JP2022108357A - Method of carrying metallic material - Google Patents

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Yuki Tsujimoto
哲郎 和田
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Abstract

To provide a method of carrying a metallic material capable of reducing bending of a metallic material due to temperature change while carrying the metallic material from a place where it was subjected to heating to a place for where it is subjected to cooling .SOLUTION: A method of carrying a metallic material carries a long-sized metallic material M composed of metal that causes a phase transformation with temperature change after being heated at a heating unit 10 to a cooling unit 40 via a carrying unit 30. The cooling unit 40 cools the metallic material M with higher uniformity than in the carrying unit 30 in a cross section that crosses the metallic material M in the longer direction. In a cross section of the metallic material M upon reaching the cooling unit 40, a first point and a second point positioned on a surface of the metallic material M separated from each other take a uniform phase state fitting in an area corresponding to the same phase in which no phase transformation is occurring in a continuous cooling transformation diagram of the metallic material M.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、金属材の搬送方法に関し、さらに詳しくは、加熱と冷却を経て長尺状の金属材を製造する際に、加熱を行う場所から冷却を行う場所まで金属材を搬送する方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for transporting a metal material, and more particularly to a method for transporting a metal material from a place where it is heated to a place where it is cooled when manufacturing a long metal material through heating and cooling. is.

熱間圧延等、加熱を伴う工程を経て、鋼材等、長尺状の金属材を製造する際に、加熱された金属が冷却を受けるのに伴って、金属材に曲がりが生じる場合がある。曲がりを低減する方法の1つとして、曲がりの生じた金属材に対して、ロール矯正機等を用いて、曲がりを補正するという方法が用いられている。 BACKGROUND ART When a long metal material such as steel is manufactured through a process involving heating such as hot rolling, the metal material may be bent as the heated metal is cooled. As one method for reducing bending, a method of correcting bending by using a roll straightening machine or the like is used for a bent metal material.

金属材の曲がりを低減する別の方法として、加熱された金属材に対して、所定の状態で固定・保持したまま、冷却を行うという方法も用いられている。例えば、特許文献1においては、鋼片を高温を有するレールの形状にする熱間圧延工程の後、高温のレールを常温に至るまで冷却する工程において、レールの温度が所定の温度域にある間、レールが冷却床上で正立状態に保持され、保温や加速冷却のいずれも行うことなく自然に冷却されることが、開示されている。 As another method for reducing bending of the metal material, a method of cooling the heated metal material while fixing and holding it in a predetermined state is also used. For example, in Patent Document 1, after a hot rolling process in which a steel billet is shaped into a rail having a high temperature, in a process of cooling the high temperature rail to room temperature, while the temperature of the rail is in a predetermined temperature range , discloses that the rails are held upright on a cooling bed and allowed to cool naturally without either heat retention or accelerated cooling.

特開2011-73063号公報JP 2011-73063 A

上記のように、ロール矯正機等を用いた曲がりの補正や、冷却時の固定・保持によって、金属材の曲がりを低減することが可能ではあるが、ロール矯正機等によって機械的に曲がりを補正する場合には、金属材の曲がりの程度によって、矯正能率が変化しやすい。また、外力を加えて曲がりを補正するため、残留応力の変化や表面の硬化等、金属材の物性への影響、また寸法の縮小など、金属材の形状への影響が発生しやすい。 As described above, it is possible to reduce the bending of metal materials by correcting bending using a roll straightening machine or the like, or by fixing and holding during cooling. In that case, the straightening efficiency tends to change depending on the degree of bending of the metal material. In addition, since bending is corrected by applying an external force, physical properties of the metal material, such as changes in residual stress and hardening of the surface, are likely to be affected.

一方、特許文献1に記載される方法のように、加熱された鋼材を、所定の状態で固定・保持して冷却する場合には、固定・保持を行うために、時間や場所が必要となってしまう。特に、多数の鋼材を製造する際に、特許文献1に記載されるように、加速冷却を行わずに自然に金属材を冷却するには、長い時間と広い場所が必要となる。 On the other hand, when the heated steel material is fixed and held in a predetermined state and cooled as in the method described in Patent Document 1, time and place are required for fixing and holding. end up In particular, when manufacturing a large number of steel materials, a long time and a large space are required to naturally cool the metal materials without performing accelerated cooling as described in Patent Document 1.

鍛造等によって長尺状の金属材を製造する際に、金属材が加熱を受ける場所と、冷却を受ける場所が離れていることが多く、それらの場所の間を、加熱された金属材が、放冷を受けながら、搬送されることになる。本発明者らの検討により、金属材が搬送される間の温度変化の形態が、金属材の曲がりの大きな要因となることが分かった。 When a long metal material is manufactured by forging or the like, the place where the metal material is heated and the place where it is cooled are often separated. It will be transported while being cooled. The present inventors have found that the form of temperature change while the metal material is conveyed is a major factor in the bending of the metal material.

本発明が解決しようとする課題は、加熱を受けた場所から冷却を受ける場所まで金属材を搬送する間の温度変化による、金属材の曲がりを低減することができる、金属材の搬送方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method for conveying a metal material that can reduce the bending of the metal material due to the temperature change while the metal material is being conveyed from a place where it is heated to a place where it is cooled. to do.

上記課題を解決するために、本発明にかかる金属材の搬送方法は、温度変化によって相変態を起こす金属よりなる長尺状の金属材を、加熱部にて加熱した後、搬送部によって、冷却部まで搬送する金属材の搬送方法において、前記冷却部は、前記搬送部よりも、前記金属材を長手方向に交差する断面内において高い均一性で冷却し、前記冷却部に達した際の前記金属材の前記断面において、相互に離間して前記金属材の表面に位置する第一の点と第二の点とが、前記金属材の連続冷却変態図において、相変態を起こしていない同一の相に収まった均一相状態をとる、というものである。 In order to solve the above-described problems, a method for conveying a metal material according to the present invention includes heating a long metal material made of a metal that undergoes phase transformation due to a temperature change in a heating unit, and then cooling the metal material in the conveying unit. In the method for conveying a metal material to a part, the cooling part cools the metal material with higher uniformity in a cross section intersecting the longitudinal direction than the conveying part, and the metal material when it reaches the cooling part In the cross section of the metal material, the first point and the second point located on the surface of the metal material that are spaced apart from each other are the same in the continuous cooling transformation diagram of the metal material without undergoing phase transformation. It is said that it takes a homogeneous phase state that is settled in the phase.

ここで、前記第一の点および前記第二の点は、前記断面の重心を挟んで、相互に対向する位置にあるとよい。 Here, the first point and the second point are preferably positioned to face each other across the center of gravity of the cross section.

前記搬送部は、複数の前記金属材を同時に搬送することができ、前記搬送部によって同時に搬送される複数の前記金属材について、前記冷却部に達した際の前記金属材の表面における温度が、前記連続冷却変態図において、相変態を起こしていない同一の相に対応する領域に収まっているとよい。 The conveying unit is capable of conveying a plurality of the metal materials simultaneously, and for the plurality of metal materials conveyed simultaneously by the conveying unit, the surface temperature of the metal materials when reaching the cooling unit is In the continuous cooling transformation diagram, it is preferable that the region is within the region corresponding to the same phase that has not undergone phase transformation.

前記搬送部内における前記金属材の滞留を解消する滞留解消制御によって、前記均一相状態を達成するとよい。 The homogeneous phase state may be achieved by retention elimination control for eliminating retention of the metal material in the conveying section.

この場合に、前記加熱部と前記搬送部の間に、前記加熱部にて加熱された前記金属材を圧延して前記搬送部に供給する圧延部が設けられており、前記圧延部によって圧延された前記金属材は、前記搬送部、または前記搬送部とは異なる分岐ラインに、切り替えて供給することができ、前記圧延部において、複数の前記金属材を連続的に圧延するに際し、前記搬送部に供給する前記金属材と前記分岐ラインに供給する前記金属材の、順序および数量の少なくとも一方を調整することで、前記滞留解消制御を行うとよい。 In this case, a rolling section is provided between the heating section and the conveying section to roll the metal material heated by the heating section and supply it to the conveying section. The metal material can be switched and supplied to the conveying section or a branch line different from the conveying section, and when continuously rolling a plurality of the metal materials in the rolling section, the conveying section The stagnation elimination control may be performed by adjusting at least one of the order and quantity of the metal material supplied to the branch line and the metal material supplied to the branch line.

また、前記搬送部によって搬送される前記金属材の表面の温度を計測する温度計測部を設け、前記搬送部内における前記金属材の滞留状況を予測するとともに、その予測された滞留状況と、前記温度計測部によって計測された温度とに基づいて、前記滞留解消制御を行うとよい。 Further, a temperature measurement unit is provided for measuring the temperature of the surface of the metal material conveyed by the conveying unit, and the state of retention of the metal material in the conveying unit is predicted, and the predicted state of retention and the temperature The retention elimination control may be performed based on the temperature measured by the measuring unit.

前記搬送部によって搬送される前記金属材に対して、放冷の抑制または加熱を行う保温部を設けるとよい。 It is preferable to provide a heat retaining section for suppressing cooling or heating the metal material conveyed by the conveying section.

前記加熱部における加熱状態を制御することで、前記均一相状態を達成するとよい。 It is preferable to achieve the uniform phase state by controlling the heating state in the heating unit.

前記冷却部は、前記金属材を、長手方向軸を中心として、3°以上20°以下の角度間隔で周方向に転回させながら、前記長手軸方向に沿って搬送する転回トランスファを備えるとよい。 The cooling unit preferably includes a rotating transfer that conveys the metal material along the longitudinal axis while rotating the metal material in the circumferential direction at angular intervals of 3° or more and 20° or less about the longitudinal axis.

上記発明にかかる金属材の搬送方法においては、搬送部によって金属材が搬送される間に、金属材が放冷を受けるが、搬送部による搬送を終えて冷却部に達した時点で、金属材の断面の相互に離間した場所に位置する第一の点と第二の点が、いずれも、連続冷却変態図において、相変態を起こしていない同一の相に対応する領域に収まっている。つまり、第一の点と第二の点が、相変態を起こしていない同じ相にある状態から、冷却部における冷却を受けることになる。金属材の偏冷却により、断面内で、相変態のタイミングに差が生じると、相変態に伴う膨張・収縮挙動によって、金属材に曲がりが生じやすいが、冷却の均一性の低い搬送部を搬送される間は、断面内の温度勾配を抑え、表面の第一の点と第二の点が同じ相をとるようにすることで、相変態に伴う膨張・収縮による鋼材の曲がりを低減することができる。その状態で、搬送部よりも均一性の高い冷却を行うことができる冷却部に導入することで、曲がりが生じにくい状態で、鋼材の冷却を行うことができる。 In the method for conveying a metal material according to the above invention, the metal material is allowed to cool while being conveyed by the conveying unit. Both the first point and the second point located at mutually spaced locations in the cross section of are in the region corresponding to the same phase that is not undergoing phase transformation in the continuous cooling transformation diagram. In other words, the first point and the second point are cooled in the cooling section from a state in which they are in the same phase without undergoing phase transformation. If uneven cooling of the metal material causes a difference in the timing of phase transformation within the cross section, the metal material tends to bend due to the expansion and contraction behavior associated with the phase transformation, but it is transported in a transport section with low cooling uniformity. By suppressing the temperature gradient in the cross section and making the first and second points of the surface take the same phase, bending of the steel material due to expansion and contraction due to phase transformation should be reduced. can be done. In this state, the steel material can be cooled in a state in which bending is less likely to occur by introducing the steel material into the cooling section that can perform cooling with higher uniformity than the conveying section.

ここで、第一の点および第二の点が、断面の重心を挟んで、相互に対向する位置にある場合には、そのような位置関係にある2点において大きな温度勾配が存在すれば、金属材の曲がりにつながりやすいが、それら2点の間で、温度勾配を小さく抑え、均一相状態を保つことで、金属材の曲がりを効果的に抑制することができる。 Here, when the first point and the second point are located opposite to each other across the center of gravity of the cross section, if there is a large temperature gradient between the two points in such a positional relationship, Although this tends to lead to bending of the metal material, bending of the metal material can be effectively suppressed by suppressing the temperature gradient between these two points and maintaining a homogeneous phase state.

搬送部は、複数の金属材を同時に搬送することができ、搬送部によって同時に搬送される複数の金属材について、冷却部に達した際の金属材の表面における温度が、連続冷却変態図において、相変態を起こしていない同一の相に対応する領域に収まっている場合には、搬送部によって同時に搬送される各金属材において、曲がりを抑制することができる。また、物性や製品形状の個体間の分布を小さく抑えることができる。さらに、同時に搬送される複数の金属材について、個体間の温度分布が小さく抑えられていることは、各個体内の温度勾配が小さいことの指標にもなり、個体間の温度分布を小さく抑えることが、各個体の曲がりを小さく抑えることにもつながる。 The conveying section can convey a plurality of metal materials simultaneously, and for the plurality of metal materials conveyed simultaneously by the conveying section, the temperature on the surface of the metal materials when reaching the cooling section is, in the continuous cooling transformation diagram, When the metal materials are contained in the regions corresponding to the same phase in which no phase transformation has occurred, bending can be suppressed in the metal materials simultaneously conveyed by the conveying unit. In addition, the distribution of physical properties and product shapes among individuals can be kept small. Furthermore, the fact that the temperature distribution among multiple metal materials that are conveyed at the same time is kept small is an indicator that the temperature gradient within each individual is small, and that the temperature distribution between the pieces can be kept small. , which also leads to minimizing the bending of each individual.

搬送部内における金属材の滞留を解消する滞留解消制御によって、均一相状態を達成する場合には、搬送部内において金属材が長時間滞留し、長時間の放冷を受けることによって、金属材の断面における温度勾配が大きくなること、またそれによって金属材に曲がりが生じることを、回避しやすくなる。 When a homogeneous phase state is achieved by retention elimination control that eliminates retention of the metal material in the conveying section, the metal material stays in the conveying section for a long time and is allowed to cool for a long time, so that the cross section of the metal material It becomes easy to avoid the increase in the temperature gradient at and the resulting bending of the metal material.

この場合に、加熱部と搬送部の間に、加熱部にて加熱された金属材を圧延して搬送部に供給する圧延部が設けられており、圧延部によって圧延された金属材を、搬送部、または搬送部とは異なる分岐ラインに、切り替えて供給することができ、圧延部において、複数の金属材を連続的に圧延するに際し、搬送部に供給する金属材と分岐ラインに供給する金属材の、順序および数量の少なくとも一方を調整することで、滞留解消制御を行う構成によれば、分岐ラインへの金属材の振り分けを利用して、搬送部における金属材の滞留を効果的に抑制することができる。例えば、搬送部において金属材の滞留が予測される場合には、分岐ラインに多くの金属材が供給されるように、搬送部および分岐ラインに振り分けて金属材を供給する順序や数量を調整することで、搬送部に金属材が供給される時間間隔を長くし、搬送部における金属材の滞留を防止することができる。 In this case, a rolling unit is provided between the heating unit and the conveying unit to roll the metal material heated by the heating unit and supply it to the conveying unit. or a branch line different from the conveying unit, and when continuously rolling a plurality of metal materials in the rolling unit, the metal material supplied to the conveying unit and the metal supplied to the branch line By adjusting at least one of the order and quantity of the metal materials, according to the configuration in which the retention elimination control is performed, the metal materials are distributed to the branch lines, and the retention of the metal materials in the conveying section is effectively suppressed. can do. For example, if metal materials are expected to stagnate in the conveying section, the supply order and quantity of metal materials distributed to the conveying section and branch lines are adjusted so that a large amount of metal materials are supplied to the branch line. As a result, it is possible to lengthen the time interval at which the metal material is supplied to the conveying section and prevent the metal material from stagnation in the conveying section.

また、搬送部によって搬送される金属材の表面の温度を計測する温度計測部を設け、搬送部内における金属材の滞留状況を予測するとともに、その予測された滞留状況と、温度計測部によって計測された温度とに基づいて、滞留解消制御を行う構成によれば、実際に金属材の温度を監視しながら滞留解消制御を行うことにより、また、金属材の滞留状況をあらかじめ予測することにより、搬送部における金属材料の滞留の抑制によって、金属材の断面の温度勾配を、効果的に低減させることができる。 In addition, a temperature measurement unit is provided to measure the temperature of the surface of the metal material conveyed by the conveying unit, and the state of retention of the metal material in the conveying unit is predicted. According to the configuration in which retention elimination control is performed based on the temperature of the metal material, the retention elimination control is performed while actually monitoring the temperature of the metal material, and by predicting the retention status of the metal material in advance. By suppressing retention of the metal material in the portion, the temperature gradient of the cross section of the metal material can be effectively reduced.

搬送部によって搬送される金属材に対して、放冷の抑制または加熱を行う保温部を設ける場合には、搬送部によって搬送される間の金属材の放冷の速度が低減されるので、搬送中に、金属材の断面に温度勾配が生じにくくなる。 In the case of providing a heat retaining part for suppressing or heating the metal material conveyed by the conveying part, the cooling speed of the metal material while being conveyed by the conveying part is reduced. In particular, a temperature gradient is less likely to occur in the cross section of the metal material.

加熱部における加熱状態を制御することで、均一相状態を達成する場合には、例えば、金属材を高温に加熱した状態で搬送部に導入することで、金属材の温度が高い状態で、搬送部での搬送を行うことができる。これにより、冷却部に達した時点でも、金属材の表面を、冷却に伴う相変態の影響が少ない状態に維持しやすくなる。 When a uniform phase state is achieved by controlling the heating state in the heating unit, for example, by introducing the metal material heated to a high temperature into the conveying unit, the metal material is conveyed while the temperature is high. It is possible to carry out the transportation in the department. This makes it easier to maintain the surface of the metal material in a state where the influence of phase transformation due to cooling is small even when the metal material reaches the cooling portion.

冷却部が、金属材を、長手方向軸を中心として、3°以上20°以下の角度間隔で周方向に転回させながら、長手軸方向に沿って搬送する転回トランスファを備える場合には、金属材を高い均一性をもって冷却しながら、搬送することができる。 In the case where the cooling unit includes a rotating transfer that conveys the metal material along the longitudinal axis while rotating the metal material in the circumferential direction at an angular interval of 3° or more and 20° or less around the longitudinal axis, the metal material can be conveyed while being cooled with high uniformity.

本発明の一実施形態にかかる金属材の搬送方法を実施する圧延ラインの一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a rolling line for carrying out a metal material conveying method according to an embodiment of the present invention; FIG. (a)は、搬送部における鋼材の状態を示す図である。(b)は、鋼材における温度勾配を示す図であり、(c)は、その温度勾配による鋼材の曲がりを示す図である。(a) is a figure which shows the state of the steel material in a conveyance part. (b) is a diagram showing the temperature gradient in the steel material, and (c) is a diagram showing the bending of the steel material due to the temperature gradient. 連続冷却変態図を説明するモデル図であり、相Aと相Bの間の相境界Lをまたいで、2つの冷却曲線C1,C2に従って冷却する形態を示している。1 is a model diagram for explaining a continuous cooling transformation diagram, showing a mode of cooling across a phase boundary L between a phase A and a phase B according to two cooling curves C1 and C2. FIG. (a)曲がりを生じていない鋼材(試料1)および(b)曲がりを生じた鋼材(試料2)について、各部の硬さの測定結果を示す図である。硬さの単位は、HRCである。FIG. 2 is a diagram showing measurement results of hardness of each part of (a) a steel material that is not bent (sample 1) and (b) a steel material that is bent (sample 2). The unit of hardness is HRC. 試料1および試料2の断面の各部の、光学顕微鏡によるミクロ組織観察像である。各像に付した符号は、図4中に符号で示した測定位置と対応している。4 shows microstructure observation images of each part of the cross section of Sample 1 and Sample 2 with an optical microscope. The reference numerals attached to each image correspond to the measurement positions indicated by the reference numerals in FIG.

以下、本発明の一実施形態にかかる金属材の搬送方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の一実施形態にかかる金属材の搬送方法(以下単に、搬送方法と称する場合がある)においては、鋼材をはじめとする長尺状の金属材を、熱間圧延等によって加熱を受けた場所から、冷却を受ける場所まで搬送するものである。 Hereinafter, a method for conveying a metal material according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In a method for conveying a metal material according to one embodiment of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as a conveying method), a long metal material such as a steel material is heated by hot rolling or the like. from a location to a location to receive cooling.

ここで、本実施形態にかかる搬送法によって搬送する金属材としては、以下では鋼材を例に説明するが、鋼材に限るものではなく、温度変化によって相変態を起こす金属よりなるものであれば、どのようなものでも構わない。また、以下では、相変態の具体例として、γ相からパーライト相への相変態であるパーライト変態(γ→P変態)を挙げているが、相変態の種類も、特に限定されない。また、着目している相変態(ここではパーライト変態)以外に、別の相変態を、着目している条件(温度・冷却速度等)と別の条件において起こすものであっても構わない。別の相変態として、γ相からベイナイト組織が形成されるベイナイト変態(γ→B変態)を挙げることができる。 Here, as the metal material to be conveyed by the conveying method according to the present embodiment, steel material will be described as an example below, but it is not limited to steel material. It doesn't matter what it is. In the following, pearlite transformation (γ→P transformation), which is a phase transformation from γ phase to pearlite phase, is given as a specific example of phase transformation, but the type of phase transformation is not particularly limited either. In addition to the phase transformation of interest (here, pearlite transformation), another phase transformation may occur under conditions other than the conditions of interest (temperature, cooling rate, etc.). Another phase transformation is a bainite transformation (γ→B transformation) in which a bainite structure is formed from a γ phase.

[圧延ラインの概要]
最初に、本発明の一実施形態にかかる搬送方法を実施することができる装置として、圧延ラインの一例について、概要を説明する。圧延ラインにおいては、鋼片を加熱して圧延し、切断等の処理を行いながら搬送を行い、最終的に冷却を行うものである。
[Overview of rolling line]
First, an outline of an example of a rolling line will be described as an apparatus capable of implementing the conveying method according to one embodiment of the present invention. In the rolling line, a billet is heated, rolled, conveyed while undergoing processing such as cutting, and finally cooled.

図1に、圧延ライン1の概略を示す。圧延ライン1は、加熱部10と、圧延部20と、搬送部30および冷却部40よりなる精整部と、を有している。 The outline of the rolling line 1 is shown in FIG. The rolling line 1 has a heating section 10 , a rolling section 20 , and a refinement section including a conveying section 30 and a cooling section 40 .

加熱部10は、加熱炉より構成され、鋼片を、鋼種ごとに必要な所定の温度まで加熱する。そして、加熱された鋼片に対して、圧延部20において、圧延を行う。圧延部20においては、粗列圧延機、中間列圧延機、仕上列圧延機(いずれも図略)によって、多段の圧延を行い、さらに、圧延によって得られた鋼材Mに対して、分割装置22によって、分割・切断を行う。 The heating unit 10 is composed of a heating furnace, and heats the steel slab to a predetermined temperature required for each steel type. Then, the heated billet is rolled in the rolling section 20 . In the rolling unit 20, multistage rolling is performed by a roughing row rolling mill, an intermediate row rolling mill, and a finishing row rolling mill (all not shown). to divide and cut.

圧延部20における圧延と分割を経た鋼材Mは、搬送部30に導入される。搬送部30の途中には、2台の切断機32,34が設けられており、圧延部20から導入された長尺状の鋼材Mは、搬送部30を搬送される間に、所定の長さに切断される。 The steel material M that has undergone rolling and division in the rolling section 20 is introduced into the conveying section 30 . Two cutting machines 32 and 34 are provided in the middle of the conveying section 30, and the long steel material M introduced from the rolling section 20 cuts a predetermined length while being conveyed through the conveying section 30. is severed.

搬送路30は、鋼材Mの長手方向軸を搬送方向Dに略平行に配置した状態で、鋼材Mを搬送方向Dに沿って搬送する。搬送部30は、図2(a)に示すように、複数本の鋼材Mを、搬送方向Dに交差する幅方向に並べた状態で、搬送を行うことができる。搬送部30は、搬送面30aの幅方向両側に、搬送面30aから上方に立ち上がった側壁30bを有している。 The conveying path 30 conveys the steel material M along the conveying direction D with the longitudinal axis of the steel material M arranged substantially parallel to the conveying direction D. The conveying unit 30 can convey a plurality of steel materials M while arranging them in the width direction intersecting the conveying direction D, as shown in FIG. 2(a). The conveying portion 30 has side walls 30b that rise upward from the conveying surface 30a on both sides in the width direction of the conveying surface 30a.

所定の長さへの切断を受けながら、搬送部30によって搬送された鋼材Mは、冷却部としての転回トランスファ40に導入される。転回トランスファ40は、搬送方向Dに略垂直に長手方向軸を向けた鋼材Mを、長手方向軸を中心として、周方向に転回させながら、搬送方向Dに沿って搬送する。この搬送中に、鋼材Mが冷却を受ける。鋼材Mの転回は、所定の角度間隔で行われる。転回トランスファ40においては、鋼材Mを転回させながら鋼材Mの搬送を行うことにより、また、複数の鋼材Mを相互に離間させた状態で搬送を行うことにより、搬送部30において鋼材Mが放冷される際よりも、鋼材Mの長手方向に交差する断面内、つまり、周方向において、高い均一性をもって、鋼材Mの冷却を行うことができる。なお、鋼材Mの転回にかかる角度間隔は、鋼材Mの長手方向軸を中心として、周方向に沿って高い均一性をもって冷却を行うことを考慮して、好ましくは3°~20°の範囲、より好ましくは4°~10°の範囲とすればよく、例えば6°とされる。 The steel material M conveyed by the conveying section 30 while being cut to a predetermined length is introduced into a rotating transfer 40 as a cooling section. The rotary transfer 40 conveys the steel material M whose longitudinal axis is oriented substantially perpendicular to the conveying direction D along the conveying direction D while rotating it in the circumferential direction about the longitudinal axis. During this transportation, the steel material M is cooled. The turning of the steel material M is performed at predetermined angular intervals. In the rotating transfer 40, the steel materials M are conveyed while rotating the steel materials M, and by conveying a plurality of steel materials M while being separated from each other, the steel materials M are allowed to cool in the conveying section 30. It is possible to cool the steel material M with higher uniformity in the cross section intersecting the longitudinal direction of the steel material M, that is, in the circumferential direction than when the steel material M is cooled. The angular interval for turning the steel material M is preferably in the range of 3° to 20° in consideration of cooling with high uniformity along the circumferential direction centering on the longitudinal axis of the steel material M. More preferably, it should be in the range of 4° to 10°, for example 6°.

転回トランスファ40によって、冷却されながら搬送された鋼材Mは、集積部60で集積される。そして、適宜、ロール矯正機による形状の補正等、後段の処理を受けることになる。 The steel material M conveyed while being cooled by the rotary transfer 40 is accumulated in the accumulation section 60 . Then, it is appropriately subjected to post-stage processing such as shape correction by a roll straightening machine.

さらに、圧延ライン1においては、圧延部20から搬送部30へと続くラインから分岐して、搬送部30とは異なる分岐ライン50が設けられている。分岐ライン50は、圧延部20内で分岐し、搬送部30と並走しており、分岐部以降の図示は省略するが、搬送部30とは独立して、鋼材Mの搬送や切断、冷却を行うことができる。分岐ライン50が分岐する箇所には、ライン切り替え部51が設けられており、圧延部20によって圧延された鋼材20を、ライン切り替え部51によって、搬送部30または分岐ライン50に、相互に切り替えて供給することができる。例えば、圧延部20から搬送部30に至るラインが、所定よりも大きい径に圧延された圧延材を処理する太丸ラインとして構成される場合に、分岐ライン50を、所定よりも小さい径に圧延された圧延材を処理する細丸ラインとして、構成することができる。 Further, in the rolling line 1 , a branch line 50 that branches off from the line extending from the rolling section 20 to the conveying section 30 and is different from the conveying section 30 is provided. The branch line 50 branches off within the rolling unit 20 and runs parallel to the conveying unit 30. Although illustration after the branching unit is omitted, the branch line 50 conveys, cuts, and cools the steel material M independently of the conveying unit 30. It can be performed. A line switching unit 51 is provided at a location where the branch line 50 branches, and the steel material 20 rolled by the rolling unit 20 is switched to the conveying unit 30 or the branch line 50 by the line switching unit 51. can supply. For example, when the line from the rolling unit 20 to the conveying unit 30 is configured as a thick round line for processing a rolled material that has been rolled to a diameter larger than a predetermined diameter, the branch line 50 is used for rolling to a diameter smaller than the predetermined diameter. It can be configured as a thin round line for processing rolled material.

[圧延ラインにおける鋼材の温度変化]
次に、上記で説明した圧延ライン1の各部における鋼材Mの温度変化と、その影響について説明する。
[Temperature change of steel material in rolling line]
Next, the temperature change of the steel material M in each part of the rolling line 1 described above and its influence will be described.

ここでは、図3に模式的に示した連続冷却変態図に基づいて、説明を行う。ここでは、金属組織の相として、相Aおよび相Bを想定する。相Aの方が相Bよりも高温で生成する相であり、高温に加熱された鋼片Mの各部が、冷却曲線に沿って冷却を受ける際に、温度の低下に伴って相Aと相Bの間の相境界Lを超えると、相Aから相Bへの相変態を起こす。上記のように、相Aおよび相Bに対応する具体的な相は特に限定されるものではなく、相変態によって鋼材Mに変形や物性の分布を生じさせるものとして着目する2つの相を、相Aおよび相Bとして想定すればよい。ここでは、例として、相Aがγ相であり、相Bがパーライト相である場合を想定している。 Here, description will be made based on the continuous cooling transformation diagram schematically shown in FIG. Here, phase A and phase B are assumed as phases of the metal structure. Phase A is generated at a higher temperature than phase B, and when each part of the billet M heated to a high temperature is cooled along the cooling curve, phase A and phase A are generated as the temperature decreases. A phase transformation from phase A to phase B occurs when the phase boundary L between B is crossed. As described above, the specific phases corresponding to phase A and phase B are not particularly limited. Let us assume A and phase B. Here, as an example, it is assumed that the phase A is the γ phase and the phase B is the pearlite phase.

上記のように、加熱部10において、原料となる鋼片を十分に加熱した状態で、圧延部20に導入する。加熱部10における加熱温度は、圧延部20における圧延および分割を経て、搬送部30に導入される時点において、鋼材Mの温度が、全域において、相Aに対応する領域に収まるように、設定されている。よって、鋼材Mは、搬送部30に導入される時点において、全域が相Aをとっている。なお、搬送部30に入る時点で、鋼材Mの全域が相Aをとっていれば、加熱部10を出た後に、冷却により、既に何らかの相変態を経て相Aに至ったものであってもよい。 As described above, in the heating section 10 , the raw steel billet is sufficiently heated and introduced into the rolling section 20 . The heating temperature in the heating section 10 is set so that the temperature of the steel material M falls within the region corresponding to the phase A in the entire region at the time when the steel material M is introduced into the conveying section 30 after being rolled and divided in the rolling section 20. ing. Therefore, the steel material M is in the phase A over the entire area when it is introduced into the conveying unit 30 . If the entire steel material M is in phase A at the time of entering the conveying unit 30, even if it has already undergone some phase transformation and reached the phase A by cooling after leaving the heating unit 10 good.

圧延部20から搬送部30に導入された鋼材Mは、搬送部30において搬送、切断される間に、放冷を受ける。しかし、本実施形態にかかる搬送方法においては、搬送部30による搬送を終え、冷却部40に導入される時点での鋼材Mが、均一相状態をとっている。均一相状態とは、鋼材Mの断面において、相互に離間して鋼材Mの表面に位置する第一の点と第二の点とが、鋼材Mの連続冷却変態図(CCT図)において、相変態を起こしていない同一の相に対応する領域に収まった状態を指す。ここで、相変態を起こしていない相とは、着目している相変態を起こしていない相を意味する。図3においては、相境界Lをまたいだ相Bへの相変態を起こしていない相Aに対応する領域に、第一の点と第二の点がともに収まっている状態が、均一相状態となる。 The steel material M introduced from the rolling unit 20 to the conveying unit 30 is allowed to cool while being conveyed and cut in the conveying unit 30 . However, in the conveying method according to the present embodiment, the steel material M is in a homogeneous phase state at the time when it is introduced into the cooling unit 40 after being conveyed by the conveying unit 30 . The homogeneous phase state means that, in the cross section of the steel material M, the first point and the second point located on the surface of the steel material M, which are separated from each other, form a phase in the continuous cooling transformation diagram (CCT diagram) of the steel material M It refers to the state of being settled in the region corresponding to the same phase that has not undergone transformation. Here, the phase in which no phase transformation has occurred means the phase in which the focused phase transformation has not occurred. In FIG. 3, the state in which both the first point and the second point fall within the region corresponding to phase A that has not undergone phase transformation to phase B across phase boundary L is the homogeneous phase state. Become.

図3のCCT図において、ある冷却速度での冷却を表す冷却曲線C1と、それよりも大きい別の冷却速度での冷却を表す冷却曲線C2を設定し、相Aをとる温度まで加熱した鋼材Mを、冷却曲線C1と冷却曲線C2の間の冷却速度で冷却することを想定する。冷却曲線C2の方が、冷却曲線C1よりも早い時間で相境界Lと交差しており、冷却曲線C2に沿って冷却を行う場合には、冷却曲線C1に沿って冷却を行う場合と比べて、経過時間が短くても、相Aから相Bへの相変態が起こってしまうことになる。 In the CCT diagram of FIG. 3, a cooling curve C1 representing cooling at a certain cooling rate and a cooling curve C2 representing cooling at another higher cooling rate are set, and the steel material M heated to a temperature that takes phase A is cooled at a cooling rate between cooling curve C1 and cooling curve C2. The cooling curve C2 crosses the phase boundary L at an earlier time than the cooling curve C1. , the phase transformation from phase A to phase B occurs even if the elapsed time is short.

本実施形態の均一相状態においては、鋼材Mが搬送部30において搬送と切断を受ける間に、相互に離間して鋼材Mの表面に位置する第一の点と第二の点が、CCT図において、同じ相Aに対応する領域に留まる。つまり、冷却曲線C1と冷却曲線C2の間の冷却速度で冷却を行う際に、鋼材表面の第一の点および第二の点の両方において、相境界Lをまたいで相Bに対応する領域に入る事態が起こらないようにする。例えば、第一の点が冷却曲線C1に沿って冷却され、第二の点が冷却曲線C2に沿って冷却される場合に、時間t1においては、第一の点および第二の点がともに相Aに対応する領域にあり(交点p1,p2)、均一相状態をとっている。一方、時間t1よりも遅い時間t2においては、第一の点は相Aに対応する領域に留まっているが(交点p3)、第二の点は相境界Lを越えて相Bに対応する領域に入っており(交点p4)、均一相状態にはない。 In the homogeneous phase state of the present embodiment, the first and second points located on the surface of the steel material M separated from each other while the steel material M is being conveyed and cut in the conveying unit 30 are shown in the CCT diagram. , remains in the region corresponding to the same phase A. That is, when cooling is performed at a cooling rate between the cooling curve C1 and the cooling curve C2, at both the first point and the second point on the steel surface, the region corresponding to the phase B across the phase boundary L prevent entry. For example, if a first point cools along cooling curve C1 and a second point cools along cooling curve C2, at time t1 both the first point and the second point are in phase. It is in the region corresponding to A (intersection points p1 and p2) and has a homogeneous phase state. On the other hand, at time t2, which is later than time t1, the first point remains in the region corresponding to phase A (point of intersection p3), while the second point crosses the phase boundary L and corresponds to the region corresponding to phase B. (intersection point p4) and is not in a homogeneous phase state.

圧延ライン1において、加熱部10で加熱された鋼材Mが、搬送部30によって搬送される間に、放冷を受ける。放冷を受けても、CCT図において、相Aに対応する領域に留まっていれば、相Aから相Bへの相変態を起こさないが、相Bに対応する領域内の温度にまで放冷されてしまうと、相Bへの相変態を起こすことになる。この際、放冷が、鋼材Mの長手方向に交差する断面において、不均一に起こると(偏冷却)、同一断面内の一部の部位では、相Aに対応する領域に留まり、相変態を起こさずに、相Aを維持するが、別の部位では、相Bに対応する領域に移行し、相変態を起こして、相Bをとるようになる、という事態が起こりうる。すると、同一断面内に、異なる相の組織が共存することになる。断面の中心から外側に向かって対称に相が分布するのであれば、相の分布が鋼材Mの変形にはつながりにくいが、断面の中心に対して非対称に相の分布が生じていると、相変態前後の各相、ここでは相Aと相Bの結晶構造の違いにより、鋼材Mに、局所的な収縮や膨張が起こり、曲がり等の変形が生じる場合がある。また、鋼材Mの表面において、部位に応じて、硬さ等の物性に分布が生じる場合がある。 In the rolling line 1 , the steel material M heated by the heating section 10 is allowed to cool while being conveyed by the conveying section 30 . Even if it is left to cool, if it remains in the region corresponding to phase A in the CCT diagram, the phase transformation from phase A to phase B will not occur, but the temperature within the region corresponding to phase B will not occur. If this occurs, a phase transformation to phase B will occur. At this time, if the cooling occurs unevenly (uneven cooling) in a cross section that intersects the longitudinal direction of the steel material M, a part of the same cross section will remain in the region corresponding to phase A, and phase transformation will occur. A situation can occur in which the phase A is maintained without causing phase A, but the region shifts to a region corresponding to phase B at another site, undergoes a phase transformation, and adopts phase B. Then, structures of different phases coexist within the same cross section. If the phases are distributed symmetrically outward from the center of the cross section, the phase distribution is unlikely to lead to deformation of the steel material M. However, if the phase distribution occurs asymmetrically with respect to the center of the cross section, Due to the difference in the crystal structure of each phase before and after the transformation, here phase A and phase B, the steel material M may undergo local contraction or expansion, and deformation such as bending may occur. In addition, on the surface of the steel material M, physical properties such as hardness may be distributed depending on the part.

しかし、本実施形態にかかる搬送方法においては、同一断面内で、相互に離間して鋼材Mの表面に位置する第一の点と第二の点が、ともに相Aに対応する領域に留まる均一相状態にあることにより、搬送部30によって搬送される間に、鋼材Mの長手方向に交差する断面内で、相の分布が発生しにくい。その結果、相の分布に起因する曲がり等の変形や物性の分布を生じにくい。図3の時間t2のように、断面のうち、冷却速度が相対的に速い一部の領域で、相境界Lを越えて、相Bに入ってしまう時間まで、搬送部30での搬送を終えられない場合には、断面内に不均一な相の分布が発生してしまう。しかし、時間t1のように、冷却曲線C1と冷却曲線C2の間の冷却速度をとる断面の全域で、相Aに留まる時間内に搬送部30での搬送を終えることができれば、断面内に相の分布が発生しにくい。 However, in the conveying method according to the present embodiment, the first point and the second point located on the surface of the steel material M separated from each other in the same cross section both remain in the region corresponding to the phase A. By being in the phase state, the distribution of phases is less likely to occur in the cross section intersecting the longitudinal direction of the steel material M while being conveyed by the conveying unit 30 . As a result, deformation such as bending and physical property distribution due to phase distribution are less likely to occur. The transportation by the transportation unit 30 is finished until the time when the phase boundary L is crossed and the phase B is entered in a part of the cross section where the cooling rate is relatively high, such as the time t2 in FIG. Otherwise, a non-uniform phase distribution will occur in the cross section. However, if the transfer by the transfer unit 30 can be completed within the time during which the phase A remains in the entire cross section where the cooling rate is between the cooling curve C1 and the cooling curve C2, as in the time t1, the phase in the cross section distribution is unlikely to occur.

搬送部30によって搬送される間に、鋼材Mの断面において、相の不均一な分布が形成されないまま、鋼材Mが冷却部40に導入されれば、冷却部40は、搬送部30よりも鋼材Mに対する冷却の均一性が高いので、鋼材Mの断面の全域が、高い均一性をもって冷却されることになる。すると、鋼材Mの断面全域で、相変態が、高い均一性をもって進行する。この場合には、鋼材Mに、曲がり等の変形や、物性の分布が生じにくい。 If the steel material M is introduced into the cooling unit 40 while the steel material M is being transported by the transporting unit 30 without forming a non-uniform distribution of phases in the cross section of the steel material M, the cooling unit 40 will reduce the steel material more than the transporting unit 30. Because of the high uniformity of cooling for M, the entire cross-section of steel M will be cooled with high uniformity. Then, the phase transformation proceeds with high uniformity over the entire cross section of the steel material M. In this case, deformation such as bending and distribution of physical properties are less likely to occur in the steel material M.

鋼材Mにおいて、均一相状態を充足しているかどうかを判定する第一の点および第二の点は、鋼材Mの長手方向軸に交差する断面内で、鋼材Mの表面に、相互に離間して設けられていれば、どのように設定されても構わないが、図4に示す点aと点cのように、断面の重心(点b)を挟んで、相互に対向する位置に設定されていることが好ましい。図2(a)に示されるような搬送部30での搬送の形態に起因して、それら重心を挟んで対向する部位の間に、最も温度の差が生じやすいからである。また、そのような2点は、1つの断面において最も離れている点であり、それらの点の間に温度勾配があれば、鋼材Mの大きな曲がりにつながりやすい。一方、それらの点が均一相状態を満たしていれば、その断面における鋼材表面全体で、温度分布の均一性が高くなっている蓋然性が高いと言える。好ましくは、ある断面において、第一の点および第二の点をどのように設定しても、均一相状態を充足するものであるとよい。また、1本の鋼材Mにおいて、任意に断面をとった際に、いずれの断面においても、均一相状態を充足するとよい。 The first point and the second point for determining whether the homogeneous phase condition is satisfied in the steel M are spaced apart from each other on the surface of the steel M in a cross section intersecting the longitudinal axis of the steel M. However, they are set at positions facing each other across the center of gravity (point b) of the cross section, such as points a and c shown in FIG. preferably. This is because the difference in temperature is most likely to occur between the parts facing each other across the center of gravity due to the form of transport by the transport unit 30 as shown in FIG. 2(a). Also, such two points are the farthest point in one cross section, and if there is a temperature gradient between those points, it is likely to lead to large bending of the steel material M. On the other hand, if those points satisfy the homogeneous phase state, it can be said that there is a high probability that the uniformity of the temperature distribution is high over the entire surface of the steel material in that cross section. Preferably, the homogeneous phase state is satisfied regardless of how the first point and the second point are set in a certain cross section. Further, when any cross section is taken in one steel material M, it is preferable that the uniform phase state is satisfied in any cross section.

ここで、鋼材において代表的に生じる温度勾配について説明する。図2(a)に示すように、搬送部30において、鋼材Mが長手方向を搬送方向Dに向けて搬送される際に、複数の鋼材Mが、搬送面30aの幅方向に並んだ状態にある場合が多い。この場合に、1本の鋼材Mの中で、鋼材Mの並び列の内側に向いた部位、つまり側壁30bから離れた部位である対内部M1においては、他の鋼材Mと接触または近接している効果により、放冷が起こりにくい。一方、鋼材Mの並び列の外側に向いた部位、つまり側壁30bに近い部位である対外部M2においては、対内部M1よりも放冷が起こりやすい。 Here, temperature gradients that typically occur in steel materials will be described. As shown in FIG. 2(a), when the steel material M is conveyed in the conveying unit 30 with its longitudinal direction facing the conveying direction D, a plurality of steel materials M are aligned in the width direction of the conveying surface 30a. There are many cases. In this case, in one steel material M, the part facing inward in the row of the steel materials M, that is, the opposite inner part M1, which is the part away from the side wall 30b, is in contact with or close to the other steel material M. Due to the effect of On the other hand, in the portion facing the outside of the row of the steel materials M, that is, in the portion close to the side wall 30b to the outside M2, cooling occurs more easily than to the inside M1.

これにより、図2(b)に示すように、1本の鋼材Mにおいて、長手方向に交差する断面の中で、対内部M1が高温、対外部M2が低温になった温度勾配が生じてしまう。この温度勾配によって、高温に保たれた対内部M1は、CCT曲線において、相Aに対応する領域に留まり、相Aを維持する一方で、低温まで放冷された対外部M2は、相境界Lを越えて相Bに対応する領域に入り、相Bへと変態することがありうる。すると、上記のように、鋼材Mの断面内で、相Aをとる領域と、相Bをとる領域とが共存することになる。その結果、相Aと相Bの結晶構造の違いにより、対内部M1と対外部M2で、材料の収縮挙動に差が生じ、鋼材Mに曲がりが発生する可能性がある。例えば、相Aがγ相であり、相Bがパーライト相である場合に、図2(c)のように、相A(γ相)を維持する対内部M1では、材料の収縮が起こらないのに対し、相B(パーライト相)をとる対外部M2では、材料の収縮Sが起こる。γ相のfcc格子に比べて、パーライト相に含まれるbcc格子の格子定数が小さいからである。このような局所的な収縮Sが起こると、収縮Sを起こした側を内側にして、鋼材Mが曲がりを生じることになる。 As a result, as shown in FIG. 2(b), a temperature gradient occurs in a cross section intersecting the longitudinal direction in one steel material M, in which the inside M1 has a high temperature and the outside M2 has a low temperature. . Due to this temperature gradient, the pair inside M1 kept at a high temperature stays in the region corresponding to phase A in the CCT curve and maintains phase A, while the pair outside M2 cooled down to a low temperature rises to the phase boundary L into the region corresponding to phase B and transform into phase B. Then, as described above, in the cross section of the steel material M, a region having the phase A and a region having the phase B coexist. As a result, due to the difference in crystal structure between the phase A and the phase B, there is a possibility that the shrinkage behavior of the material will differ between the interior M1 and the exterior M2, and the steel material M will bend. For example, when phase A is a γ phase and phase B is a pearlite phase, as shown in FIG. On the other hand, the contraction S of the material occurs in the external M2 which assumes the phase B (pearlite phase). This is because the lattice constant of the bcc lattice included in the pearlite phase is smaller than that of the fcc lattice of the γ phase. When such local shrinkage S occurs, the steel material M bends with the side where the shrinkage S occurs inside.

搬送部30において鋼材Mが搬送される間に、このような相の分布による曲がりを生じると、その後冷却部40においてさらに相変態が進行したとしても、その曲がりの少なくとも一部が維持される場合が多い。先に相変態を生じた組織による収縮(または膨張)によって、未変態の組織部に引張(または収縮)の応力が掛かり、後から相変態を起こす組織は、その応力の影響を解消する形で相変態することになるからである。このように鋼材Mに曲がりが残存すると、ロール矯正機等を用いて、曲がりを機械的に補正する必要が生じる。曲がりが大きい場合には、ロール矯正機等に鋼材Mを設置することすら困難になる場合がある。鋼材Mの断面内での相の分布は、鋼材Mの曲がりだけではなく、鋼材Mの表面における硬さ等の物性の分布にもつながる。 When the steel material M is bent due to such phase distribution while the steel material M is being conveyed in the conveying section 30, even if the phase transformation further progresses in the cooling section 40 thereafter, at least a part of the bending is maintained. There are many. Due to the contraction (or expansion) of the structure that undergoes phase transformation first, tensile (or contraction) stress is applied to the untransformed structure. This is because phase transformation occurs. If the steel material M remains bent in this way, it becomes necessary to mechanically correct the bend using a roll straightening machine or the like. If the bending is large, it may become difficult even to install the steel material M in a roll straightening machine or the like. The distribution of phases in the cross section of the steel material M leads not only to the bending of the steel material M but also to the distribution of physical properties such as hardness on the surface of the steel material M.

特に、搬送部30において、複数の鋼材Mの並び列の最も外側に位置する鋼材Mにおいては、対外部M2に隣接して、加熱された鋼材Mが存在せず、図2(b),(c)に示すように、対外部M2が直接、低温の側壁30bに接触または隣接することになる。すると、対内部M1と対外部M2の間での温度の差が大きくなり、曲がりや物性の分布も顕著となりやすい。 In particular, in the conveying unit 30, the heated steel M does not exist adjacent to the outside M2 in the steel M positioned on the outermost side of the row of the plurality of steels M. As shown in c), the external side M2 directly contacts or abuts the cold side wall 30b. Then, the difference in temperature between the inside M1 and the outside M2 becomes large, and the distribution of bending and physical properties tends to become remarkable.

しかし、本実施形態にかかる搬送方法においては、1本の鋼材Mの断面の中で、対内部M1と対外部M2が、ともに、CCT図において、相Aに対応する領域にある状態のまま、搬送部30における搬送を行う。これにより、鋼材Mが搬送部30を搬送される間に、図2(b)のような温度勾配が生じにくい。その結果、温度勾配に起因して、図2(c)に示すような鋼材Mの曲がりや、鋼材Mの表面における硬さ等の物性の分布が生じにくくなる。 However, in the conveying method according to this embodiment, in the cross section of one steel material M, both the inner side M1 and the outer side M2 are in the region corresponding to the phase A in the CCT diagram. Conveyance in the conveyance section 30 is performed. As a result, while the steel material M is being conveyed through the conveying section 30, a temperature gradient such as that shown in FIG. As a result, due to the temperature gradient, the bending of the steel material M as shown in FIG.

対内部M1、対外部M2ともに相Aに対応する領域にあるままで、搬送部30を搬送された鋼材Mが、冷却部40に導入され、搬送部30におけるよりも高い均一性で冷却を受けると、対内部M1、対外部M2ともに、相変態を起こす。冷却部40にて起こす相変態は、搬送部30において避けるべき相変態(相Aから相Bへの変態;例示ではパーライト変態)そのものあっても、他の相変態(例えばベイナイト変態)であってもよい。冷却部40においては、その冷却の均一性の高さにより、上記対内部M1と対外部M2のように、表面の相互に離間した領域の間で、温度勾配、およびそれに起因する相の分布を生じにくい。よって、冷却部40における冷却では、鋼材Mの曲がりや、鋼材Mの表面における物性の分布が生じにくい。よって、搬送部30において、鋼材Mの表面における温度勾配を抑制し、曲がりや物性の分布を抑えることで、圧延ライン1において最終的に製造される鋼材Mにおいて、曲がりや物性の分布を小さく抑えることができる。 The steel material M conveyed through the conveying section 30 while remaining in the region corresponding to phase A both to the interior M1 and to the exterior M2 is introduced into the cooling section 40 and is cooled with a higher uniformity than in the conveying section 30. , a phase transformation occurs with respect to both the inner M1 and the outer M2. The phase transformation that occurs in the cooling section 40 may be the phase transformation itself (transformation from phase A to phase B; in the example, pearlite transformation) that should be avoided in the conveying section 30, or other phase transformation (for example, bainite transformation). good too. In the cooling part 40, due to the high uniformity of the cooling, the temperature gradient and the resulting phase distribution are generated between the mutually spaced regions of the surface, such as the inner side M1 and the outer side M2. unlikely to occur. Therefore, in the cooling in the cooling unit 40, bending of the steel material M and distribution of physical properties on the surface of the steel material M are less likely to occur. Therefore, in the conveying unit 30, the temperature gradient on the surface of the steel material M is suppressed, and the distribution of bending and physical properties is suppressed, so that the bending and distribution of physical properties are suppressed in the steel material M finally manufactured in the rolling line 1. be able to.

もし、搬送部30によって搬送される間に、鋼材Mが均一温度状態を維持することができず、表面の一部の領域が相変態を起こすことで、鋼材Mに、曲がりや表面の物性の分布が生じたとしても、ロール矯正機等を用いて、曲がりを解消または低減できる場合もある。しかし、外観としての曲がりを解消できたとしても、鋼材Mの表面において、相の不均一な分布、またそれによって生じた硬さ等の物性の分布は、解消することができない。よって、外観に曲がりのない鋼材Mであっても、組織の観察や物性の評価を行えば、搬送部30での搬送中に、均一温度状態が維持されていたかどうかを、評価することができる。 If the steel material M cannot maintain a uniform temperature state while being transported by the transport unit 30, and phase transformation occurs in a part of the surface area, the steel material M may be bent or have physical properties of the surface. Even if a distribution occurs, it may sometimes be possible to eliminate or reduce the bending using a roll straightener or the like. However, even if the bending as an appearance can be eliminated, the non-uniform distribution of the phases on the surface of the steel material M and the resulting distribution of physical properties such as hardness cannot be eliminated. Therefore, even if the steel material M does not have a curved appearance, it can be evaluated whether or not a uniform temperature state is maintained during transportation by the transportation unit 30 by observing the structure and evaluating the physical properties. .

上記のように、本実施形態にかかる搬送方法においては、1本の鋼材Mの中で、断面において相互に離間して鋼材Mの表面に位置する第一の点と第二の点とが、ともに相Aに対応する領域にあるようにしているが、搬送部30を複数の鋼材Mが同時に並んで搬送される際に、それら複数の鋼材Mの各個体の表面が、搬送部30による搬送を終え、冷却部40に導入される時点で、相変態を起こしていない同一の相(図3の相A)に対応する領域にあるとよい。これにより、搬送部30で搬送される際の並び列の内側に位置するものと外側に位置するものの間等、鋼材Mの個体間での表面の温度の分布を小さく抑え、個体間の形状や特性のばらつきの少ない鋼材Mを製造することができる。また、個体間での表面温度の分布が小さくなっていることで、各個体内での表面温度の勾配も小さくなっている蓋然性が高くなる。個体ごとに、表面の1点、または上記第一の点と第二の点のように、複数の点において、温度を評価し、その値を個体間で比較して、いずれも同一の相に対応する領域内にあればよい。 As described above, in the conveying method according to the present embodiment, the first point and the second point located on the surface of the steel material M in the cross section are separated from each other in one steel material M. However, when a plurality of steel materials M are simultaneously conveyed side by side on the conveying section 30, the surface of each of the plurality of steel materials M may be in the area corresponding to the phase A when conveyed by the conveying section 30. 3 and is introduced into the cooling section 40, it should be in a region corresponding to the same phase (phase A in FIG. 3) that has not undergone phase transformation. As a result, the surface temperature distribution between individual pieces of the steel material M, such as between the inner side and the outer side of the row when being conveyed by the conveying unit 30, is suppressed to be small. It is possible to manufacture a steel material M with less variation in properties. In addition, since the distribution of the surface temperature among the individuals is small, the probability that the gradient of the surface temperature within each individual is also small increases. For each individual, the temperature is evaluated at one point on the surface, or at multiple points, such as the first and second points above, and the values are compared between the individuals, all of which are in the same phase. It should be within the corresponding area.

[均一相状態を達成する手段]
以上のように、本実施形態にかかる搬送方法においては、搬送部30によって鋼材Mを搬送する間に、鋼材Mの長手方向に交差する断面において、相互に離間して鋼材Mの表面に位置する第一の点と第二の点が、ともに相変態を起こしていない同一の相に対応する領域にある均一相状態を維持することで、鋼材Mの曲がりや表面における物性の分布を小さく抑える。この均一相状態を達成するための手段は特に限定されるものではないが、以下のような手段を例示することができる。各手段は、組み合わせて適用することもできる。
[Means for achieving homogeneous phase state]
As described above, in the conveying method according to the present embodiment, while the steel material M is conveyed by the conveying unit 30, in the cross section intersecting the longitudinal direction of the steel material M, the By maintaining a uniform phase state in which the first point and the second point both correspond to the same phase in which phase transformation has not occurred, the bending of the steel material M and the distribution of physical properties on the surface are suppressed. Means for achieving this homogeneous phase state are not particularly limited, but the following means can be exemplified. Each means can also be applied in combination.

(1)滞留解消制御
鋼材Mが搬送部30に滞在する時間が長くなると、鋼材Mが長時間放冷を受けることで、鋼材Mの表面の各部において、CCT図中の相をまたいだ移行(図3の相Aから相Bへの移行)が起こりやすくなる。そこで、搬送部30における鋼材Mの滞在時間を短くすることが好ましい。そのためには、例えば、搬送部30に鋼材Mが導入される前の圧延部20での圧延の段階にて、別のラインへと鋼材Mを振り分けられるようにしておき、その振り分けを利用すること等により、搬送部30において、鋼材Mの滞留を解消することが有効となる。
(1) Retention Elimination Control When the steel material M stays in the conveying unit 30 for a long period of time, the steel material M is allowed to cool for a long period of time. transition from phase A to phase B in FIG. 3) is more likely to occur. Therefore, it is preferable to shorten the stay time of the steel material M in the transport section 30 . For that purpose, for example, at the stage of rolling in the rolling unit 20 before the steel material M is introduced into the conveying unit 30, the steel material M can be distributed to another line, and the distribution can be used. Thus, it becomes effective to eliminate the retention of the steel material M in the conveying unit 30 .

搬送部30における鋼材Mの滞留とは、鋼材Mの搬送が一時的に進まない状態、あるいは搬送速度が一時的に遅くなる状態である。搬送部30における鋼材Mの滞留は、例えば、多数の鋼材Mが順次搬送部30に供給される際に、搬送部30の途中に設けられた切断機32,34での鋼材Mの切断に時間を要することによって生じる。上記で説明した圧延ライン1のように、圧延部20で圧延された鋼材Mを、搬送部30と分岐ライン50に切り替えて供給することができれば、分岐ライン50への鋼材Mの振り分けを利用して、搬送部30における鋼材Mの滞留を緩和することができる。圧延部20において、多数の鋼材Mを連続的に圧延するに際し、搬送部30において鋼材Mの滞留が起こらないように、搬送部30に供給する鋼材Mと分岐ライン50に供給する鋼材Mの順序および数量の少なくとも一方を調整すればよい。つまり、どのような順番で、圧延された鋼材Mを搬送部30と分岐ライン50のそれぞれに供給するのか、またそれぞれに連続して供給する鋼材Mの数量を何本とするのかについて、計画を策定すればよい。 The stagnation of the steel material M in the conveying unit 30 is a state in which the conveying of the steel material M is temporarily stopped or a state in which the conveying speed is temporarily slowed down. The stagnation of the steel materials M in the conveying section 30 is caused, for example, by the time it takes for the cutting machines 32 and 34 provided in the middle of the conveying section 30 to cut the steel materials M when a large number of steel materials M are sequentially supplied to the conveying section 30 . is generated by requiring As in the rolling line 1 described above, if the steel material M rolled by the rolling unit 20 can be switched between the conveying unit 30 and the branch line 50 and supplied, the distribution of the steel material M to the branch line 50 can be used. Therefore, the stagnation of the steel material M in the conveying section 30 can be alleviated. The order in which the steel materials M are supplied to the conveying section 30 and the steel materials M are supplied to the branch line 50 so that the steel materials M do not stagnate in the conveying section 30 when continuously rolling a large number of steel materials M in the rolling section 20. and quantity should be adjusted. In other words, the order in which the rolled steel materials M are to be supplied to the conveying unit 30 and the branch line 50, respectively, and the number of steel materials M to be continuously supplied to each are planned. It should be formulated.

例えば、搬送部30が太丸ラインを構成し、分岐ライン50が細丸ラインとなっている場合に、分岐ライン50への鋼材Mの振り分けを利用して、搬送部30における滞留を回避できるように、搬送部30に供給されるべき大径の圧延材と、分岐ライン50に供給されるべき小径の圧延材を製造する順番および数量を、圧延部20において設定し、またライン切り替え部51の動作を制御すればよい。なお、細丸ラインにおいては、太丸ラインよりも、処理する鋼材Mの径が細いことから、放冷の進行が速く、多くの場合、鋼材Mが切断を受けるよりも前に、不均一な相の分布を生じうる冷却を受ける。よって、細丸ラインにおいては、切断機よりも前に、太丸ラインの転回トランスファ40と同様の転回トランスファが備えられるか、特許文献1に開示されたもののように、鋼材を所定の形状に保持できる設備が備えられることが好ましい。 For example, when the conveying section 30 constitutes a thick round line and the branch line 50 is a thin round line, the distribution of the steel material M to the branch line 50 is used to avoid stagnation in the conveying section 30. Second, the rolling unit 20 sets the order and quantity of the large-diameter rolled material to be supplied to the conveying unit 30 and the small-diameter rolled material to be supplied to the branch line 50, and the line switching unit 51 You can control the action. In addition, in the thin round line, since the diameter of the steel material M to be processed is smaller than in the thick round line, cooling progresses faster, and in many cases, unevenness occurs before the steel material M is cut. Subject to cooling that can produce a distribution of phases. Therefore, in the thin round line, a rotary transfer similar to the rotary transfer 40 in the large round line is provided prior to the cutting machine, or as disclosed in US Pat. It is preferable to have facilities that can

以上のような、圧延順の調整を利用した滞留の解消としては、搬送部30内における鋼材Mの滞留状況を、あらかじめ、圧延前の段階にて予測して、予防的に滞留の解消を行うことが好ましい。つまり、鋼材Mをどのような本数で搬送部30に供給すれば、どの程度の滞留が搬送部30において起こるのかという情報を、経験等に基づいて、あらかじめ蓄積しておく。そして、ある時点において、搬送部30において搬送されている鋼材Mの本数の情報を参照して、次以降に予定している鋼材Mの供給によって、搬送部30において滞留が起こるかどうかを、予測すればよい。そして、滞留が発生することが予測される場合に、圧延順の調整による滞留解消を行えばよい。 As described above, to eliminate stagnation using the adjustment of the rolling order, the stagnation state of the steel material M in the conveying unit 30 is predicted in advance at the stage before rolling, and the stagnation is eliminated preventively. is preferred. In other words, based on experience and the like, information is accumulated in advance as to how many pieces of steel material M should be supplied to the conveying unit 30 and how much accumulation will occur in the conveying unit 30 . Then, at a certain point in time, with reference to the information on the number of steel materials M being transported in the transport section 30, it is predicted whether or not the steel materials M that are scheduled to be supplied from the next time onward will cause stagnation in the transport section 30. do it. Then, when it is predicted that stagnation will occur, the stagnation can be eliminated by adjusting the order of rolling.

鋼材Mの滞留状況の予測は、搬送部30における鋼材Mの表面の温度の計測と組み合わせて行うことが好ましい。搬送部30における滞留の解消は、搬送部30によって搬送される鋼材Mが均一相状態を保てるように行う必要があり、鋼材Mの鋼種や寸法、温度、CCT曲線の具体的な形態等によって、均一相状態を保つのが比較的困難である場合には、わずかな滞留でも効率的に解消する必要がある。一方、鋼材Mの製造効率を維持する観点から、滞留の解消は、均一相状態の維持に必要となる範囲内に留めておくことが好ましく、均一相状態を保つのが比較的容易な場合には、滞留の解消をそれほど厳密に行わない方がよい。つまり、鋼材Mの表面の温度を実測しながら、要求される均一相状態と比較し、その均一相状態を維持または達成するためには、どの程度の滞留解消が必要となるのか、見積もることで、均一相状態の充足に必要十分な範囲で、滞留解消を行うことができる。 It is preferable to predict the staying state of the steel material M in combination with measuring the temperature of the surface of the steel material M in the conveying unit 30 . It is necessary to eliminate the stagnation in the conveying unit 30 so that the steel material M conveyed by the conveying unit 30 can maintain a homogeneous phase state. If it is relatively difficult to maintain a homogeneous phase, even small stagnation should be eliminated efficiently. On the other hand, from the viewpoint of maintaining the production efficiency of the steel material M, it is preferable to keep the retention within the range necessary for maintaining the homogeneous phase state, and when it is relatively easy to maintain the homogeneous phase state. , it is better not to be so rigorous about clearing stagnation. In other words, while actually measuring the temperature of the surface of the steel material M, comparing it with the required homogeneous phase state, and estimating how much retention is required to maintain or achieve the homogeneous phase state. , retention can be eliminated within a necessary and sufficient range to satisfy the homogeneous phase state.

鋼材Mの表面の温度を計測するためには、搬送部30に、温度計測部を設けておけばよい。温度計測部は、搬送部30のどの位置に設けてもよいが、鋼材Mが、搬送部30による搬送を終え、冷却部40に導入される時点で、均一相状態を充足していることが重要であるので、少なくとも、搬送部30のラインにおいて、冷却部40の直前の領域の近傍に、温度計測部を設けることが好ましい。温度計測部は、金属材料の表面温度を計測できるものであれば、どのような種類のものであってもかまわないが、放射温度計等、非接触にて、金属表面の複数箇所の温度を計測できるものであることが好ましい。 In order to measure the temperature of the surface of the steel material M, the transfer unit 30 may be provided with a temperature measurement unit. The temperature measuring unit may be provided at any position in the conveying unit 30, but it is necessary that the steel material M satisfies the homogeneous phase state when it is introduced into the cooling unit 40 after being conveyed by the conveying unit 30. Since this is important, it is preferable to provide a temperature measuring section at least in the vicinity of the area immediately before the cooling section 40 in the line of the conveying section 30 . The temperature measurement unit may be of any type as long as it can measure the surface temperature of the metal material. It is preferable to be measurable.

(2)保温部の設置
搬送部30において、鋼材Mの放冷速度を低下させ、放冷を起こりにくくすれば、搬送中に、均一相状態を維持しやすくなる。そこで、搬送部30に、鋼材Mに対して、放冷の抑制または加熱を行うことができる保温部を設けることが考えられる。
(2) Installation of Heat Retaining Section In the conveying section 30, if the cooling speed of the steel material M is reduced to make it difficult for the steel material M to cool, it becomes easier to maintain a homogeneous phase state during conveyance. Therefore, it is conceivable to provide the conveying section 30 with a heat retaining section capable of suppressing cooling or heating the steel material M.

具体的な保温部の構成としては、搬送部30の外周を取り囲んで、保温フードを設けることが考えられる。すると、鋼材Mが外気と接することによる熱伝達損失を軽減でき、また輻射によって失われる熱を搬送部30に閉じ込めることができるので、鋼材Mの放冷速度を低下させることができる。 As a specific configuration of the heat retaining section, it is conceivable to provide a heat retaining hood surrounding the outer periphery of the conveying section 30 . As a result, the heat transfer loss due to contact of the steel material M with the outside air can be reduced, and the heat lost by radiation can be confined in the conveying unit 30, so that the cooling speed of the steel material M can be reduced.

保温フードの代わりに、あるいは保温フードに加えて、搬送部30の途中に、再加熱ヒータを設けることも考えられる。高温の状態で搬送部30に導入された鋼材Mが、搬送部30で搬送される間に、均一相状態を充足する範囲内で放冷を受けたとしても、搬送の途中で再度加熱を行うことで、鋼材Mを再び高温の状態として、以降の搬送過程において、均一相状態を維持しやすくできる。また、再加熱ヒータを用いる場合に、加熱の程度の制御は、上記の滞留解消制御と同様に、搬送部30に設けた温度計測手段による鋼材M表面の温度計測の結果を参照して行うことが好ましい。 It is conceivable to provide a reheating heater in the middle of the conveying section 30 instead of or in addition to the heat retaining hood. Even if the steel material M introduced into the conveying unit 30 in a high temperature state is allowed to cool while being conveyed by the conveying unit 30 within a range that satisfies the homogeneous phase state, it is heated again during the conveying. As a result, the steel material M can be brought back to a high temperature state, and the uniform phase state can be easily maintained in the subsequent transportation process. Also, when using a reheating heater, the degree of heating should be controlled by referring to the result of temperature measurement of the surface of the steel material M by the temperature measurement means provided in the transfer unit 30, as in the above-described retention elimination control. is preferred.

(3)加熱状態の制御
搬送部30に導入された時点での鋼材Mの温度が十分に高ければ、搬送部30によって搬送される間に放冷を受けても、最終的に冷却部40に導入される時点での鋼材Mの各部の温度が高くなり、均一相状態を達成しやすい。加熱部10において高温に加熱した状態で、圧延部20における圧延および分割・切断を行えば、搬送部30に導入される時点での鋼材Mの温度も上げることができる。
(3) Control of heating state If the temperature of the steel material M is sufficiently high when it is introduced into the conveying unit 30, even if it is allowed to cool while being conveyed by the conveying unit 30, it will eventually reach the cooling unit 40. The temperature of each part of the steel material M becomes high when it is introduced, and it is easy to achieve a homogeneous phase state. If the rolling and division/cutting are performed in the rolling section 20 while being heated to a high temperature in the heating section 10, the temperature of the steel material M can also be raised when it is introduced into the conveying section 30. FIG.

このように、加熱部10における鋼材Mの加熱状態を制御することで、搬送部30を搬送される鋼材Mにおいて、均一相状態を達成することが考えられる。この際に、加熱温度等、加熱部10における具体的な加熱条件の設定は、上記の滞留解消制御と同様に、搬送部30に設けた温度計測手段による鋼材M表面の温度計測の結果を参照して行うことが好ましい。 By controlling the heating state of the steel material M in the heating unit 10 in this way, it is possible to achieve a homogeneous phase state in the steel material M conveyed through the conveying unit 30 . At this time, for the setting of specific heating conditions in the heating unit 10 such as the heating temperature, refer to the result of temperature measurement of the surface of the steel material M by the temperature measuring means provided in the conveying unit 30, as in the above-described retention elimination control. It is preferable to

以下に本発明の実施例を示す。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。 Examples of the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to these examples.

<試験方法>
図1に示したような圧延ラインを用いて、鋼種SCM435よりなる鋼材の圧延、切断、冷却を行った。この際、第二の切断機(34)での切断後の位置、および転回トランスファ(40)の入口の位置において、鋼材の表面の温度を、任意に選択した表面の1点において、測定した。
<Test method>
Using a rolling line as shown in FIG. 1, a steel material made of steel grade SCM435 was rolled, cut, and cooled. At this time, the temperature of the surface of the steel material was measured at an arbitrarily selected point on the surface after cutting by the second cutting machine (34) and at the inlet of the rotary transfer (40).

転回トランスファでの冷却を完了した後の鋼材について、外観を目視観察して、曲がりの有無を評価した。曲がりが生じていない鋼材を試料1、曲がりの生じた鋼材を試料2として、抽出した。 The appearance of the steel material after cooling in the rotating transfer was completed was visually observed to evaluate the presence or absence of bending. A steel material without bending was extracted as sample 1, and a steel material with bending as sample 2.

そして、試料1,2のそれぞれについて、長手方向に沿って切断し、断面において、硬さの測定と、組織の観察を行った。 Then, each of the samples 1 and 2 was cut along the longitudinal direction, and the hardness was measured and the structure was observed in the cross section.

硬さの測定には、ロックウェルCスケールを用いた。測定は、図4に示すように、試料1,2のそれぞれについて、断面の中心(重心;点b,e)と、その中心を挟んで相互に対向する鋼材表面の2点において行った(点a,c,d,f)。ここで、鋼材に曲がりが生じている試料2については、点dが曲がりの内側、点fが曲がりの外側に当たる。 A Rockwell C scale was used to measure hardness. As shown in FIG. 4, the measurement was performed for each of Samples 1 and 2 at two points: the center of the cross section (center of gravity; points b and e) and the surface of the steel material facing each other across the center (point a, c, d, f). Here, for the sample 2 in which the steel material is bent, the point d corresponds to the inside of the bend, and the point f corresponds to the outside of the bend.

組織の観察は、光学顕微鏡によるミクロ組織観察によって行った。観察は、試料1,2のそれぞれについて、上記で硬さを測定した点a~fに対応する位置で行った。 Observation of the structure was performed by microstructure observation with an optical microscope. Observations were made at positions corresponding to points a to f where the hardness was measured above for each of Samples 1 and 2.

<試験結果>
圧延ラインにて測定した温度は、曲がりの生じていない試料1については、第二の切断機の位置で690℃、転回トランスファ入口の位置で645℃であった。曲がりの生じている試料2については、第二の切断機の位置で570℃、転回トランスファ入口の位置で520℃であった。このように、いずれの位置においても、試料1の温度が試料2よりも高くなっている。
<Test results>
Temperatures measured at the rolling line were 690° C. at the second cutter and 645° C. at the inlet of the rotary transfer for unbent Sample 1. For bent Sample 2, it was 570°C at the second cutter and 520°C at the rotary transfer inlet. Thus, the temperature of sample 1 is higher than that of sample 2 at any position.

図4に、試料1(a)および試料2(b)の断面の各位置における硬さの測定結果を数値で示す(単位:HRC)。これによると、試料1では、表面の硬さが、点aと点cでほぼ同じになっている。また、これら表面における硬さが、中心の点bにおける硬さよりも高くなっている。一方、試料2では、表面の硬さが、点dと点fの間で大きく異なっている。つまり、曲がりの内側の点dの硬さが、曲がりの外側の点fの硬さよりも低くなっている。また、これら表面における硬さ、特に点dにおける硬さが、試料1の場合ほどは、中心の点eに比べて高くなっていない。 FIG. 4 shows numerical values (unit: HRC) of the hardness measured at each position of the cross section of sample 1(a) and sample 2(b). According to this, in sample 1, the surface hardness is almost the same at point a and point c. Also, the hardness of these surfaces is higher than the hardness at the central point b. On the other hand, in sample 2, the surface hardness differs greatly between point d and point f. That is, the hardness of point d on the inside of the bend is lower than the hardness of point f on the outside of the bend. Moreover, the hardness of these surfaces, especially the hardness at the point d, is not as high as in the case of the sample 1 compared to the center point e.

図5に、試料1,2の各点における、光学顕微鏡によるミクロ組織観観察像を示す。試料1においては、表面の点aと点cで、同様の観察像が得られている。これらの、細長い結晶が多数見られる組織は、ベイナイト相に対応付けることができる。中心の点bにおいては、観察像の表示は省略するが、表面よりもフェライトが増加したベイナイトが生成している。 FIG. 5 shows microstructure observation images at each point of samples 1 and 2 by an optical microscope. In sample 1, similar observed images are obtained at points a and c on the surface. A texture with many elongated crystals can be associated with the bainite phase. At the central point b, although the display of the observed image is omitted, bainite with more ferrite than the surface is generated.

一方、試料2においては、表面の点dと点fで、観察像の状態が異なっている。つまり、点fでは、大部分を細長い結晶を有するベイナイト相が占め、わずかに塊状のフェライトが観察されている。これに対し、点dの観察像は、フェライト相とパーライト相が主として占めていることから、フェライト・パーライト組織に対応付けることができる。中心の点eにおいては、観察像の表示は省略するが、試料1の点bと同様に、ベイナイト組織が生成している。ただし、フェライトの割合は、試料1の点bよりも増加している。 On the other hand, in the sample 2, the state of the observed image differs between the points d and f on the surface. In other words, at the point f, the bainite phase having elongated crystals occupies the majority, and the ferrite in a slightly massive form is observed. On the other hand, since the observation image of point d is mainly composed of the ferrite phase and the pearlite phase, it can be associated with the ferrite/pearlite structure. At the central point e, although the display of the observed image is omitted, a bainite structure is generated in the same manner as at the point b of the sample 1. FIG. However, the ratio of ferrite is higher than that of sample 1 at point b.

以上のように、搬送中の表面温度が高かった試料1においては、鋼材に曲がりが生じておらず、表面の2つの観測点で、相互に非常に近い硬度と組織が得られた。組織としては、鋼材の中心では、一部フェライトを含むベイナイト相が生じているのに対し、表面では、ベイナイト相が、位置によらず均一に生じている。その結果として、表面において、中心よりも高い硬度が均一に得られている。また、鋼材に曲がりが生じていない。搬送中の表面の温度が高いことで、表面における温度の勾配が小さくなっていると推定され、その結果として、搬送部での搬送中に、表面の温度勾配による不均一な相変態が起こっておらず、転回トランスファに移動してから、表面で均一にベイナイト相への相変態が起こったものと考えらえる。 As described above, in Sample 1, which had a high surface temperature during transportation, no bending occurred in the steel material, and hardness and structure that were very close to each other were obtained at the two observation points on the surface. As for the structure, the bainite phase containing a part of ferrite is generated at the center of the steel material, while the bainite phase is generated uniformly at the surface regardless of the position. As a result, a uniform higher hardness is obtained at the surface than at the center. Also, no bending occurs in the steel material. It is presumed that the temperature gradient on the surface is small due to the high temperature of the surface during transportation, and as a result, non-uniform phase transformation occurs due to the temperature gradient on the surface during transportation in the transportation section. It is thought that the phase transformation to the bainite phase occurred uniformly on the surface after moving to the rotational transfer.

一方、搬送中の表面温度が低かった試料2においては、鋼材に曲がりが生じており、曲がりの内側と外側で、硬度および組織の状態が大きく異なっている。組織としては、曲がりの外側ではベイナイトを主とし、わずかにフェライトを含む組織が得られたのに対し、曲がりの内側では、フェライト・パーライトが主となっている。その結果、特に曲がりの内側の表面において、フェライトを多く含むベイナイト相よりなる中心部よりも、硬度が低くなっている。搬送中の表面の温度が低いことで、表面における温度の勾配が大きくなっていると推定され、その結果として、表面において、温度が低くなった部位でのみ、搬送部での搬送中に、パーライト変態が起こったと考えられる。その後、転回トランスファでの冷却を経て、搬送部でパーライト変態が起こった部位においては、フェライト・パーライト組織が形成され、パーライト変態が起こらなかった部位においては、ベイナイトを主とし、わずかにフェライトを含む組織が形成されたと考えられる。この組織の分布により、パーライト変態を経た部位が、低硬度を示すとともに、収縮を起こし、この部位を内側とする曲がりが鋼材に生じたものと解釈される。 On the other hand, in sample 2, which had a low surface temperature during transportation, the steel material was bent, and the hardness and the state of the structure differed greatly between the inside and outside of the bend. As for the structure, on the outside of the bend, a structure containing mainly bainite and a small amount of ferrite was obtained, whereas on the inside of the bend, ferrite and pearlite were the main components. As a result, the hardness is lower, particularly at the inner surface of the bend, than at the core, which is composed of the ferrite-rich bainite phase. It is presumed that the temperature gradient on the surface is large due to the low temperature of the surface during transportation. A metamorphosis may have occurred. After that, after cooling in the rotary transfer, a ferrite-pearlite structure is formed in the part where pearlite transformation occurred in the transfer part, and mainly bainite and a small amount of ferrite are included in the part where pearlite transformation did not occur. It is thought that an organization was formed. Due to this structure distribution, it is interpreted that the part that has undergone pearlite transformation exhibits low hardness and shrinks, causing the steel material to bend with this part inside.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。上記では、金属材としてSCM435等の鋼材を想定し、相Aをγ相、相Bをパーライト相として、相変態がパーライト変態である場合を扱ったが、これに限らず、金属材の種類や、圧延時の条件、搬送部の構成等に応じて、搬送中に発生する可能性があり、また回避すべきである種々の相変態を、同様に扱うことができる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. In the above, a steel material such as SCM435 is assumed as the metal material, the phase A is the γ phase, the phase B is the pearlite phase, and the phase transformation is the pearlite transformation. , depending on the conditions during rolling, the configuration of the transport section, etc., various phase transformations that can occur during transport and which should be avoided can be treated similarly.

1 圧延ライン
10 加熱部
20 圧延部
30 搬送部
30a 搬送面
30b 側壁
32,34 切断機
40 転回トランスファ(冷却部)
50 分岐ライン(細丸ライン)
D 搬送方向
M 鋼材(金属材)
M1 対内部
M2 対外部
S 収縮
C1,C2 冷却曲線
L 相境界
1 Rolling line 10 Heating unit 20 Rolling unit 30 Conveying unit 30a Conveying surface 30b Side walls 32, 34 Cutting machine 40 Turning transfer (cooling unit)
50 branch line (thin round line)
D Conveying direction M Steel material (metal material)
M1 vs. internal M2 vs. external S Contraction C1, C2 Cooling curve L Phase boundary

Claims (9)

温度変化によって相変態を起こす金属よりなる長尺状の金属材を、加熱部にて加熱した後、搬送部によって、冷却部まで搬送する金属材の搬送方法において、
前記冷却部は、前記搬送部よりも、前記金属材を長手方向に交差する断面内において高い均一性で冷却し、
前記冷却部に達した際の前記金属材の前記断面において、相互に離間して前記金属材の表面に位置する第一の点と第二の点における温度が、前記金属材の連続冷却変態図において、相変態を起こしていない同一の相に対応する領域に収まった均一相状態をとることを特徴とする金属材の搬送方法。
In a method for conveying a metal material in which a long metal material made of a metal that undergoes phase transformation due to a temperature change is heated in a heating unit and then conveyed to a cooling unit by a conveying unit,
The cooling unit cools the metal material with higher uniformity in a cross section intersecting the longitudinal direction than the conveying unit,
The temperature at a first point and a second point spaced apart from each other and located on the surface of the metal material in the cross section of the metal material when it reaches the cooling portion is the continuous cooling transformation diagram of the metal material. 2. A method of conveying a metal material characterized by taking a homogeneous phase state in a region corresponding to the same phase in which phase transformation has not occurred.
前記第一の点および前記第二の点は、前記断面の重心を挟んで、相互に対向する位置にあることを特徴とする請求項1に記載の金属材の搬送方法。 2. The method of conveying a metal material according to claim 1, wherein the first point and the second point are positioned to face each other across the center of gravity of the cross section. 前記搬送部は、複数の前記金属材を同時に搬送することができ、
前記搬送部によって同時に搬送される複数の前記金属材について、前記冷却部に達した際の前記金属材の表面における温度が、前記連続冷却変態図において、相変態を起こしていない同一の相に対応する領域に収まっていることを特徴とする請求項1または2に記載の金属材の搬送方法。
The transport unit can simultaneously transport a plurality of the metal materials,
Regarding the plurality of metal materials simultaneously transported by the transport unit, the temperature at the surface of the metal materials when reaching the cooling unit corresponds to the same phase that has not undergone phase transformation in the continuous cooling transformation diagram. 3. The method for conveying a metal material according to claim 1 or 2, wherein the metal material is contained in a region where the metal material is formed.
前記搬送部内における前記金属材の滞留を解消する滞留解消制御によって、前記均一相状態を達成することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の金属材の搬送方法。 4. The method for conveying a metal material according to claim 1, wherein the uniform phase state is achieved by retention elimination control for eliminating retention of the metal material in the transport section. 前記加熱部と前記搬送部の間に、前記加熱部にて加熱された前記金属材を圧延して前記搬送部に供給する圧延部が設けられており、
前記圧延部によって圧延された前記金属材は、前記搬送部、または前記搬送部とは異なる分岐ラインに、切り替えて供給することができ、
前記圧延部において、複数の前記金属材を連続的に圧延するに際し、前記搬送部に供給する前記金属材と前記分岐ラインに供給する前記金属材の、順序および数量の少なくとも一方を調整することで、前記滞留解消制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の金属材の搬送方法。
A rolling unit is provided between the heating unit and the conveying unit to roll the metal material heated by the heating unit and supply it to the conveying unit,
The metal material rolled by the rolling unit can be switched and supplied to the conveying unit or a branch line different from the conveying unit,
By adjusting at least one of the order and quantity of the metal materials supplied to the conveying section and the metal materials supplied to the branch line when the plurality of metal materials are continuously rolled in the rolling section 5. The method for conveying a metal material according to claim 4, wherein the retention elimination control is performed.
前記搬送部によって搬送される前記金属材の表面の温度を計測する温度計測部を設け、前記搬送部内における前記金属材の滞留状況を予測するとともに、その予測された滞留状況と、前記温度計測部によって計測された温度とに基づいて、前記滞留解消制御を行うことを特徴とする請求項4または5に記載の金属材の搬送方法。 A temperature measurement unit is provided for measuring the temperature of the surface of the metal material conveyed by the conveying unit, and the state of retention of the metal material in the conveying unit is predicted, and the predicted state of retention and the temperature measurement unit are provided. 6. The method for conveying a metal material according to claim 4, wherein the retention elimination control is performed based on the temperature measured by the. 前記搬送部によって搬送される前記金属材に対して、放冷の抑制または加熱を行う保温部を設けることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の金属材の搬送方法。 7. The method for conveying a metallic material according to claim 1, further comprising providing a heat retaining section for suppressing cooling or heating the metallic material conveyed by the conveying section. 前記加熱部における加熱状態を制御することで、前記均一相状態を達成することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の金属材の搬送方法。 8. The method for conveying a metal material according to claim 1, wherein the uniform phase state is achieved by controlling the heating state in the heating unit. 前記冷却部は、前記金属材を、長手方向軸を中心として、3°以上20°以下の角度間隔で周方向に転回させながら、前記長手軸方向に沿って搬送する転回トランスファを備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の金属材の搬送方法。 The cooling unit includes a rotating transfer that conveys the metal material along the longitudinal axis while rotating the metal material in the circumferential direction at angular intervals of 3° or more and 20° or less about the longitudinal axis. The method for conveying a metal material according to any one of claims 1 to 8.
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