Den största enskilda verktygskostnaden för tillverkning av varmvalsade band är kostnaden för valsar. Valsarna slits under valsningsprocessen och måste med jämna mellanrum slipas för att tillfredställande produktegenskaper skall innehållas. Livslängden för en vals bestäms av dess belastning, geometri och materialegenskaper, när de inte uppfyller kravet på mått eller hållfasthet måste de skrotas och ersättas. Kostnaden för valsar liksom produktiviteten påverkas således av flera faktorer. Valsmaterial, tillverkningsteknik för valsar, valsslipmaskiner, mätmetoder liksom metoder att utnyttja valsarna utvecklas hela tiden. Syftet med examensarbetet är att identifiera kostnaderna associerade med valsar och ge förslag till hur dessa kan sänkas. Ett databasbaserat utvärderingsverktyg ska utvecklas för att effektivt utvärdera valskostnaden. Då två nya valstyper (2:a generationen semi IC till steckelverket och HSS till förparet) insätts i drift under perioden och deras prestanda ska utvärderas ur ett tekniskt och ett ekonomiskt perspektiv.

Hålningsprocessen är det inledande bearbetningssteget vid varmvalsning av sömlösa rör. Det är en tvärvalsningsprocess i vilken ett cylindriskt ämne valsas mellan två dubbelkoniska val¬sar över en plugg. Valsarna är snedställda med en viss mat¬ningsvinkel, vilken ger upphov till en axiell drivkraft genom ver¬ket. Hela denna pro¬cess är roterande. Detta i kombination med bl.a. de koniska valsarna leder till en förvrid¬ning av röret, dvs. en tänkt rak linje på det ingå¬ende äm¬net övergår till en spiral efter genomförd valsning. Med föreliggande uppgift är målet att studera förvridningen genom teoretisk och experimen¬tell analys. Syftet med detta är dels att få fördjupad kunskap inom området och dels att ut¬veckla en modell för pre¬diktering av förvridningen.Det experimentella arbetet är utfört på ett stål av typ Ovako 280 (SS2142). Denna mjuka stål¬sort valdes i syfte att undvika värmebehandling innan provberedning. För att visuali¬sera för¬vridningen fräs¬tes ett rakt spår längs det ingående äm¬net och hål borrades mot symmetrilinjen. De praktiska undersökningarna utfördes direkt i den löpande produktionen. Genomförda beräkningar uppvisar en längsgående förvridningsvinkel som stämmer väl över¬ens med uppmätt värde. Detta är dock under antagandet att den tangentiella hastighetskoeffi¬cienten varierar linjärt utmed deformationszonen. För en mer utvecklad modell krävs en nog¬grannare analys av kontakten mellan vals/ämne eller en grundligt genomförd uppmätning av ämnets vinkelhastighet.

SSAB Tunnplåt har i Borlänge en produktionsanläggning innehållande varmvalsverk, kallvalsverk, normaliseringsanläggning, betsträckor, spaltsträckor, klippsträckor och ytbeläggningslinjer m.m. Genom hela varmvalsningsprocessen bildas oxid på den varma stålytan s.k. glödskal. Under pågående processer avlägsnas glödskalet för att ej påverka slutproduktens ytfinish och materialegenskaper. Fastän ytan spolas ren från glödskal före varje valsning händer det att det finns glödskalsproblem i form av grov yta på de färdiga banden. Anledningen till detta är att det hinner bildas glödskal i början av färdigverket efter att den sista glödskalsrensningen gjorts. Denna glödskalsbildning beror på en rad olika faktorer och troligen kombinationer av olika faktorer. En nyligen installerad ytsyningsanläggning detekterar återbildat (tertiärt) glödskal, detta presenteras som area fraktion av defekter per band. Detta mått används som resultat parameter när man med hjälp av ett verktyg för multivariatdataanalys analyserar ett stort antal valsningsparametrar som kan ha påverkan på det återbildade glödskalet. Analysen utförs med ett verktyg för multivariatdataanalys som heter Simca. Resultatet från analysen skall ses som ett hjälpmedel för att tala om inom vilka gränser valsverket skall köras för att undvika problemen med återbildat glödskal.

Varmvalsade HSLA-stål (high strength low alloy) uppvisar normalt en lägre hållfasthet i sista änden av bandet. Denna s.k. ändeffekt har länge varit känd och flera undersökningar har genomförts för att utvärdera hur mycket de sistametrarna minskar i hållfasthet. Materialet som undersökts i detta examensarbete är Domex 700MC. DX 700MC är ett extra höghållfast kallformningsstål och dess typiska egenskaper är: • Utmärkt formbarhet i förhållande till sin höga hållfasthet. • God svetsbarhet • God slagseghet vid låg temperatur Materialet är varmvalsat och har en minsta sträckgräns längs valsriktningen på 700 MPa. Syfte och problemformulering är: • Bestämma ändeffektens utbredning med hjälp av hållfasthetsprovning • Litteraturstudie om materialmekanismer som inverkar på ändeffekten • Påverkan av värmebehandling • Inverkande tillverkningsfaktorer Examensarbetet är avgränsat till ett material med samma ämnesspecifikation, ÄS, vilket betyder att legeringshalterna i materialet är samma. Dessutom undersöks två olika tjocklekar av färdiga band.

The industry of long products in hot rolling mills are slowly transforming into a datadriven business. Large amounts of data are being collected at mills around the worldin hopes of improving production quality and saving costs. This report examines thisdata in order to improve process simulations of rolling mill products. Data processing was conducted to identify key data points. The data points were compared withrolling simulations using Wicon. Modelling parameters, such as spread coefficients,was then optimized with objective to minimize the residual between the simulation and the measured data from the mill. The optimization was conducted using two different optimization methods (Levenberg-Marquardt least-squares and Multi-objective Differential Evolution). More accurate simulation parameters can improve the process engineers ability to construct rolling schedules with lower tolerances in production. The results show that better simulations with unique optimization parameters for different products is possible. However, more data must be processed in order tovalidate the method.

Sverige strävar efter ett mer hållbart samhälle och har som mål att nå netto nollutsläpp av växthusgaser till atmosfären år 2045. Företag som agerar i Sverige måste därmed göra stora omställningar för att målet ska kunna nås. I detta arbete har möjligheten att ersätta SSAB Borlänges fossila bränslebehov i varmvalsningsprocessen med gas från termisk förgasning undersökts. Genom litteraturstudier, behovsanalys, beräkningar och modellering i Excel har fyra fallstudier med olika förgasningskoncept utvärderats. En stor utmaning har varit att finna lösningar för hantering av de stora värmelasterna i varmvalsningsugnarna. I fallstudierna har olika strategier tillämpats för att hantera dessa; gasmotorer, balansering med gasklocka eller uppgradering till SNG som lagras i kryogena behållare. Ett fall med inköp av biobränslebaserad flytande naturgas (bio-SNG) från externa producenter har också utvärderats. Den tekniska genomförbarheten samt den ekonomiska insatsen och vinningen har utvärderats för att hitta det bästa alternativet. Fallet med gasklockan (Fall 1b) visade på bäst ekonomisk prestanda med en internränta på 1,6%, en återbetalningstid på 21 år och tillverkningskostnad på 518 kr/MWh. Detta är sämre än nuvarande lösning som kostar 470 kr/MWh. De känsligaste faktorerna för kostnaden är biomassans och fossila bränslets priser. Även investeringskostnaden har stor inverkan. En stor fördel med nya lösningen är minskningen av SSAB:s användning av fossila bränslen med cirka 850 GWh som ersätts av förnybar gas. / Sweden strives for a more and more sustainable society and aims to reach the net zero emissions of greenhouse gases to the atmosphere by 2045. Companies that operate in Sweden must therefore make major changes to achieve that goal. In this project, the possibility of replacing SSAB Borl¨anges fossil fuel needs in the hot-rolling process with gas from thermal gasification has been investigated. Through literature studies, needs analysis, calculations and modeling in Excel, four case studies with different gasification concepts have been evaluated. One major challenge has been to find solutions for handling the large heat loads in the hot-rolling furnaces. In the case studies, different strategies have been applied to address these; gas engines, balancing with a gasholder or upgrading to SNG that are stored in cryogenic containers. A case of purchasing biofuel-based liquid natural gas (bio-SNG) from external producers has also been evaluated. The technical feasibility as well as the financial stake and profit have been evaluated to find the best option. The case with the gasholder (Case 1b) showed the best economic performance with an IRR of 1.6%, a payback period of 21 years and manufacturing cost of 518 SEK/MWh. This is worse than the current solution, which costs 470 SEK/MWh. The most sensitive factors are the price of biomass and fossil fuels. The investment cost also has a great impact. A major advantage of the new solution is the reduction of SSAB’s use of fossil fuels with about 850 GWh being replaced by renewable gas.

Detta projekt har genomförts för att studera möjligheterna med att justera ämnesgeometrin före valsning för att minimera tillväxten av tungor som bildar stjärtändar i bandets sistaände. Olika justeringar har utvärderats genom att ämnen har justerats med hjälp av gasskärning och sedan valsats i förpar och färdigverk. Ett delmål var att förenkla efterföljande behandlingar där långa stjärtändar är ett hinder.   Resultaten visar att stora skillnader på längden hos tungorna kan åstadkommas med mindre justeringar hos ämnena. Längden på stjärtändarna minskade med upp till 70 % på band som valsats till en tjocklek av 15,02 mm och 75 % på band som valsats till en tjocklek av 12,02 mm. Effekten av att valsa ämnen med dessa justeringar var att en midja bildades i slutet av bandet där bredden linjärt avtog innan det att stjärtänden uppstod. Delmålet uppnåddes genom att alla uppmätta, justerade band i framtiden kan undvika ett processteg då längderna hos tungorna hade minskats tillräckligt mycket.   Svårigheter under projektet var att kunna planera och genomföra omfattande försök med många ämnen vilket resulterade i ett begränsat antal fick genomföras. Ämnesgeometrin var även ett problem då inga exakta mått fanns att tillgå före valsningen vilket gjorde det svårt att förutse valsinställningar för specifika ämnen.

Studien har genomförts på ett antal stålplåtar från olika kulturhistoriska byggnader. När kulturhistoriskt värdefulla byggnader ska renoveras måste detta göras med så god kunskap som möjligt om byggnadens olika delar och de värden dessa representerar. Det problem som studien har ämnat att lösa har varit en bristande kunskap om historiska stålplåtar. Studien har därför utförts för att bidra med kunskap som kan användas när gamla byggnader ska renoveras.För att uppnå syftet att bidra med kunskap som kan vägleda renovering av kulturhistoriska byggnader har studiens mål varit att undersöka hur de olika plåtarna tillverkats och vilka resultat de processerna har fått.Detta har genomförts genom att utföra en metallografi på samtliga prover för att undersöka deras mikrostrukturer och få en förståelse för materialen. Även en kemisk analys av materialens innehåll har gjorts genom en optisk emissions spektroskopi.De resultat som hämtades från plåtarna visade hur stor skillnad det var mellan olika tillverkningsmetoder och deras konsekvenser. Genom att ha sett den mångfald av egenskaper som fanns bland plåtarna har slutsatserna dragits att det finns ett värde i att respektera de äldre materialen.Genom att vara medveten om att det kan finnas stora skillnader i materialen kan valet av plåt göras på ett bättre sätt. Under studiens gång blev det även uppenbart hur mycket historia som fanns lagrad i de gamla plåtarna som är viktig att ta vara på. / The study has been conducted on a number of steel plates from different buildings of cultural and historical value. When old, cultural buildings are to be renovated, it must be done with as much knowledge as possible about the different parts of the building and the values that they represent. The problem that the study has aimed to solve has been an inadequate level of knowledge in regards to historical steel plates. Because of this, the study has been conducted to contribute with knowledge that could be used when old buildings are to be renovated.To achieve the purpose of contributing knowledge to guide renovations of culturally and historically valuable buildings, the goal of the study has been to analyze how the different plates have been made and what the results of those processes were.This has been carried out by conducting a metallography on all of the samples to analyze their microstructures and to gain an understanding of the materials. A chemical analysis has also been conducted on the contents of the materials by using optical emission spectroscopy.The results showed how big of a difference there was between different manufacturing methods and their consequences. By discovering the diversity of the properties of the plates the conclusion has been drawn that there is value in respecting the values of the older materials.By being conscious of how large the difference is between different types of steel sheets, better decisions can be made during choice of steel sheet, and it is more obvious how much history that is stored within the old plates.