NL7905974A - Werkwijze en apparaat voor het opeenvolgend vormen en behandelen van staalstaaf. - Google Patents

Description

*

N/29.128-Fa/vdM

Morgan Construction Company te Worcester, Massachusetts, Verenigde Staten van Amerika.

Werkwijze en apparaat voor het opeenvolgend vormen en behandelen van staalstaaf.

De uitvinding heeft betrekking op het heet walsen en koelen van staalstaaf met een gemiddeld tot hoog koolstofgehalte. Het doel is het verkrijgen van een staaf-produkt, dat geschikt is voor verdere koude bewerking tot 5 een gereed produkt zonder dat dit een tussenkomende warmtebehandeling nodig heeft in een groot aantal gevallen.

De onderhavige uitvinding is afkomstig van het waargenomen feit dat wanneer eenmaal de allotrope transformatie van austeniet in staal van gemiddeld tot hoog kool-10 stofgehalte is begonnen in een gegeven gedeelte van een lang stalen onderdeel, dat niet gelijkmatig wordt gekoeld, de transformatie in de aangrenzende warmere gedeelten van het staal "sympathetisch" op gang wordt gebracht en het daar sneller transformeert wanneer alle andere dingen gelijk zijn. 15 Dit is vooral waarneembaar in staal onmiddellijk na het heet walsen en koelen, wanneer het koelen voldoende snel plaatsvindt na het walsen om relatief kleine austenietkorrels over te houden (d.w.z. in het traject van ASTM 6-9). Zo kan men in de algemeen bekende werkwijze beschreven in het Amerikaan-20 se octrooischrift 3.231.432 bij het walsen van staal met middel tot hoog koolstofgehalte, wanneer men langs de transportband plaatsneemt op een geschikte plaats, zien dat de transformatie begint, gewoonlijk aan het centrum van een ring en dan snel voortschrijdt langs de staaf naar de hetere 25 gedeelten van de staaf. Wat men in feite ziet is een verandering van de kleur van de staaf van bijna zwart tot rood, tengevolge van de recalescentie van de transformatie. Zo is in de eerste delen van de staaf, die de transformatie bereiken, de temperatuur gedaald tot een bijna zwarte toestand 7905974 , 2 '·* (ca. 600-650°C) en onmiddellijk, wanneer de transformatie begint, worden ze opnieuw rood (ca. 750°C of mogelijk hoger). Dus blijkt het, dat gedurende het koelen het staal een overkoelde toestand bereikt en wanneer de transformatie tenslot-5 te op gang wordt gebracht er een meer of minder heftig vrijkomen van warmte plaatsvindt. Daarna blijkt dat het op gang brengen snel voortschrijdt langs de staaf en de transformatie elders begint zonder dezelfde graad van overkoeling of dezelfde heftigheid van recalescentie. Dit is vooral het ge-10 val wanneer relatief kleine austenietkorrels aanwezig zijn in een zeer uniforme toestand. Derhalve zijn bij een dergelijke structuur de transformatievoorwaarden voor elke opeenvolgende korrel praktisch dezelfde en wordt de startende ketenreactie niet geblokkeerd door de aanwezigheid van niet 15 conformerende korrels, zoals bijv. optreden in het geval van gemengde korrelgroottestructuren, verkregen in typische staalprodukten, die verwerkt zijn door opnieuw verwarmen boven A^ en alleen koelen.

De voorgaande waarnemingen dienen in feite als 20 basis om te begrijpen waarom in de werkwijze van het Amerikaanse octrooischrift 3.231.432 een relatief uniform produkt kan worden verkregen, zelfs ondanks het feit dat verschillende delen van de staaf duidelijk gekoeld worden met zeer ongelijkmatige snelheden. De transformatie begint aan de 25 koelste gedeelten het eerst en schrijdt voort langs de staaf naar de hetere gedeelten, waar het de transformatie op gang brengt vóór deze deeltjes een overkoelde toestand bereiken.

De transformatie schrijdt relatief snel voort door de staaf heen dankzij zowel de op gang brengende ketenreactie als de 30 kleinheid van de austenietkorrels. Zo wordt de vorming van teveel vrij ferriet vermeden door de staaf heen, zelfs op de plaatsen waar de ringen overlappen en zich schijnen te transformeren met een veel langzamere snelheid. In feite blijven de randgebieden waar de ringen overlappen en massieve 35 groepen vormen, de staven continu rood heet en wordt aan- 790 5 9 74 3 zienlijk minder recalescentie waargenomen. Aangenomen wordt echter, dat hoewel de staaf nog rood heet is, de structuur reeds effectief in dit stadium getransformeerd is, tenminste in de zin van inhibitie van de verdere vorming van vrij 5 ferriet en dit is te danken aan de sympathetische startreac-tie van de transformatie in aangrenzende delen van de staaf. Het resultaat is derhalve een relatief uniform produkt, ondanks de klaarblijkelijke niet-uniformiteit van de koelsnelheid in verschillende delen van de staaf.

10 De onderhavige uitvinding gaat derhalve uit van het voorstel dat uniformiteit van koelomstandigheden voor de staalstaaf, hetgeen eens verondersteld werd (en door velen nog verondersteld wordt) een essentieel kriterium te zijn voor staalstaafbehandeling, in feite niet essentieel is, 15 onder voorwaarde dat het staal relatief kleine, zeer uniforme austenietkorrels heeft en verder onder voorwaarde dat de transformatie kan worden begonnen op een aanzienlijk aantal plaatsen in de staaf, onder omstandigheden die het ontstaan vermijden van harde plekken of ernstige oppervlakte-tot-kern 20 niet-uniformiteit. Dienovereenkomstig wordt de staaf in de onderhavige uitvinding onmiddellijk na het walsen voorlopig gekoeld op de meest economische en snelle wijze met minder nadruk op de uniformiteit van de voorlopige koeling. Terwijl in het verleden het gebruikelijk was om de voorlopige koe-25 ling uit te voeren in afleverpijpen waar het water uniform kan worden toegevoerd aan de staaf, worden in de onderhavige uitvinding de afleverpijpen helemaal weggelaten, de staaf wordt eenvoudig uitgelegd op een transportband onmiddellijk na het walsen en dan onderworpen aan koelen door stromen 30 heet water met hoge snelheid. Het enige dat van belang is in dit stadium is te vermijden dat enig gedeelte van de staaf zo snel wordt gekoeld, dat de transformatie zal plaatsvinden onder temper-hardende omstandigheden. Om deze reden wordt het water, dat in de voorfase wordt toegevoerd, verwarmd tot 35 kooktemperatuur en wordt het intermitterend toegevoerd. Er 790 5 9 74

•J

(.

4 wordt een bovenlopende kettingband van het open type gebruikt voor het houden van de staaf op zijn plaats, zowel onder de schok van de zeer krachtige stralen als de explosieve kracht van de stoom, die van de staaf afkomt als het 5 water erop slaat. Dus is het koelen in dit stadium niet uni form, doch deze niet-uniformiteit doet geen kwaad, omdat de staaftemperatuur de gelegenheid krijgt daarna nog in hoofdzaak gelijkmatig te worden. Vervolgens wordt de transformatie van de koelste delen van de staaf slechts begonnen onder 10 voorwaarden van luchtblazen. Op deze wijze wordt het begin van de transformatie niet aangegaan onder de krachtige koeling van het water en wordt oppervlakteharding, of niet-uniformiteit van structuur van oppervlak naar kern vermeden. Wanneer de transformatie echter eenmaal is begonnen in een 15 hoofdgedeelte van de staaf en zich verspreidt over de over blijvende delen van de staaf, kan de koeling opnieuw worden versneld door aanbrengen van heet waterstralen met hoge snelheid op de staaf, vooral aan de aaneen klevende randen van de overlappende ringen.

20 De enkele figuur is een schematisch aanzicht van het apparaat, te samen met een bedrijfsschema van de werk-wijzetrappen volgens de uitvinding.

De apparaatcomponenten, die gebruikt worden in de getekende uitvoeringsvorm, zijn ofwel standaardcomponen-25 ten, of individueel goed bekend in de industrie en om deze reden worden ze slechts in schematische vorm aangegeven, aangezien de uitvinding niet schuilt in de specifieke vorm van de componenten, doch meer in hun combinatie tot het apparaat en in de combinatie van de regeltrappen die gebruikt 30 worden bij de werkwijze.

Het verband is het heet walsen van staalstaaf met gemiddeld tot hoog koolstofgehalte met een koolstofgehalte boven ca. 0,38 % C, te samen met variërende hoeveelheden van andere legerende bestanddelen. In het bijzonder 35 is de uitvinding geschikt voor walsen met zeer hoge snelheid 790 5 9 74 * 5 hetgeen in de laatste jaren is voortgeschreden van ongeveer 54 m/sec. in de laatste zestiger jaren tot het benaderen van 107 m/sec. in de huidige tijd (1978). Het zal duidelijk zijn dat het koelen van de staaf door het opbrengen van water in 5 de gebruikelijke afleverpijpen steeds moeilijker wordt wan neer de walssnelheid stijgt, omdat de afleverpijpen verlengd moeten worden. Bovendien is de richting van het vooreinde van een knuppel moeilijk te controleren nadat deze is verkleind tot staafaf metingen en het zich voortbeweegt met een 10 dergelijke snelheid en bij een temperatuur van 1000°C in een afleverpijp, vooral wanneer het vooreinde in contact kan komen met vrije waterdruppels en moet worden aangedrukt van achteren naar een ver verwijderd punt in de afleverpijp. Om deze reden kunnen knijprollen nodig zijn voor het geleiden 15 van het vooreinde. Ook wordt gewoonlijk de waterkoeling niet toegepast op het begineinde van de staaf, teneinde afbuiging van het vooreinde met water te vermijden en omdat de staaf in het vooreindgedeelte ervan een andere behandeling ontvangt dan de rest van de bundel, namelijk dat het vooreinde 20 in gevallen waarbij dat verschil maakt (hoog koolstof, zeer hoog mangaan) wordt afgesneden en weggeworpen. De nadelen van de noodzaak van het verschaffen van langere afleverpijpen en knijprollen en het verspillen van het vooreinde van de bundel, worden geaccentueerd wanneer de walssnelheid 25 wordt opgevoerd tot die van de moderne-dagsnelheden van 107 m/sec.

In de onderhavige uitvinding wordt een staal-staaf 10 met gemiddeld tot hoog koolstofgehalte gewalst en afgeleverd uit de eindafwerkstoel van een walswerk 12 met 30 een hoge snelheid aan een kort deel van een afleverpijp 14 van gebruikelijke vorm zonder waterkoeling en onmiddellijk in een legkop 16, ook van gebruikelijke constructie, die de staaf vormt tot ringen 18, waarbij doelmatig de voorwaartse snelheid van de staaf 10 wordt geëlimineerd.

35 Teneinde de stroomafwaartse weerstand tegen het 790 5 9 74 6 voortbewegen van de staaf 10 nadat deze de walsinrichting 12 verlaat, te reduceren, is de afleverpijp 14 ofwel recht of slechts weinig gebogen als aangegeven en is de rotatie-as van de legkop 16 ofwel horizontaal, ofwel een weinig gekan-5 teld naar beneden als aangegeven. De mate waarin de pijp 14 naar beneden gekanteld kan zijn, hangt van de afleversnel-heid af van de staaf. De rotatiesnelheid van de legkop wordt gekozen met betrekking tot de kromming van de legpijp, de omtrek van de ringen (gewoonlijk ongeveer 3 m)'en de afle-10 versnelheid van de staaf 10, zodat de voorwaartse snelheid van de staaf wordt gereduceerd tot een praktische stilstand op het punt van uittreden uit de legkop 16. De ringen 18 vallen dan omlaag door de zwaartekracht op een bewegende transportband 20, die ze opeenvolgend wegvoert van het punt 15 van leggen en aanzienlijke gedeelten van elke ring scheidt van die daarvoor en die daarachter. Als resultaat wordt het staafoppervlak van elke ring blootgesteld aan vrije toegang van het koelmedium over aanzienlijke delen van zijn oppervlak, doch wordt het anderszins achtergelaten in een rela-20 tief niet blootgestelde toestand in gebieden, waar het in contact komt met de steunende oppervlakken, vooral aan de zijden van de transportband waar de ringen overlappen op vele plaatsen en de neiging hebben om dicht naast elkaar en parallel aan elkaar te lopen.

25 De transportband 20 is relatief open, teneinde de doorgang toe te laten van een koelmedium. Een geschikte vorm van transportband is aangegeven in het Amerikaanse oc-trooischrift 3.231.432, waarbij gespatiëerde staven worden gebruikt voor het ondersteunen van de staaf en kettingen 30 voor het voortbewegen van de staaf langs de transportband door middel van opstaande uitsteeksels aan de kettingen, die in contact komen met de staaf. Andere vormen van transportband gebruiken gespatiëerde, individueel aangedreven rollen, of zeefbanden en zijn ook geschikt zolang ze ontworpen zijn 35 om het koelmedium toe te laten tot contact met de staaf 790 5 9 74 7 wanneer dit gewenst is en om het af te laten druipen van de staaf op het geschikte moment zoals hieronder uiteen wordt gezet.

De transportband 20 wordt aangedreven met een 5 voorwaartse snelheid van ca. 0,254-1,016 m/sec., teneinde een gemiddelde spatiëring te verschaffen tussen de centers van de staafringen van ca. 8,5-33,9 mm en onmiddellijk nadat de ringen 18 tot rust komen op de transportband wordt koelwater op kooktemperatuur onder hoge druk (138-345 kPa) op 10 alle delen van de ringen 18 gesproeid door mondstukken 22.

De mondstukken zijn slechts getekend alsof ze het water naar beneden richten, doch het is ook gewenst om ze naar boven te richten door de transportband heen van onder de ringen. De temperatuur van het water wordt geregeld, teneinde het koel-15 effect ervan te verlagen. De reden hiervoor is dat water op kamertemperatuur de staaf te snel afkoelt en niet zodanig kan worden beheerst dat een temper-harding van het staafop-pervlak wordt vermeden of dat het staafoppervlak een significant verschillende structuur krijgt dan de kern. Het re-20 sultaat van dergelijke verschillen in oppervlakte-tot-kern structuur is dat gedurende de erop volgende koude vorming het door de bewerking verharden van het staal niet-uniform geschiedt en dat derhalve dit breuk bevordert in het gerede produkt, tenzij het staal wordt onderworpen aan een tussen-25 tijdse en kostbare warmtebehandeling.

Het koeleffect van het water wordt verminderd door het water te verwarmen tot ongeveer 100°C en er een aanzienlijk deel van de latente verdampingswarmte aan toe te voeren, terwijl het onder druk wordt géhouden. Met het water 30 in deze toestand kookt het onmiddellijk wanneer het op de staaf wordt gesproeid en absorbeert warmte van de staaf, doch absorbeert niet de volledige waarde van de latente verdampingswarmte. Op deze wijze wordt een minder drastisch koeleffect bereikt dan verkregen kan worden met water op ka-35 mertemperatuur, doch een grotere koeling wordt verkregen dan 790 59 74 8 alleen met gasvormige convectie kan worden bereikt.

Aangezien het koken van het water praktisch onmiddellijk optreedt wanneer het de staaf raakt en omdat het water met hoge snelheid wordt voortbewogen, hebben de ringen 5 18 de neiging om verplaatst te worden zowel door de kracht van de straal als door de ontsnappende stoom. Teneinde ze op hun plaats te houden is een bovenliggende kettingband of transportband 26 aangebracht, die parallel loopt aan de transportband 20, boven de ringen 18, ongeveer 15 cm gespa-10 tiëerd boven hun topniveau wanneer ze in rust zijn. Het opspuiten van het water doet ze opspringen en verschuiven, doch de transportband 26 houdt ze voldoende op hun plaats. Zijkantbegrenzingèn (niet aangegeven) parallel aan de transportband 20, kunnen ook worden gebruikt om de ringen 18 te 15 verhinderen om lateraal te verschuiven.

Tengevolge van het opspringen en verschuiven gedurende het spuitèn, bereikt het water effectief alle delen van de staaf, hoewel het koeleffect groter is overal daar waar gedeelten van de ring alleen verschijnen en niet in 20 contact zijn met elkaar of met een steun. De toegenomen koeling van deze laatst genoemde blootgestelde delen treedt hoofdzakelijk op in het midden van de transportband, doch het treedt ook op aan de zijkanten, waar één enkele streng vaak apart staat van de andere. Het koelen is echter gemid-25 deld minder aan de zijkanten.

De waterstralen worden toegepast in gespatieerde stations, teneinde een zekere mate van egalisatie te verkrijgen tussen de koeltrappen en om een overkoeling te vermijden van elk deel van de staaf.

30 Wanneer de staaf 10 uit de walsinrichting treedt is de temperatuur ca. 1000°C. Er vindt zeer weinig convec-tiekoeling plaats voordat het de legkop bereikt, doch aangezien het warmteverlies door straling onvermijdbaar is en vergelijkenderwijs snel verloopt bij 1000°C, is de tempera-35 tuur reeds gedaald tot ca. 980°C wanneer de staaf wordt ge- 790 5 9 74 9 legd op de transportband 20. Op dit punt is de staaftemperatuur ongeveer 240°C boven Ag. Bovendien zijn in dit stadium de austenietkorrels in het staal, die gebroken werden gedurende de eindwalstrap, zeer snel aan het herkristalliseren 5 en hervormen onder voorwaarden van voldoende overmaat warmte boven Ag. Op deze temperatuur vloeien de austenietkorrels snel ineen onder vorming van grotere korrels. Bovendien vindt het ineenvloeien zeer uniform plaats door het staal heen, tengevolge van de overmaat warmte boven Ag. De groei 10 van de austenietkorrels echter wordt snel stop gezet door de voorlopige koeling met de heet-waterstralen. In de meeste gewone koolstofstalen is er een kritische temperatuur, gewoonlijk rond 950°C, waarboven de korrelgrootte snel toeneemt. Dienovereenkomstig koelt de voorlopige koeltrap de 15 staaf snel af tot beneden 900°C en voorkomt daardoor een verdere snelle korrelgroei. De voorlopige koeling wordt dan voortgezet totdat de temperatuur van de staaf is verminderd tot een gemiddelde van ongeveer 800°C en voorafgaande aan het punt, waar een willekeurig gedeelte van de staaf Ag 20 heeft bereikt (ca. 740°C). In het onderhavige voorbeeld is het waterspuitgebied 6,1 m lang, worden 5 rijen dwars opgestelde sproeikoppen 22 gebruikt, met de rijen 1,2 m in de lengterichting van de transportband van elkaar gespatiëerd. Derhalve wordt de staaftemperatuur, aannemende een trans-25 portbandsnelheid van ca. 0,61 m/sec. in een periode van ca.

10 sec., verminderd van 1000°C tot ca. 800°C.

Teneinde de energie van het grote stoomvolume, dat wordt opgewekt, op te sluiten, af te voeren en te behouden, wordt het voorkoelgebied ingesloten in een huis 28. De 30 stoom wordt afgevoerd door een leiding 30 en evt. onomgezet water, dat overblijft, wordt afgetapt door een afvoer 32 aan de bodem. Deze opstelling maakt het ook mogelijk dat de waterstralen het voorkoelgebied uitwassen tussen 2 knuppels.

Na de voorkoeltrap laat men de staaftemperatuur 35 zich egaliseren van het oppervlak tot aan de kern en begin- 790 59 74 10 nen de ringen af te koelen door straling en natuurlijke convectie, waarbij de temperatuur van vele delen van de staaf nu benadert, terwijl andere delen nog steeds boven A^ zijn. Op dit punt komen de ringen 18 aan het eind van de transport-5 band 20 en worden ze overgenomen door een tweede transportband 34, waar ze worden onderworpen aan een luchtblaaswind, die afkomstig is van een ventilator 36 via een verzamelkamer 38 en luchtspuitmondstukken 40. De geforceerde convectiekoe-ling van de lucht doet de temperatuur van de staaf nu snel 10 dalen, waarbij de meer blootgestelde gedeelten sneller afkoelen. De koelsnelheid van de meest blootgestelde gedeelten is ca. 10°C/sec. en ze worden relatief zwart (ca. 630°C) in ongeveer 10-12 sec. Op dit punt, terwijl de ringen nog in het gebied zijn van de blaaslucht, begint de transformatie 15 van het austeniet op de koelste plaatsen en spreidt zich snel uit langs de staaf in beide richtingen naar de hetere . plaatsen. De reactie is exotherm en de recalescentie begint onmiddellijk zodanig dat de staafkleur terugkeert tot een tamelijk helder rood van ongeveer 750°C, waarbij met het oog 20 kan worden waargenomen dat de kleurverandering lateraal voortschrijdt totdat het de warmere staaf bereikt, waar het kleurcontrast verdwijnt. Op dit punt schrijdt de transformatie voort van de blootgestelde gedeelten van de staaf tot de ineen gestrengelde gebieden, waar de overlappende ringen 25 aan elkaar kleven. Onder deze omstandigheden zijn de blootgestelde gedeelten reeds doelmatig getransformeerd en hun inwendige microstructuren essentieel vastgelegd en kan er geen schade meer worden aangebracht (in de zin van temper-harding) door snel afkoelen. Aangezien deze gedeelten de 30 transformatie echter in een relatief geëgaliseerde toestand (oppervlakte-tot-kern) hebben bereikt en omdat ze relatief mild waren afgekoeld in lucht op dat moment, doch met een voldoende snelheid om de vorming te onderdrukken van overmatige hoeveelheden vrij ferriet, zijn hun microstructuren ge-35 schikt voor uitgebreide koude bewerking van de gerede pro- 790 5 9 74 11 Μ dukten (in vele gevallen) zonder noodzakelijke tussenkomende warmtebehandeling.

De overblijvende delen beginnen ook te transformeren dankzij het sympathetisch op gang brengen van de 5 transformatie wanneer deze voortschrijdt langs de staaf van de reeds getransformeerde delen.

Op dit punt kunnen de ringen worden blootgesteld aan heet-waterstralen 44 met hoge snelheid binnen het huis 44, van waaruit de stoom wordt gevoerd in een leiding 46 en 10 overmaat water wordt afgevoerd door een afvoer 48.

Het hete water verhoogt de koelsnelheid tot ca.

20°C/sec. op de blootgestelde strengen, doch het kan de ineen gevlochten hetere gebieden niet zo gemakkelijk bereiken.

Dus koelen ze af met een wat langzamere snelheid en koelen 15 ze af terwijl de transformatielijn voortschrijdt tot in de vervlochten, hetere gebieden van buitenaf. Een dergelijke niet-uniformiteit van de koelsnelheden veroorzaakt echter . praktisch geen schade aan de staaf, omdat de koudere gedeelten reeds getransformeerd zijn en de warmere ongetransfor-20 meerde delen in een vervlochten toestand blijven, waar de temper-hardende koelsnelheden toch niet kunnen worden bereikt.

In de eindtrap wordt de water- of luchtkoeling voortgezet totdat de transformatie is voltooid en de voortbewegende ringen volledig zwart zijn. Op dit punt is het staal in de 25 hele bundel relatief uniform in microstructuur en kan koud worden bewerkt tot een gereed produkt in vele gevallen zonder dat een patentering nodig is.

Er zijn verschillende manieren beschikbaar voor het opstellen en regelen van de beschreven componenten. Bijv.

30 kan de voorlopige koeltrap worden verlengd en kan de transformatie worden voltooid in de voorlopige trap, onder voorwaarde dat het koelmedium voldoende wordt voorverhit om een temper-harding van de staaf te vermijden. Wanneer omgekeerd een drastischer voorkoeling gewenst is, behoeft het water 35 niet te worden voorverwarmd tot nabij het kookpunt, zodat 790 5 9 74 . * 12 dan de volle latente verdampingswarmte zal worden geabsorbeerd wanneer het water de staaf treft. Bovendien kan de koeling in het eindstadium worden verricht door een voortzetting van de blaaslucht, gevolgd door het aanbrengen van 5 water onmiddellijk vóór het verzamelen van de staaf in een bundel. Een dergelijke werkwijze is adequaat om metallurgische redenen.

Een andere variabele heeft te maken met de aard van de transportband en de wijze van het aanbrengen van het 10 koelwater. Zo kan een transportband van een minder permeabel draadg'aastype worden gebruikt, wanneer totale onderdompeling in het koelwater gewenst is, teneinde het water in de gelegenheid te stellen zich te verzamelen op de transporband en de ringen te omringen, hoewel de waterstralen ook kunnen 15 worden beschouwd als een praktische volledige onderdompeling van de staaf in water. De stralen kunnen ook niet alleen van boven en beneden, doch ook naar binnen van de zijden uit of onder een hoek langs de transportband worden gericht. In feite is het richten van de stralen naar boven toe onder een 20 hoek, die berekend is om de ringen op te heffen wanneer het koelwater ze treft, gewenst.

Opnieuw gebruikt walswerkwater wordt gebruikt in ICciïl de voorkeursuitvoeringsvorm, doch menrtook zepen en andere bestanddelen aan het water toevoegen met het doel het kook-25 punt te verhogen of te verlagen en/of de warmte-overdracht van het staafoppervlak op het water te verhogen of te verlagen. Andere vloeistoffen, zoals olie, gesmolten zout, enz. kunnen worden gebruikt.

30 790 5 9 74

Claims (14)

1. Werkwijze voor het vormen en behandelen van staalstaaf, met het kenmerk, dat (a) staal continu heet wordt gewalst tot staaf-5 vorm bij hoge snelheid en een temperatuur aanzienlijk boven Ag en daarin een austenitische korrelstructuur wordt geproduceerd onmiddellijk na het walsen, waarin uiterst kleine uniform gedispergeerde austenietkorrels, gevormd door her-kristallisatie door de doorsnede heen, snel combineren onder 10 vorming van grotere korrels onder omstandigheden van overmaat warmte boven A^; (b) de voorwaartse snelheid van de staaf wordt verminderd tot een praktische stilstand door ze op te spoelen tot ringen? 15 (c) deze ringen worden weggevoerd van het punt van opspoelen onder vorming van spleten tussen aanzienlijke gedeelten van elke opeenvolgende ring; (d) deze ringen worden gekoeld door ze opeenvolgend praktisch onder te dompelen in een vloeibaar koel- 20 medium direct na het opspoelen en terwijl ze zich voortbewegen; (e) successievelijk de onderdompeling van de ringen in dit medium te beëindigen voordat de temperatuur van enig deel van enige ring is gedaald beneden de knie van 25 de buitenkromme van het transformatiediagram van het bepaalde in bewerking zijnde staal; (f) successievelijk lucht wordt geblazen op deze ringen, teneinde ze verder te koelen totdat de transformatie van het austeniet begint op een groot aantal plaatsen rond 30 deze ringen opeenvolgend en daarna; (g) de overblijvende delen van deze ringen verder opeenvolgend worden gekoeld, totdat de transformatie van het austeniet volledig is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 35 kenmerk, dat het koelmedium water is. 790 5 9 74 * 3. ^Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het koeleffect van het medium wordt verminderd door het voor te verhitten.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met 5 het kenmerk, dat het medium intermitterend op de ringen wordt aangebracht en men de oppervlakte-tot-kern-temperatuur van de staaf laat egaliseren tussen deze aanbrengingen.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met 10 het kenmerk, dat het koelmedium op de staaf wordt gespoten met hoge snelheid.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het,medium water is en het water wordt gebruikt voor verschuiving van de plaatsing van de 15 ringen ten opzichte van elkaar, door het water tussen de ringen te drukken terwijl de temperatuur daarvan boven de knie is van de buitenkromme van het transformatiediagram van het in bewerking zijnde bepaalde staal.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het 20 kenmerk, dat het water wordt voorverwarmd tot een temperatuur van ca. 100°C.

8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de koeleindtrap wordt uitgevoerd door middel van koelwaternevels.

9. Werkwijze voor het vormen en behandelen van staalstaaf, met het kenmerk, dat (a) staal continu heet wordt gewalst tot staaf-vorm met hoge snelheid bij een temperatuur aanzienlijk boven A^, onder vorming daarin van een austenitische korrelstruc-30 tuur onmiddellijk na het walsen, waarin uiterst kleine, uniform gedispergeerde austenietkorrels, gevormd door rekris-tallisatie door de dwarsdoorsnede heen, snel combineren onder vorming van grotere korrels onder voorwaarden van overmaat warmte boven Ag; 35 (b) de voorwaartse snelheid van deze staaf wordt 790 59 74 gereduceerd tot een praktische stilstand door ze op te spoelen tot ringen, direct na het walsen; (c) deze ringen worden weggevoerd van het punt van opspoelen onder verschaffing van spleten tussen aanzien- 5 lijke gedeelten van elke opeenvolgende ring; (d) intermitterend deze ringen worden gekoeld door ze praktisch onder te dompelen in opeenvolging in water gedurende opeenvolgende korte perioden, direct na het opspoelen ervan en terwijl ze worden voortbewogen; 10 (e) het koeleffect van dit water wordt vermin derd tot een minimum door het praktisch tot aan zijn kookpunt voor te verhitten; (f) de onderdompeling van de staaf in dit koelwater en deze koeltrap worden beëindigd voordat de tempera- 15 tuur van enig deel van de staaf is gedaald beneden de knie van de buitenkromme van het transformatiediagram van het bepaalde staal dat in bewerking is; en daarna (g) tenminste een aanzienlijk deel van de staaf wordt gekoeld door de transformatie door het erop aanbrengen 20 van een gasvormig koelmedium.

10. Apparaat voor het vormen en behandelen van staalstaaf, met het kenmerk, dat dit omvat (a) een inrichting voor het continu heet walsen van staalstaaf in een vorm bij hoge snelheid en bij een tem- 25 peratuur aanzienlijk boven A^, waarbij een austenitische korrelstructuur daarin wordt gevormd onmiddellijk na het walsen, waarin uiterst kleine uniform gedispergeerde auste-nietkorrels, gevormd door rekristallisatie door de dwarsdoorsnede heen, snel combineren onder vorming van grotere 30 korrels onder voorwaarden van overmaat warmte boven A3; (b) een inrichting voor opspoelen van deze staaf tot ringen direct na het walsen; (c) een inrichting voor het afvoeren van deze ringen vanaf het punt van opspoelen onder verschaffing van 35 spleten tussen aanzienlijke gedeelten van elke opeenvolgende 790 5 9 74 * ring; (d) een eerste inrichting voor koeling van deze ringen door ze praktisch onder te dompelen opeenvolgend in een vloeibaar koelmedium, direct na het opspoelen en terwijl 5 ze worden voortbewogen; (e) een inrichting voor successievelijke onderbreking van het koelen van de ringen in dat medium, voordat de temperatuur van enig deel van de staaf is gedaald beneden de knie van de buitenkromme van het transformatiediagram van 10 het bepaalde in bewerking zijnde staal; (f) een tweede inrichting voor het daarna opeenvolgend koelen van deze ringen, totdat aanzienlijke delen van het austeniet erin beginnen te transformeren; en (g) een derde inrichting voor het daarna succes- 15 sievelijk verder koelen van de overblijvende delen van deze ringen door de transformatie.

11. Apparaat volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de eerste koelinrichting een inrichting omvat voor het versproeien van het medium op deze 20 ringen.

12. Apparaat volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de eerste koelinrichting geschikt is om water op deze staaf te brengen en een inrichting aanwezig is voor het omsluiten van deze eerste koelin- 25 richting voor het verzamelen, afvoeren en conserveren van de energie van de stoom, die resulteert van het aanbrengen van dit water op deze staaf.

13. Apparaat volgens conclusies 10-12, met het kenmerk, dat de eerste en derde koelinrich- 30 ting waterstralen met hoge snelheid omvatten, die opgesteld zijn om het water met hoge snelheid te doen treffen op de ringen en ze relatief ten opzichte van elkaar te doen verschuiven.

14. Apparaat voor het vormen en behandelen van 35 staalstaaf, met het kenmerk, dat het omvat 790 5 9 74 v (a) een inrichting voor het continu heet walsen van staal tot een staafvorm met hoge snelheid bij een temperatuur aanzienlijk boven A^, onder vorming van een austeni-tische korrelstructuur daarin onmiddellijk na het walsen, 5 waarin uiterst kleine uniform gedispergeerde austenietkor-rels, gevormd door rekristallisatie door de dwarsdoorsnede heen, snel worden gecombineerd onder vorming van grotere korrels onder omstandigheden van overmaat warmte boven A^; (b) een inrichting voor het opspoelen van deze 10 staaf tot ringen direct na het walsen; (c) een transportinrichting voor het voortbewegen van deze ringen weg van het punt van opspoelen, teneinde spleten te verschaffen tussen aanzienlijke gedeelten van elke opeenvolgende ring; 15 (d) een inrichting voor het aanbrengen van een straal vloeibaar koelmiddel met hoge snelheid op elke opeenvolgende ring, zowel voor het koelen van de ringen, als om deze ringen ten opzichte van elkaar te doen bewegen terwijl ze worden gekoeld.

15. Apparaat volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat een inrichting aanwezig is voor het successievelijk opheffen van de ringen terwijl het koelmiddel wordt aangebracht en verder een inrichting aanwezig is voor het los op hun plaats houden van de ringen op de 2. transportinrichting. 30 790 5 9 74