Ovakos induktionslinje i Hällefors består av induktionshärdning följt av induktionsanlöpning.  Släckningen vid härdningen sker med hjälp av duschar. Tidigare har Ovako använt sig av polymermedlet Aqua Tensid som släckningskoncentrat. I samband med användning av Aqua Tensid har kund upplevt förbättring i skärande bearbetning.  Användningen av Aqua Tensid har dock upphört p.g.a. arbetsmiljöproblem. Ovako har istället införskaffat Thermisol, ett annat polymermedel till släckningsprocessen. Detta arbete innehåller en utvärdering av Thermisol i Ovakos produktion då det tidigare inte gjorts. Test har utförts i induktionslinjen med släckning från rent vatten upp till en koncentrationshalt på 8,4% Thermisol. Testerna är utförda på stålsorten Ovako 356D. Från testerna har prov tagits ut och analyserats efter härdning samt efter anlöpning. Stängerna från testen har även följts upp i Ovakos svarvavdelning för att utvärdera om det uppstår skillnad i skärbarhet. De enbart härdade proverna visar på att prover släckta i Thermisol har större benägenhet till självanlöpning vid ytan. De resterande proverna visar inte på någon märkbar skillnad. Uppföljningen i svarv visar inte på någon skillnad i skärbarhet för stålsorten Ovako 356D.

En undersökning av inneslutningsbeteende under tillverkningsprocessen av götgjutet verktygsstål har utförts på Uddeholm i Hagfors. Med hjälp av OES med PDA och SEM med INCA feature undersöktes sammansättningen, antalet, storleken, fördelningen, koncentrationen och formen av inneslutningar före och efter vakuumbehandlingen samt i kokill.   Fyra typer av inneslutningar kunde identifieras i olika skeden i processen. Al2O3-MgO spineller i flytande CaO- Al2O3 lösning, CaO-Al2O3 flytande inneslutning, Al2O3-MgO Spineller och Al2O3-SiO2 i fastform.  Vakuumbehandlingen påverkar typen, formen, storleken och antalet inneslutningar. Den induktiva omrörningen påverkar antalet och storleken av inneslutningarna. Vid avgjutningen utskiljs Al2O3-SiO2 som med stor sannolikhet beror på provtagningen.

Slagg har historiskt använts som konstruktionsmaterial i olika applikationer. Alla typer av slagg passar inte på grund av otillräckliga egenskaper. Vid produktion av höglegerat rostfritt stål så är slaggen mycket kalkrik, vilket leder till sönderfall på grund av absorption av vatten. Vissa stålsorter hos Sandvik tillverkas med ett tvåslaggsförfarande där en första reduceringsslagg först används för att sedan ersättas av en raffineringsslagg. Denna rapport behandlar förändringar i slaggsammansättning för att förbättra slaggens egenskaper gällande volymstabilitet efter deponering. I synnerhet så behandlas volymstabilitet av reduceringsslagg och om möjligheterfinns att kombinera bra stålproduktion med volymstabil slagg.Projektet har syftat till att kartlägga hur slaggen fungerar i dagsläget med provtagning nära konverter men även hur förändrade sammansättningar påverkar slaggen som svalnar enligt normal praxis utanför stålverket. Slagger som faller sönder av fasomvandlingar har observerats. Slutligenhar en sammansättning som ser lovande ut ur produktionsperspektiv och stabilitetsperspektivhittats. Slaggen blir då stabil även efter försök att orsaka sönderfall i extrem miljö. Vid produktionmed minskad kalktillsats under reducering kan ungefär två tredjedelar av ingående charger somska reduceras med aluminium hanteras. Med en mindre förändring i AOD processen vid reduceringså skulle ca 6000ton/år kunna skiftas från att sönderfalla till att bli stabil. / Slag has historically been used as a construction material in different applications. All types of slags are not suitable due to insufficient properties. Production of high alloy stainless steels leads to a slag which is rich in lime, which leads to disintegration due to absorption of water. Certain steel qualities at Sandvik is manufactured with a two slagg procedure where a first reduction slag is use that is replaced with a refining slag. This report looks into changes in the slag-composition to improve the properties in regards to volumetric stability after disposal. Especially it investigates volumetric stability of the reduction slag and if it is possible to combinea production of high quality steel with a stable slag. Further investigations during the project has looked at how the slag works today, with sampling close to the AOD converter but also how different slag compositions affects the slag that is disposed of outside the steelplant with todays disposal routine. Slag that disintegrates due to phase changes during cooling has been observed. A slag composition that seems promising from aproduction and stability perspective has been found. It results in a slag that remain stable even after enduring harsch enviroments. A production with less lime addition during the reduction phase can handle about two thirds of the aluminum reduced steel batches. With this small changein the AOD process roughly 6000tonnes/year of slag could be shifted from disintegration to stable material.

Due to the trend of increasing environmental demands put on civil aviation, manufacturersof commercial aircraft engines meet increased pressure to reduce weight. Modernturbofan engines represent up to almost one tenth of an aircraft's total weight, meaning areduction of engine component weight of just 30 kg is estimated to reduce CO2 emissionsby 400 tonnes over the lifetime of a medium sized commercial aircraft. At the sametime turbine casings are required to fully prevent debris to escape in the event of bladefailure, to prevent further damage to critical systems. For new designs to be approvedthe Federal Aviation Regulations (FAR) states that the containment capability of a suggesteddesign solution must be experimentally established, a process associated with highcosts and long lead times. The industry therefore more frequently relies on numericalsimulations as part of all stages in the design process. For simulations to replace theexpensive experiments in nding the nal optimum design regarding weight and safety,the accuracy of the used models have to be improved.This thesis aims to provide increased accuracy in the numerical predictions by developingexperimental procedures to test material close to the operational conditions of thecontainment structure. This is realised by performing experiments at high-strain ratesand elevated temperatures in a high-velocity tensile testing machine combined with aninduction heater. Sheet specimens of varying geometries are loaded in tension to achievedierent stress states for covering dierent failure modes. Furthermore, high-speed photographyand Digital Image Correlation are utilised to track in-plane deformations. Theresulting local deformations are then used to derive the stress-strain hardening relationand the evolution of the stress state from initial loading up to fracture. The obtaineddata are nally used to calibrate strain rate and thermal dependent plasticity and fracturemodels. To validate the calibrated models so-called reverse impact testing was used,where the resulting force of a material sample impacting an instrumented target wasquantied. The experiment was straightforward to model numerically since the specimenies freely without constraints, thereby avoiding complex boundary conditions.The characterisation method was developed and performed on nickel based Alloy 718.This material is known for its high strength and good corrosion resistance at high temperaturesand is therefore commonly used in hot parts of aircraft engines, such as thecontainment structures of the low-pressure part of the engine turbine. All material fortesting and validation was supplied from one single heat and batch, aged using the sameheat treatment conditions, to ensure consistent mechanical properties. The results fromthe characterisation procedure showed that the plastic ow of Alloy 718 is moderatelystrain rate and temperature dependent while the fracture is clearly stress state dependent.

Stångmaterialet 593Y och Q samt trådmaterialet 593B hos Ovako i Hällefors värmebehandlas för att stålet ska få de speciella egenskaper som gynnar efterföljande bearbetningar hos kund. Den värmebehandlingsprocess som stålet genomgår heter mjukglödgning eller sfäroidiseringsglödgning, vilket är en tidskrävande process där strukturella förändringar sker i materialet. Syftet med detta arbete har varit att hitta en värmebehandlingscykel för ovanstående material där produkten möter kundens krav på perlitandel samt hårdhet. För att få en grundläggande förståelse för materialets grundstruktur undersöktes ingångsstrukturen hos vardera material direkt efter valsning samt efter den värmebehandlingscykel som används idag av Ovako i Hällefors. Ingångsstrukturen hos 593Y och B är en finlamellär perlitisk struktur medan 593Q har en fin bainitisk struktur. Den värmebehandlingscykeln som används idag av Ovako i Hällefors värmer upp materialet till 720 ˚C för att sedan svalna ner till 630 ˚C för stångmaterialen samt uppvärmning till 750 ˚C för att svalna ner till 670 ˚C för trådmaterialen. Under mjukglödgningen så bryts cementiten mellan ferritskivorna i grundmassan upp i mindre fragment och antar en sfärisk form tillsammans med att hårdheten i materialet minskas. Mängd kvarvarande perlitisk struktur i grundmassan efter mjukglödgningen bestämmer perlitandelen (PA) i materialet. Analysen utav olika värmebehandlingscykler och undersökning av provbitar genom ljusoptiskt mikroskop tillsammans med Vickers hårdhetsprovning har gett god förståelse och kunskap om hur materialen uppför sig under värmebehandlingen. Med denna kunskap så har en godkänd värmebehandlingscykel tagits fram till stångmaterialen 593Y och Q. Det kommer behövas ytterligare undersökningar och testet för att kunna komma fram med en cykel som passar kundens krav för trådmaterialet.

AOD-slag at Sandvik Materials Technology in Sandviken is disintegrating to a fine powder during cooling as a consequence of a volume increase caused by a phase transformation. The slag becomes a powder that's hard to handle because of dusting, the environment that is closeby take a beating. On top of that the slag must be landfilled and cannot be used as secondary material. In general most slags have a great potential to be used in as construction material in different applications around the society after used by the steel industry. In Sandviks case the disintegration stops that from being possible. To prevent disintegration of AOD-slag serveral things can be done, such as new additives or change of slag composition. In this project a new composition of the slag has been obtained from a decrease of lime addition. Then the slag composition can be moved outside of the area of disintegration by the volume increase. The change had to be done without jeopardize the quality of the steel or the lining material in the AOD. Potential steels were choosen for trials with lowered addition of lime after a present value analysis were established. The early analysis was conducted by slag samples from different steels in the AOD, these samples created the foundation of method further on. The full scale tries were conducted in three campaigns with different follow-ups. The results shows that there is possible to reduce the lime addtive to the AOD and by that receive a solid slag and at the same time produce high quality steel. With reduced lime addition the basicity is lowered. With lowered basicity the results shows that the sulphur removal gets worse as well as the reduction of chromium. The method established in this thesis does no go well with all steels except some pinpointed steel types with less demands on high sulphur removal. / AOD-slaggen vid Sandvik Materials Technology i Sandviken sönderfaller till ett fint pulver under svalning som en konsekvens av en fasomvandling av dikalciumsilikat där en volymexpansion sker. Slaggen som blir pulver blir svårhanterlig på grund av att den dammar, närmiljön försämras till följd. Dessutom måste slaggen deponeras och kan inte användas som ett sekundärt material. Generellt anses slagg har stor potential att användas till andra applikationer i samhället efter användning i stålindustrin. I Sandviks fall sätter sönderfallet stopp för det. För att undvika sönderfall av AOD-slaggen kan en rad olika saker göras som tillsatser eller ändring av sammansättning. I det här projektet har en ny slaggsammansättning uppnåtts genom minskning av kalktillsatsen till slaggen. Då kunde slaggens sammansättning flyttas från området för sönderfall genom volymexpansion. Förändringen var tvungen att ske utan att äventyra stålets kvalité eller infodringen i AOD:n. Potentiella stålsorter valdes ut för försök med mindre kalktillsats efter att en nuvärdesbild hade etablerats. Nuvärdesbilden bestod av provtagning av slagg från charger i AOD:n och den bidrog till metoden för försöken. Fullskaleförsöken utfördes i tre kampanjer med olika typer av uppföljning. Resultaten visar att det är möjligt att minska kalkmängden till AOD:n och därmed få en stabil slagg och samtidigt producera ett fullgott stål. Genom minskad kalktillsats sänks basiciteten och det gör slaggen mindre basisk. Resultaten visar att svavelraffineringen blev sämre. Kromreduceringen blev också något sämre. Metoden framtagen i det här projektet fungerade inte för alla stålsorter utan det är framförallt några utvalda stål med lägre krav på svavelrening.

Denna rapport är ett examensarbete utfört på Ovako Bar AB i Smedjebacken, vilket är det avslutade momentet i utbildningen ”Materialteknik med inriktning metallurgi” på Bergsskolan i Filipstad.   Grunden till detta arbete ligger hos ”frysningar” (att stålet slutar rinna från gjutlådan) som företrädesvis sker på yttersträngarna. Igensättning av denna typ orsakas generellt av två faktorer, för låg övertemperatur i förhållande till likvidustemperatur eller otillräcklig förvärmning av gjutlåda samt gjutrör.   Syftet med detta arbete har varit att fokusera på förvärmningen, där målet var att utvärdera hur förvärmningstider ser ut i förhållande till de föreskrivna. Samt utvärdera prestandan hos värmningsutrustningen. Och utvärdera hur temperaturfördelningen ser ut i gjutlådan under gjutning.   Arbetet utfördes med hjälp av termoelement som monterades in i gjutlådan vid 1: a sträng och 3:e sträng för att kunna se hur temperaturfördelning är i gjutlådan. Mätningarna visade tydligt att temperaturen skiljde sig mellan yttersträng (1: a) och centrumsträng (3:e) vilket kan var en orsak till att frysningar sker företrädesvis på yttersträng där temperaturen visat sig vara lägre än centrumsträng.   Vid utvärdering av prestandan på värmningsutrustningen så användes en handpyrometer som möjliggjorde mätning av gjutrören för att ta fram en trendkurva, som visar när temperaturökningen avtar och upphör. Vilket visade brister i tid och prestanda i nuläget.   Med en fullt fungerande förvärmning skulle igensättningsgraden kunna minskas.

No description available.

In the present study, the influence of the quenching temperature and partitioning conditions (temperature and time) have been investigated on a 0.6%C-1.2%Mn-1.6%Si-1.75%Cr alloy. Maps of hardness, impact toughness and amount of retained austenite have been developed for three quenching temperatures as a function of partitioning temperature and partitioning time. Results demonstrate that, in this material, the carbon depletion of the martensite and the stabilization of austenite can be achieved significantly faster at high partitioning temperatures, promoting higher retained austenite fractions, lower hardness, and maximizing the energy absorbed in a Charpy V‑Notch test. In addition, the effect of the partitioning time was also analysed, presenting different behaviour at high and low partitioning temperatures. Whereas an increment of time at high partitioning temperatures (>400 ºC) leads to an austenite consumption, at low partitioning temperatures it is effective to retain a higher amount of austenite.  Furthermore, tensile properties are shown to be better than in conventional alloys utilized in industry. Whilst, for example, the AISI 52100 alloy achieves 2 GPa of tensile strength and 1‑2% of fracture deformation, in the present study the notable combination of 2.5 GPa of tensile strength and 5.7 % of fracture deformation was achieved in samples quenched until room temperature. Untempered martensite transformed during final cooling in samples quenched until higher temperatures was shown to be detrimental for tensile properties. A comparison between the Q&P process and the austempering process on this alloy has been carried out. Results reveal that the quenching and partitioning heat treatment is presented as a promising alternative to reach higher hardness (>700 HV) and similar specific wear rates in dry conditions performing a shorter heat treatment.    Finally, a complementary study about the effect of micro-segregation on the Q&P process and an optimization method to minimize the inhomogeneity of the structure by a correct selection of the quenching temperature were established.

In the oxidative refining of metallurgical grade silicon the loss of Si to the slag in the form of SiO2 is an economical concern. The purpose of this report is to investigate the possibility of using SiO2 and mechanical stirring to remove Ca and Al as a substitute to the oxidative refining. In the experiments graphite crucibles were used in a vertical resistance furnace and controlled argon atmosphere. The removal rate of Ca and Al are measured by X-ray fluorescence and the slag is examined in a scanning electron microscope. The slag formation kinetics are examined and a calculation of the activities of Ca, Al and their respective oxides in the slag phase is conducted. The driving forces of creating CaO and Al2O3 in this system is calculated to better understand the behavior of the Ca and Al removal. The results show that removal of dissolved Ca and Al by mechanical stirring is possible and in this setup a stirring time of 20 minutes is sufficient since no more refining can be obtained by increasing it.