i en axialriktning och i en radialriktning och innefattar ett mittparti av laglegeringsstal. Mittpartiet är koaxialt omslutet av ett flertal skikt vilka innefattar ett forsta skikt, varvid det forsta skiktet innefattar austenit, och ett andra skikt av minst ett keramiskt material. Det forsta skiktet är koaxialt omslutet av det andra skiktet.

For enkelhetens skull kommer termen "vals" hadanefter anvandas i betydelsen av "kontinuerlig gjutningsvals".

En vals som har den ovan beskrivna strukturen kan ha en hog resistens mot korrosion, slitning, utmattning och hoga temperaturer. Detta kan leda till en totalt satt langre livslangd hos valsen och reducera underhallskostnader. Vidare kan valsen produceras medelst en enkel och kostnadseffektiv process och fran material som är latta att fa tag pa och relativt billiga, sasom laglegeringsstal.

Valsens skiktstruktur kan resultera i en vals som kombinerar onskvarda egenskaper hos olika material. Skikten kan ha olika eller liknande funktioner. Till exempel kan det forsta skiktet av hardad austenit hjalpa till att fOrbattra valsens lastunderstodjande egenskaper. Valsens resistens mot korrosion, slitning och utmattning kan forstarkas medelst det andra skiktet av minst ett keramiskt material. Det tredje skiktet av en jarnoxid kan oka valsens resistens mot korrosion och slitning.

Ett diffusionsskikt kan anordnas mellan mittpartiet och det forsta skiktet, som är sett i radialriktningen hos det understodjande partiet, sa att diffusionsskiktet koaxialt omsluts av det forsta skiktet. Mittpartiet är koaxialt omslutet av diffusionsskiktet. Ett sadant diffusionsskikt definierar en grund med avseende pa en lastbarande kapacitet med en djup och kontinuerlig radialovergang tan mittpartiets material till det forsta skiktets material. Sasom beskrivet pa ett annat satt är diffusionsskiktet ett parti hos valsen dar valsen gradvis overgar -Iran att vara bildad av mittpartiets material till att vara bildad av det forsta skiktets material med avseende pa okande niva av fastlosningshardning och utfallningshardning. Diffustionsskiktet kan 6ka den lastbarande kapaciteten och utmattningsresistensen hos valsen. 4 Valsen kan innefatta overgangsregioner nnellan vilka tva sekventiella skikt som heist. En sadan overgangsregion definierar en overgang tan ett av skiktens material till ett annat skikts material.

Mittpartiet kan innefatta mindre an cirka 5 vikt-% krom, mindre an cirka 4 vikt-% nickel och mindre an cirka 2 vikt-% molybden. Med avseende pa prestanda och ekonomi är laglegeringsstal med denna kom position i synnerhet lamplig for den foreliggande uppfinningen.

Det forsta skiktet kan innefatta hardad austenit, nagot som kan forbattra prestandan hos valsen. Med "hardad austenit" avses material som resulterar fran att utsatta austenit for en hardningsprocess. Martensit och bainit är exempel pa sadana material. Det f6rsta skiktet kan innefatta en av martensit och bainit. Martensit och bainit är harda material som kan hjalpa till att forbattra kapaciteten hos valsen att tala tunga laster.

Det andra skiktet kan vara koaxialt omslutet av ett tredje skikt av minst en jarnoxid. Tillhandahallandet av ett tredje skikt kan forbattra prestandan hos valsen. Det andra skiktet kan innefatta minst en av e-fas och y'-fas. Till exempel kan det andra skiktet innefatta c-fas Fe2_3(C,N) och/eller y'-fas Fe4(C,N). Det tredje skiktet kan innefatta jarnoxidmagnetit (Fe304). Det tredje skiktet kan vara det yttersta skiktet, som är sett i en radialriktning. Korrosions- , slitnings- och utnnattningsresistensegenskaper, sannt resistensegenskaper mot hoga temperaturer hos c-fas, y'-fas och magnetit är sadana att tillhandahallandet av skikt innefattande dessa foreningar kan forbattra kapaciteten hos valsen att tala den harda miijön i en gjutningsmaskin. Sadana skikt är typiskt tillhandahallna nara den yttre ytan hos det understodjande partiet som är sett i radialriktningen.

Det tredje skiktet kan innefatta jarnoxidwilstit (FeO) och/eller hematit (Fe203). De relativa mangderna av de olika jarnoxiderna i det tredje skiktet är beroende av tekniska aspekter hos produktionen av valsen, sasom produktionstemperaturerna. Enligt en variant av valsen är magnetitmangden i det tredje skiktet st6rre an wilstitmangden och hematitmangden. I nagra applikationer kan nagra av egenskaperna hos magnetit, sasom dess densitets- och adhesivitetskapacitet, g6ra detta material i synnerhet lampligt fOr att bilda det yttersta skiktet hos valsen.

Ett totalt holjedjup kan vara i onnradet fran cirka 50 pm till cirka 1000 pm, varvid med "totalt holjedjup" avses det radiella avstandet mellan den yttre ytan hos valsen och radien vid vilken valsens hardhet är 30 HV hogre an hardheten hos mittpartiets material.

En valslinjehopsattning kan innefatta minst en vals enligt beskrivningen ovan och rotationsorgan for att rotera en vals. Rotationsorganet och valsen är driftdugligt forbundna. Valsen kan bildas i ett stycke eller innefatta ett flertal komponenter, sasom ett skaft som är driftdugligt forbunden vid en valsmanteldel. Skaftet kan vara roterbart anordnat eller icke roterbart anordnat med avseende pa valsmanteldelen.

Enligt en andra aspekt hos den foreliggande uppfinningen tillhandahalls ett fOrfarande fOr att framstalla en kontinuerlig vals. FOrfarandet innefattar ett steg f6r att tillhandahalla ett arbetsstycke av laglegeringsstal med en utstrackning i en axialriktning och i en radialriktning. Forfarandet innefattar aven ett steg for aft varmebehandla arbetsstycket medelst austenitisk uppkolningsnitrering, varvid ett austenitskikt och ett sammansattningsskikt bildas. Med "austenitskikt" avses ett skikt innefattande austenit. Ett diffusionsskikt kan bildas medelst steget att varmebehandla arbetsstycket.

En vals, sonn ar frannstalld enligt det ovan beskrivna forfarandet, kan ha en hog resistens mot korrosion, slitning, utmattning och flora temperaturer, vilka kan oka valsens totala livslangd och reducera underhallskostnader. Vidare kan produktionskostnaderna reduceras medelst anvandningen av laglegeringsstal, vilket är relativt billigt, och faktumet att varmebehandlingarna kan vara kortvariga. Notera att, genom detta forfarande, är det mojligt att framstalla en vals enligt nagot av ovan namnda kannetecken och effekter med avseende pa den forsta aspekten hos den foreliggande uppfinningen. I synnerhet kan arbetsstycket, efter att ha blivit utsatt for varmesteget, oxideringssteget och hardningssteget, bilda ett understodjande parti enligt den f6rsta aspekten hos den foreliggande uppfinningen.

Sammansattningsskiktet kan innefatta minst ett keramiskt material. Sammansattningsskiktet kan innefatta minst en av c-fas och y'-fas. E-fasen kan vara e-fas Fe2_3(C,N). r-fasen kan vara y'-fas Fe4(C,N). Dessa fOreningar 6 kan forbattra korrosions-, slitnings- och utnnattningsresistensen, sannt resistensen mot hoga temperaturer, hos det understodjande partiet, och är typiskt tillhandahallna nara den yttre ytan hos det understodjande partiet, som är sett i radialriktningen.

Forfarandet kan innefatta ett steg f6r att oxidera det varmebehandlade arbetsstycket, varvid ett jarnoxidskikt bildas. Forfarandet kan innefatta ett steg av hardning av austenitskiktet. Med "hardning av austenitskiktet" avses en process medelst vilken skiktets hardhet akar. Genom att inkludera ett eller !Dada av dessa steg kan det resultera i en vals med forbattrad prestanda.

Jarnoxidskiktet kan bilda den yttre ytan hos det understodjande partiet som är sett i radialriktning. Jarnoxidskiktet kan innefatta magnetit (Fe304). Magnetit har vissa egenskaper, sasom en hog densitets- och adhesivitetskapacitet, som kan hjalpa till att forbattra slitningsresistensen hos det understodjande partiet. Jarnoxidskiktet kan innefatta wilstit (FeO) och/eller hematit (Fe203). Den relativa mangden av olika jarnoxider i jarnoxidskiktet beror till exempel pa vilken temperatur och atmosfar som anvands under oxideringsprocessen. I vissa applikationer kan jarnoxidskiktet foretradesvis innefatta mer magnetit an wustit och hematit.

Austenitskiktet kan hardas medelst martensithardning. Med "nnartensitharning" avses en process nnedelst vilken austenit atminstone är delvis omvandlad till martensit. Alternativt kan austenitskiktet hardas medelst bainithardning. Med "bainitharning" avses en process nnedelst vilken austenit atminstone är delvis omvandlad till bainit. Foljaktligen kan hardningen av austenitskiktet resultera i att ett skikt innefattande en av martensit och bainit bildas. Martensit och bainit är harda material, och en vals innefattande ett skikt, innefattande nagot av dessa material, kan halla for tunga laster.

KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA De olika aspekterna hos uppfinningen som inkluderar dess sarskilda 30 kannetecken och fordelar, kommer grundligt att kunna forstas fran den foljande detaljerade beskrivningen och de medfoljande figurerna, i vilka: Figur 1 är en vy i tvarsnittsperspektiv av en vals som visar dess inre skiktade struktur; 7 Figur 2 är ett flodesschenna av nagra av stegen hos ett forfarande f6r att framstalla en vals; och Figur 3 är en schematisk perspektivvy av nagra av komponenterna hos en valslinjehopsattning.

Figurerna är inte ritade i skala. Sasom illustreras i figurerna är storlekarna pa skikten och regionerna overdrivna av illustrativa orsaker, och är salunda tillhandahallna f6r att illustrera de generella strukturerna hos den foreliggande uppfinningens utforingsformer.

DETALJERAD BESKRIVNING Den foreliggande uppfinningen kommer nu att i det foljande beskrivas mer fullstandigt med referens till de nnedfOljande figurerna, i vilka exemplifierade utf6ringsformer hos uppfinningen visas. Uppfinningen kan emellertid vara utformad i manga olika former och ska inte tolkas som begransande till de hari beskrivna utf6ringsformerna; dessa utf6ringsformer är snarare tillhandahallna fOr grundlighet och fullstandighet. Lika hanvisningstecken refererar till lika delar genom hela beskrivningen.

Figur 1 visar det understOdjande partiet 2 hos en kontinuerlig gjutningsvals 1 for att understodja och transportera varmt gjutet material, sasom stal, i en kontinuerlig gjutnnaskin. Det understOdjande partiet 2 har en generell struktur av en cirkular cylinder och definierar en axialriktning A och en radialriktning R. De tva axiella andpartierna 2a, 2b hos det underst6djande partiet 2 kan konfigureras for att mojliggora operativt ingrepp mellan valsen 1, och till exempel en understodjande struktur eller lager. For att uppna detta kan de tva axiella andpartierna 2a, 2b till exempel uppvisa utsprang och/eller fordjupningar. Det understodjande partiet 2 kan utformas utan nagra genomgaende hal, sasom i figur 1, eller kan vara tillhandahallna med ett rakt genomgaende hal (inte visat) i axialriktningen A f6r att motta ett skaft. Ett sadant genomgaende hal kan stracka sig cirkulart runt det understOdjande partiets 2 mittpunkt som är sett i radialriktningen R. Sasom angivet pa ett annat satt kan det understOdjande partiet 2 vara forsett med ett rakt cirkulart genomgaende hal som är centrerat vid mittaxeln hos det understOdjande partiet 2. Det understOdjande partiet 2 har en axiallangd I och en diameter d. 8 Axiallangden I kan till exempel vara i onnradet fran cirka 100 mm till cirka 1500 mm. Diametern d kan till exempel vara i omradet fran cirka 100 mm till cirka 400 mm.

Det understodjande partiet 2 innefattar ett mittparti 3 som är bildat av laglegeringsstal. Mittpartiet 3 är koaxialt omslutet, som är sett i radialriktningen R, av ett flertal skikt som är sekventiellt anordnade. Varje skikt har en forlangning i radialriktningen R och i axialriktningen A. Tjockleken hos skiktet, som är sett i radialriktningen R, kan variera i axialriktningen A.

Mittpartiet 3 omsluts av ett forsta skikt 10. Ett diffusionsskikt 40 kan vara anordnat mellan mittpartiet 3 och det forsta skiktet 10 sa att mittpartiet 3 är koaxialt omslutet av diffusionsskiktet 40, vilket i sin tur är koaxialt omslutet av det forsta skiktet 10. Diffusionsskiktet 40 definierar en Overgangsregion, som är sett i radialriktningen R, Than mittpartiets 3 material till det forsta skiktets 10 material. Diffusionsskiktet 40 kan vara ett parti av valsen 1 varvid valsens 1 komposition overgar Than att innefatta cirka 0,1 vikt-% kvave till att innefatta cirka 3 vikt-% kvave. Diffusionsskiktet 40 kan vara ett parti av valsen 1 varvid valsens 1 komposition overgar fran att innefatta cirka 0,1 vikt-% kol till att innefatta cirka 3 vikt-% kol. Diffusionsskiktet 40 kan vara ett parti av valsen 1 varvid valsens 1 komposition overgar fran att innefatta cirka 0,1 vikt- (:)/0 kvave plus kol till att innefatta cirka 3 vikt-% kvave plus kol. Diffusionsskiktet 40 kan vara ett parti hos valsen 1 vilket är anordnat mellan det f6rsta skiktet 10 och ett parti has valsen 1 som har en hardhet pa cirka 30 HV hogre an hardheten hos mittpartiet 3. Tjockleken r40 hos diffusionsskiktet 40 kan vara i omradet fran cirka 50 pm till cirka 800 pm. I figur 1 innefattar det forsta skiktet 10 hardad austenit, till exempel martensit eller bait it. Notera att ett sadant skikt kan innefatta austenit, till exempel austenit som forblir opaverkad av hardningsprocessen. Tjockleken no hos det forsta skiktet 10 kan vara i omradet Than cirka 0,5 pm till cirka 100 pm. Det forsta skiktet 10 kan ha ett kvaveinnehall pa upp till cirka 5 vikt-%. Det forsta skiktet 10 kan ha ett kolinnehall pa upp till cirka 5 vikt-%. Det forsta skiktet 10 kan ha ett kvaveplus kolinnehall pa upp till cirka 5 vikt-%. Det forsta skiktet 10 är koaxialt omslutet av ett andra skikt 20. Salunda är det f6rsta skiktet 10 anordnat mellan diffusionsskiktet 40 och det andra skiktet 20 som är sett i radialriktning 9 R. Det andra skiktet 20 kan ha en tjocklek r20 i onnradet fran cirka 5 pm till cirka 35 pm. Det andra skiktet 20 kan ha ett kvaveinnehall i omradet fran 5 till 12 vikt-`)/0. Det andra skiktet 20 kan ha ett kolinnehall i omradet Than 5 till 12 vikt-`)/0. Det andra skiktet 20 kan ha ett kvave- plus kolinnehall i omradet fran till 12 vikt-%. Det andra skiktet 20 innefattar minst ett keramiskt material, till exempel e-fas Fe2_3(C,N) och/eller y'-fas Fe4(C,N).

Det andra skiktet 20 kan vara koaxialt omslutet av ett tredje skikt 30 av minst en jarnoxid, till exempel magnetit (Fe304), wOstit (FeO) och/eller hennatit (Fe203). Det andra skiktet 20 är salunda anordnat mellan det f6rsta skiktet och det tredje skiktet 30, som är sett i radialriktningen R. Det tredje skiktet 30 kan bilda en yttre yta 2c, som är sett i radialriktningen R, hos det understodjande partiet 2. Det tredje skiktet 30 kan ha en tjocklek r30 i omradet Than cirka 0,5 pm till cirka 3 pm.

MeIlan vilka tva radiellt sekventiella skikt som heist, kan det finnas en overgangsregion i vilken det understOdjande partiets material varierar, som är sett i radialriktningen R, fran ett av skiktens material till ett annat skikts material.

Figur 2 är ett flodesschema Over nagra av stegen hos forfarandet for att framstalla en kontinuerlig gjutningsvals 1 enligt den foreliggande uppfinningen. Ett antal fOrfarandesteg, vilka kan inverka pa egenskaperna hos den slutliga produkten nned avseende pa resistens mot korrosion, slitning, utnnattning och hoga tennperaturer, är involverade i att frannstalla valsen 1. I steg Si tillhandahalls ett arbetsstycke av laglegeringsstal. Arbetsstycket har en forlangning i en radialriktning R och i en axialriktning A. Arbetsstycket har en axiallangd I, vilken kan vara i omradet fran cirka 100 mm till cirka 1500 mm, och en diameter d, vilken kan vara i omradet fran cirka 100 mm till cirka 400 mm.

I steg S2 varmebehandlas arbetsstycket medelst en austenitisk uppkolningsnitreringsprocess. Processmediet i den austenitiska uppkolningsnitreringsprocessen kan valjas ur gruppen bestaende av en gas, en vatska eller en plasma. Uppkolningsnitreringsprocessens processmedium innefattar kvave och kol som aktiva grundamnen. Austenitisk uppkolningsnitrering anses vara kand f6r den yrkeskunniga personen och kraver armed ingen ytterligare beskrivning.

Ett austenitskikt och ett sammansattningsskikt bildas som ett resultat av den austenitiska uppkolningsnitreringsprocessen. Typiskt bildas aven ett diffusionsskikt. Sammansattningsskiktet innefattar minst ett keramiskt material, till exempel e-fas Fe2_3(C,N) och/eller y'-fas Fe4(C,N). Vart och ett av sammansattningsskikten och austenitskikten har en forlangning i radialriktningen R och i axialriktningen A, och skikten är anordnade sa aft sammansattningsskiktet koaxialt omsluter austenitskiktet. Austenitskiktet omsluter diffusionsskiktet koaxialt. Foljaktligen är austenitskiktet anordnat mellan diffusionsskiktet och sannmansattningsskiktet, som är sett i radialriktningen R.

Forfarandet kan innefatta ett steg S3 i vilket det varmebehandlade arbetsstycket oxideras. Vatten, luft eller lustgas (N20) kan anvandas som syrekalla under denna process. Oxideringen resulterar i bildningen av ett jarnoxidskikt innefattande minst en jarnoxid. Magnetit (Fe304), wOstit (FeO) och hematit (Fe203), eller vilken kombination som heist darav, kan bilda en del av jarnoxidskiktet.

Forfarandet kan innefatta ett steg S4 i vilket austenitskiktet hardas.

Hardningen av austenitskiktet kan astadkonnnnas nnedelst nnartensithardning vilken omvandlar austenit till martensit. Denna process involverar en fasonnvandling av austenit till martensit. Notera att austenitrester kan vara kvar efter martensithardningen. Martensithardning kan astadkommas medelst stortkylning (snabb kylning) fran det austenitiska temperaturomradet till mycket laga temperaturer. Martensitstarttemperaturen, d.v.s. temperaturen vid vilken austenit b6rjar omvandlas till martensit, ligger under rumstemperaturen pa grund av de hoga nivaerna av kvave som anvands i den austenitiska uppkolningsnitreringsprocessen. Till -160 av den snabba kylningen sker en diffusionslos skjuvningsdeformationsprocess och namnda austenit omvandlas till en mycket anstrangd form av ferrit som är overmattad med kol och/eller kvave. Denna skjuvningsdeformationsprocess kan framstalla en mikrostruktur som bestar av langstrackta fiberriktningar (ribbor, eng: laths), vilka kan vara ungefarligen 0,5 pm pa tvaren, med en mycket hog 11 forskjutningsdensitet som kan resultera i en hardhet pa upp till 750 HV (61 HRC).

Alternativt kan hardningen av austnitskiktet i steg S4 astadkommas genom bainithardning vilken omvandlar austenit till bainit. Denna process involverar en fasovergang Than austenit till bainit. Notera att austenitrester kan kvarsta efter bainithardningen. Bainithardningen är typiskt en steghardningsprocess vilken utfors inom ett temperaturinteryall fran 250 till 400 °C och vilken gor sa att austenit bryts ned till en lagre bainitstruktur. Den nya mikrostrukturen kan innefatta plattor av fin ferrit (a) med utfallda partiklar av cementit (y') i plattan. Dessa ferritplattor, vilka kan vara ungefarligen 0,2 pm breda och 10 pm langa, är vanligtvis ocksa separerade av cementitpartiklar. Denna fina mikrostruktur kan resultera i en hardhet pa upp till cirka 1000 HV (69 HRC).

I figur 2 sker steget att oxidera det varmebehandlade arbetsstycket, steg S3, f6re steget att harda austenitskiktet, steg S4. Emellertid kan steget att harda austenitskiktet, steg 4, ske fore steget att oxidera det varmebehandlade arbetsstycket, steg S3.

Arbetsstycket kan, efter att ha varit utsatt fOr varmebehandlingssteget, oxideringssteget och hardningssteget, bilda ett understodjande pat 2 sasom beskrivs i forbindelse med figur 1. Salunda är det nnojligt att nnedlest det ovan beskrivna forfarandet, framstalla en vals 1 med ett understodjande pat 2 vilket har en forlangning i en axialriktning A och i en radialriktning R och vilket har ett mittparti 3 av lag legeringsstal, som är koaxialt omslutet av ett flertal skikt. Varje skikt har en forlangning i radialriktningen R och i axialriktningen A.

Tjockleken pa ett skikt, som är sett i radialriktningen R, kan variera i axialriktningen A. Skikten kan innefatta ett f6rsta skikt 10 som är i form av ett hardat austenitskikt. Det forsta skiktet 10 är koaxialt onnslutet av ett andra skikt 20 i form av ett sammansattningsskikt innefattande minst ett keramiskt materal. Det andra skiktet 20 kan vara koaxialt omslutet av ett tredje skikt 30 i form av ett jarnoxidskikt innefattande minst en jarnoxid. Salunda är det andra skiktet 20 anordnat mellan det forsta skiktet 10 och det tredje skiktet 30, som är sett i radialriktningen R. Det tredje skiktet 30 kan bilda en yttre yta 2c, som är sett i radialriktningen R, av det understodjande partiet 2. Mittpartiet 3 är det 12 radiellt innersta partiet av det understodjande partiet 2. Mittpartiet 3 kan vara koaxialt omslutet av ett diffusionsskikt 40 som i sin tur är koaxialt omslutet av det f6rsta skiktet 10. Salunda är diffusionsskiktet 40 anordnat mellan mittpartiet 3 och det forsta skiktet 10, som är sett i radialriktningen R. !nom diffusionsskiktet 40 varierar kompositionen hos det understodjande partiet 2, som är sett i radialriktningen R, fran mittpartiets 3 material till det forsta skiktets 10 material. Det totala holjedjupet, d.v.s. djupet i radialriktningen R hos materialet som paverkas av stegen S2 till s4, kan vara i omradet fran cirka 50 pm till cirka 1000 pm.

Notera att valsen 1 kan innefatta overgangsregioner mellan vilka tva sekventiella skikt som heist. En sadan overgangsregion definierar en Overgang Iran ett av skiktens material till ett annat skikts material.

Figur 3 visar en valslinjehopsattning 4 innefattande tva kontinuerliga gjutningsvalsar 1 som är anordnade i axialriktningen A. Valsarna 1 har underst6djande partier 2. Rotationsorgan 5 som är i form av lager 5 kan anordnas av andregionerna 2a, 2b hos de understodjande partierna 2 for att mojliggora axiell rotation av de understodjande partierna 2. Varje lager 5 kan vara inkapslat av ett understodjande block 6 vilket kan ha ett basparti 6a. Baspartierna 6 kan anpassas for montering pa en extern struktur 7.

Valslinjehopsattningen 4 kan vidare innefatta en eller flera tatningsdelar (inte visade), till exempel for att skydda lagren 5 fran den varma plattan. Valsen 1 kan bildas i ett stycke. Alternativt kan valsen 1 besta av ett flertal komponenter, till exempel ett skaft som är driftsdugligt forbunden vid en valsmanteldel. Skaftet kan vara roterbart eller icke roterbart.

Under drift är valsen 1 fastsatt i en valslinjehopsattning 4. Valsen 1 roterar runt en axel i axialriktningen A, varvid ett material, sasom varmt stal, är understott av det understodjande partiet 2 och transporteras langs med en riktning som är vasentligen vinkelrat mot axialriktningen A.

Tack vare den foreliggande uppfinningen är en vals 1 tillhandahallen, 30 vilken kan ha en hog resistens mot korrosion, slitning, utmattning och h6ga temperaturer. Detta kan leda till att valsen 1 far en totalt sett langre livstid och minskade underhallskostnader. Vidare kan valsen 1 framstallas medelst en 13 enkel och kostnadseffektiv process och Than material sonn är latta att fa tag pa och relativt billiga, sasom laglegeringsstal.

Dessutom kan variationer till den beskrivna utf6ringsformen vara forstadda och utforda av den yrkeskunniga personen vid utforande av 5 uppfinningen som g6rs ansprak pa, fran en granskning av figurerna, beskrivningen, och de bifogade kraven. I kraven exkluderar ordet "innefattande" inte andra delar eller steg, och den obestamda artikeln "en" eller "ett" exkluderar inte ett flertal. Det blotta faktumet att vissa atgarder reciteras i omsesidigt olika beroende krav indikerar inte att en kombination av 10 dessa atgarder inte kan anvandas till fordel. 14 LISTA OVER HANVISNINGSBETECKNINGAR AAxialriktning Radialriktning 1Vals 2Understodjande parti 2a, 2b Axiella andar hos valsen 2cYttre yta hos understodjande pat 3Mittparti 4Valslinjehopsattning Lager 6UnderstOdjande block 6aBasparti hos understodjande block 7Yttre struktur Forsta skikt Andra skikt Tredje skikt Diffusionsskikt rTjocklek hos forsta skikt rTjocklek hos andra skikt rTjocklek hos tredje skikt rTjocklek hos diffusionsskikt Langd hos understodjande pat Diameter hos understodjande parti

Claims (17)

PATE NTKRAV

1. En kontinuerlig gjutningsvals (1) f6r att underst6dja och transportera varmt material i en kontinuerlig gjutmaskin, varvid valsen (1) har ett understodjande parti (2) vilket är avsett att understodja varmt material, varvid det understodjande partiet (2) har en forlangning i en axialriktning (A) och i en radialriktning (R) och innefattar ett mittparti (3) av laglegeringsstal, varvid mittpartiet (3) är koaxialt omslutet av ett flertal skikt vilka innefattar ett forsta skikt (10), varvid det forsta skiktet (10) innefattar austenit, ett andra skikt (20) av minst ett keramiskt material, varvid det forsta skiktet (10) är koaxialt omslutet av det andra skiktet (20).

2. Vals (1) enligt krav 1, varvid flertalet skikt innefattar ett 15 diffusionsskikt (40) vilket är koaxialt omslutet av det forsta skiktet (10).

3. Vals (1) enligt krav 1 eller 2, varvid mittpartiet (3) innefattar mindre an cirka 5 vikt-% krom, mindre an cirka 4 vikt-% nickel, och mindre an cirka 2 vikt-% molybden.

4. Vals (1) enligt nagot av foregaende krav, varvid det andra skiktet (20) innefattar minst en av e-fas och y'-fas.

5. Vals (1) enligt nagot av foregaende krav, varvid det forsta skiktet 25 (10) innefattar hardad austenit.

6. Vals (1) enligt krav 5, varvid det forsta skiktet (10) innefattar en av martensit och bainit.

7. Vals (1) enligt nagot av foregaende krav, varvid namnda flertal skikt innefattar ett tredje skikt (30) av minst en jarnoxid, varvid det andra skiktet (20) är koaxialt omslutet av det tredje skiktet (30). 16

8. Vals (1) enligt krav 7, varvid det tredje skiktet (30) innefattar magnetit.

9. Vals (1) enligt krav 7 eller 8, varvid det tredje skiktet (30) är ett 5 yttersta skikt has det understodjande partiet (2) som är sett i radialriktningen (R).

10. Vals (1) enligt nagot av foregaende krav, varvid ett totalt holjedjup är i omradet fran cirka 50 pm till cirka 1000 pm.

11. Valslinjehopsattning (4), innefattande ett eller flera rotationsorgan (5) kir att rotera en vals (1), och en eller flera valsar (1) enligt nagot av foregaende krav, varvid valsen eller valsarna (1) är driftdugligt forbunden eller forbundna vid rotationsorganet 15 eller rotationsorganen (5).

12. Forfarande for att framstalla en kontinuerlig gjutningsvals (1), varvid forfarandet innefattar stegen att: tillhandahalla ett arbetsstycke av laglegeringsstal, varvid arbetsstycket 20 har en utstrackning i en axialriktning (A) och i en radialriktning (R), och varmebehandla arbetsstycket medelst austenitisk uppkolningsnitrering, varvid ett austenitskikt och ett sannnnansattningsskikt bildas.

13. Forfarande enligt krav 12, varvid ett diffusionsskikt (40) bildas 25 medelst steget att varmebehandla arbetsstycket.

14. Forfarande enligt nagot av krav 12 eller 13, varvid forfarandet innefattar ett steg att oxidera det varmebehandlade arbetsstycket, varvid ett jarnoxidskikt bildas.

15. Forfarande enligt nagot av krav 12 till 14, varvid forfarandet innefattar ett steg att harda austenitskiktet. 17

16. Forfarande enligt krav 15, varvid steget att harda austenitskiktet är ett martensithardande steg.

17. Forfarande enligt krav 15, varvid steget att harda austenitskiktet är 5 ett bainithardande steg. S2 Oxidering S Austenitisk uppkoiningsnitrering Tiiihandahallande av ett arbetsstycke s4 Hardning