提升均匀性的管线钢板的生产方法与流程

本发明属于钢铁材料制备，涉及一种钢板的生产方法，尤其是一种能够提升均匀性且可用作管线钢的钢板的生产方法。

背景技术：

1、管道运输作为一种快捷、经济、有效的石油、天然气运输方式，与铁路运输、公路运输、水路运输和航空运输并列为现代五大交通运输方式。

2、管线钢是用于输送石油、天然气等管道所用的一类具有特殊要求的钢种，其通过钢坯轧制成钢板，再经焊接形成钢管，以用作油气运输。鉴于应用上的苛刻条件，通常管线钢板需要具备严格的抗拉强度、屈服强度的范围，以及还需要在屈强比、冲击韧性、落锤撕裂性能都有严格要求，因此生产难度非常大。

3、尤其是，对于应用在地理和气候等服役环境恶劣的管线钢，力学强度的级别不再是所面临的最重要的问题，而是钢板的性能均匀性，例如钢板的同板强度差、异板强度差等，才是管线钢的生产中所面临的最严峻问题。

4、在现有管线钢的生产中：以cn114774658a为代表的一类技术，采用了高ni、v、cu等合金含量的成分，虽能在一定程度上提高管线钢组织性能均匀性，但导致生产成本增加；以cn103993240a为代表的一类技术，采用了堆垛工艺，也能提升性能均匀性，但堆垛导致生产时间长，难以满足当下高效生产的要求；而以cn110343936a为代表的另一类技术，其解决横纵向强度差的改善问题，但是不能改善产品的性能均匀性，例如钢板的同板强度差、异板强度差。

5、综上，现有管线钢板领域，在改善性能均匀性（包括同板强度差、异板强度差）方面的技术欠缺，且存在合金含量高、生产效率低等问题，限制了管道行业的发展。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种钢板的生产方法，尤其是一种能够提升均匀性且可用作管线钢的钢板的生产方法。

2、为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种钢板的生产方法。所述生产方法包括：

3、将厚度≤320mm的钢坯在加热炉中进行加热，出加热炉之后，钢坯先进行再结晶区轧制，再进行非再结晶区轧制，得到纵向长度d、厚度t的热轧钢板；其中，t取值于6~30mm；

4、对热轧钢板沿纵向从头至尾间隔距离0.2~0.5m取点进行测温，得到测温结果；

5、以纵向上位于dt~(d-dw)区域内的测温点的温度，来计算得出中部平均温度tz；

6、将温度低于tz-tt的钢板头部区段作为头部低温段，将温度低于tz-tw的钢板尾部区段作为尾部低温段，以及除头部低温段和尾部低温段之外的其余区段作为中部段；其中，tt和tw各取值于20~50℃中的任一值；

7、将头部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从头依序排布的第1~n个子区段，将尾部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从尾依序排布的第1~m个子区段，n≥2，m≥2；

8、热轧钢板进入超快冷系统进行水冷冷却；期间，以中部段的单位长度冷却水量q为标准，控制头部低温段的第1~n个子区段的单位长度冷却水量依次增大且小于q，以及控制尾部低温段的第1~m个子区段的单位长度冷却水量依次增大且小于q；

9、出超快冷系统之后，钢板在冷床上自然空冷至室温，得到钢板成品。

10、优选地，热轧钢板的横向宽度w；

11、步骤“对热轧钢板沿纵向从头至尾间隔距离0.2~0.5m取点进行测温”中，在热轧钢板的横向中部w/3~2w/3区域内取点进行测温，全部测温点沿纵向呈直线排布。

12、优选地，步骤“以纵向上位于dt~(d-dw)区域内的测温点的温度，来计算得出中部平均温度tz”中：

13、将纵向上位于dt~(d-dw)区域内的测温点的温度，求和并取平均值，作为中部平均温度tz；

14、dt取值于1.5~3.5m，dw取值于1.5~3.5m。

15、优选地，dt和dw的取值分别随t的增大而阶梯式减小。

16、优选地，当t取值＜10mm时，2.75m＜dt≤3.5m，2.75m＜dw≤3.5m；

17、当10mm≤t＜15mm时，2.25m＜dt≤2.75m，2.25m＜dw≤2.75m；

18、当15mm≤t≤30mm时，1.5m＜dt≤2.25m，1.5m＜dw≤2.25m。

19、优选地，步骤“将温度低于tz-tt的钢板头部区段作为头部低温段，将温度低于tz-tw的钢板尾部区段作为尾部低温段，以及除头部低温段和尾部低温段之外的其余区段作为中部段”中：

20、头部低温段和中部段以一测温点为划分分界；尾部低温段和中部段以一测温点为划分分界。

21、优选地，步骤“将温度低于tz-tt的钢板头部区段作为头部低温段，将温度低于tz-tw的钢板尾部区段作为尾部低温段，以及除头部低温段和尾部低温段之外的其余区段作为中部段”中：

22、在钢板纵向上从头开始，当相邻两个测温点中，靠近板头的一个测温点的温度小于tz-tt、而远离板头的一个测温点的温度达到tz-tt以上时，则以该相邻两个测温点的其中一个为划分分界，来划分出纵向排布的头部低温段和中部段；

23、在钢板纵向上从尾开始，当相邻两个测温点中，靠近板尾的一个测温点的温度小于tz-tw、而远离板尾的一个测温点的温度达到tz-tw以上时，则以该相邻两个测温点的其中一个为划分分界，来划分出纵向排布的尾部低温段和中部段。

24、优选地，步骤“将温度低于tz-tt的钢板头部区段作为头部低温段，将温度低于tz-tw的钢板尾部区段作为尾部低温段，以及除头部低温段和尾部低温段之外的其余区段作为中部段”中：

25、根据测温结果，以温度为因变量、位置为自变量来拟合得到钢板纵向全长的温度曲线；

26、确认0~d/2区间内、所述温度曲线上tz-tt所对应的位置dtf，以及确认d/2~d区间内、所述温度曲线上tz-tw所对应的位置dwf；

27、以位置dtf和位置dwf为划分分界，将钢板划分为在纵向从头至尾依次排布的头部低温段、中部段和尾部低温段。

28、优选地，步骤“将头部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从头依序排布的第1~n个子区段，将尾部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从尾依序排布的第1~m个子区段，n≥2，m≥2”中：

29、按照每个子区段的温度跨度不超过ttk，将头部低温段划分为n个子区段；

30、按照每个子区段的温度跨度不超过twk，将尾部低温段划分为m个子区段；

31、其中，ttk为头部低温段的各个测温点中的最高温度tt1和最低温段tt0之差tt1-tt0的1/n，或者为温度曲线在头部低温段中的最高温度tz-tt和最低温段tt0’之差tz-tt-tt0’的1/n，或者为温度跨度预定值tn；

32、twk为尾部低温段的各个测温点中的最高温度tw1和最低温段tw0之差tw1-tw0的1/m，或者为温度曲线在尾部低温段中的最高温度tz-tw和最低温段tw0’之差tz-tw-tw0’的1/m，或者为温度跨度预定值tm；

33、所述温度曲线是根据测温结果，以温度为因变量、位置为自变量所拟合得到；

34、tn和tm各取值于5~20℃中的任一值。

35、优选地，步骤“将头部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从头依序排布的第1~n个子区段，将尾部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从尾依序排布的第1~m个子区段，n≥2，m≥2”中：

36、第1~n个子区段中，相邻两个子区段以一测温点为划分分界；

37、第1~m个子区段中，相邻两个子区段以一测温点为划分分界。

38、优选地，步骤“将头部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从头依序排布的第1~n个子区段，将尾部低温段按照所测得的温度由低到高划分为从尾依序排布的第1~m个子区段，n≥2，m≥2”中：

39、从头部低温段的靠近板头的第1个测温点开始，当相邻两个测温点中，靠近板头的一个测温点的温度与该子区段的最低温段之差不超过ttk、而远离板头的一个测温点的温度与该子区段的最低温段之差超过ttk时，则以所述靠近板头的一个测温点为划分分界，来划分出该子区段和下一个子区段；

40、从尾部低温段的靠近板尾的第1个测温点开始，当相邻两个测温点中，靠近板尾的一个测温点的温度与该子区段的最低温段之差不超过twk、而远离板尾的一个测温点的温度与该子区段的最低温段之差超过twk时，则以所述靠近板尾的一个测温点为划分分界，来划分出该子区段和下一个子区段。

41、优选地，步骤“热轧钢板进入超快冷系统进行水冷冷却，终冷温度为210~530℃；期间，以中部段的单位长度冷却水量q为标准，控制头部低温段的第1~n个子区段的单位长度冷却水量依次增大且小于q，以及控制尾部低温段的第1~m个子区段的单位长度冷却水量依次增大且小于q”中，

42、第1~n个子区段的单位长度冷却水量分别为q的k1~kn倍；其中，k1~kn取值于0.55~0.98；

43、第1~m个子区段的单位长度冷却水量分别为q的k1~km倍；其中，k1~km取值于0.50~0.95。

44、优选地，当n≥3时，k1~kn设置为等差递增；

45、当m≥3时，k1~km设置为等差递增。

46、优选地，k1~kn的取值和k1~km的取值分别随t的增大而增大。

47、优选地，当t取值＜10mm时，k1~kn取值于0.55~0.85；当10mm≤t＜15mm时，k1~kn取值于0.70~0.90；当15mm≤t≤30mm时，k1~kn取值于0.80~0.98；

48、当t取值＜10mm时，k1~km取值于0.50~0.80；当10mm≤t＜15mm时，k1~km取值于0.65~0.85；当15mm≤t≤30mm时，k1~km取值于0.75~0.95。

49、优选地，当t取值＜10mm时，n=m=3，k1取值于0.55~0.65，k2取值于0.65~0.75，k3取值于0.75~0.85，k1取值于0.50~0.60，k2取值于0.60~0.70，k3取值于0.70~0.80；

50、当10mm≤t＜15mm时，n=m=3，k1取值于0.70~0.80，k2取值于0.80~0.85，k3取值于0.85~0.90，k1取值于0.65~0.75，k2取值于0.75~0.80，k3取值于0.80~0.85；

51、当15mm≤t≤30mm时，n=m=3，k1取值于0.80~0.87，k2取值于0.87~0.92，k3取值于0.92~0.98，k1取值于0.75~0.85，k2取值于0.85~0.90，k3取值于0.90~0.95。

52、优选地，步骤“对热轧钢板沿纵向从头至尾间隔距离0.2~0.5m取点进行测温”中：

53、对热轧钢板沿纵向从头至尾间隔距离0.2~0.5m取点进行测温；

54、去除异常值。

55、优选地，步骤“去除异常值”中：

56、若一个测温点的温度与相邻的一个测温点的温度之差达到tx1以上、与相邻的另一个测温点的温度之差小于tx2时，则该测温点为所述异常值；其中，tx1取值于60~80℃，tx2取值于5~15℃；

57、或者，若一个测温点的温度与相邻的两个测温点的温度之差均达到tx3以上时，则该测温点为所述异常值；其中，tx3取值于60~80℃；

58、或者，以全部测温点为数据基础，以温度为因变量、位置为自变量来拟合得到钢板纵向全长的温度曲线，若一个测温点的温度偏离出所述温度曲线达到tx4以上时，则判定该测温点为异常值并去除；其中，tx4取值于60~80℃。

59、优选地，所述钢板为管线钢，钢坯在加热炉中进行加热时，均热段温度为1150~1220℃、停留时长为25~45min。

60、优选地，再结晶区轧制时，轧制温度为950~1050℃，得到厚度为2t~6t的中间坯。

61、优选地，非再结晶区轧制时，轧制温度为750~850℃。

62、优选地，在超快冷系统进行水冷冷却时，终冷温度为210~530℃。

63、与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过对热轧钢板的纵向全板进行取点测温，并基于测温结果、在一系列数据处理的方案下，实现对热轧钢板的冷却控温，进而，一方面可以大大改善每个钢板的头、中、尾的纵向全板性能均匀性（即同板的性能均匀性得到改善），另一方面可以保证不同钢板的性能一致性，使所生产的任意两块钢板的性能均匀性得到改善，如此，该方法同时大大减小同板强度差和异板强度差，改善钢板产品的性能稳定性，并且采用加热-轧制-冷却的工序即可，无需额外增加耗时或长流程的工序，也对化学成分无高合金含量的要求，生产效率高、生产成本低。