辛巧娟:鋼桶原材料鋼板的選擇和常見問題解析(1)
文/辛巧娟
中國鋼桶行業經過上百年的發展,到目前,制桶企業已逾千家,鋼桶的年產量達1.3億只。中國已成為當今世界的鋼桶包裝制造大國,不僅產量居世界首位,而且鋼桶的制造技術及設備都已達到了世界先進水平。近幾年,鋼材價格波動較為頻繁,為此鋼桶市場競爭也是異常激烈。鋼材價格目前已經十分透明,為了降低生產成本,桶廠除在技術、設備和工藝上進行改造來外,集團化的產業鏈也基本形成。隨著鋼桶產業集團化的發展,新工藝、新技術的推廣以及新產品、新材料的使用和全自動生產模式的應用,舊桶翻新等新產業的形成,促進了鋼桶行業標準化的發展。
到目前GB/T 325—《包裝容器 鋼桶》系列標準已全部發布實施。在 GB/T 325.1《包裝容器 鋼桶 第 1 部分:通用技術條件》的 5.1 條中對鋼桶用材提出了“鋼板應符合GB/T 2518、GB/T 3274、GB/T 11253、YB/T 055的規定,亦可根據用戶要求選用其它薄鋼板”的規定,說明鋼桶用鋼板的選材還是缺乏專用材料。
一、鋼桶原材料鋼板的選擇
制造鋼桶,其原材料鋼板質量的好壞,直接影響到鋼桶的制造工藝,產品質量、產品綜合成本及產品的使用壽命。目前鋼桶的原材料鋼板已占到鋼桶生產成本的80%,我們初步估算一下,我國鋼桶行業每年用金屬薄鋼板約為250萬噸左右(1.3億*19公斤),250萬噸對我們這個鋼鐵在國來說,量不算大,但制做鋼桶使用的原材料全是金屬薄鋼板。針對金屬薄鋼板,除汽車用薄鋼板外,鋼桶用薄板數量就比較可觀了。由于鋼桶制造工藝的特殊性,桶身板與桶底板的質量技術要求不盡相同。桶身鋼板要焊接并要承受一定的堆碼重量,所以要求其材料應具有良好的焊接性能和屈服強度;而桶底頂薄鋼板,要進行沖壓拉伸及多層的機械咬合卷封,所以要求材料有一定的抗拉強度,而且鋼桶作為完美的工業包裝產品廣泛用于石油、化工、涂料、糧油等行業。隨著鋼桶制造技術工藝及設備能力地不斷提高,采購符合國家標準的冷軋薄鋼板已經不能適應鋼桶生產技術工藝及設備高速發展的需要,目前制桶企業為了降低生產成本,提高生產效率,大多數企業都采用自動化、智能化的中、高速生產設備。用普通標準鋼板生產鋼桶,不僅是產品合格率低,廢品率高,除成本居高不下外,產品質量還得不到保證。所以鋼桶行業對材料的生產和使用也有更加規范的要求。
鋼桶為了滿足其功能性要求,對材料提出下列要求:
1、材料要有良好的塑性和變形穩定性。
2、材料應具備抗壓失穩起皺的能力。
3、鋼板表面應光潔,不得有分層、無擦傷、翹曲不平,銹斑、裂紋、結疤、折疊、氣泡或夾雜等缺陷,不允許存在影響表面涂裝的缺陷。
4、厚度公差、外形尺寸公差應符合標準及用戶要求 。
鋼桶企業的飛速發展,十多年前已經引起了鋼企的足夠重視。鋼企也是以顧客為關注焦點,經過深入鋼桶企業調查研究和分析,為鋼桶行業開發了鋼桶專用冷軋薄鋼板。武漢鋼鐵(集團)還組織相關專家、冶金工業信息標準研究院、首鋼總公司等單位的相關人員,針對鋼桶對原材料鋼板的要求,制訂了YB/T 055-2015《鋼桶用冷軋鋼板及鋼帶》和YB/T 4459-2015 《黃磷包裝桶用冷軋鋼板及鋼帶》行業標準。我們在鋼桶標準GB/T 325.1的第二次修訂中也將其納入標準,但在實際應用中,鋼企并沒有完全執行此標準,導致我們采購較亂。在座的都明白,除行業標準外,各大鋼企都有自己的企業標準。
其實鋼桶用板材還是比較簡單的,就是普通冷軋薄鋼板,由于桶身與桶底頂要求不同,對其成份含量控制就可滿足要求,所以鋼企行業標準YB/T 055-2015《鋼桶用冷軋鋼板及鋼帶》將鋼桶用板分為兩種GT1和GT2,下面我們看看這兩種板有何不同。
1、 化學成分
Alt代表的是鋼中的全鋁含量;Als代表的是鋼中的酸溶鋁含量.鋼中的鋁,分酸溶鋁和酸不溶鋁,酸不溶鋁Alo =Alt-Als 測定鋁含量時,用化學分析是用酸溶解,金屬鋁、氮化鋁、硫化鋁一般能溶于酸中,稱為酸溶鋁(一般要求酸溶鋁與全鋁的比值大于90%,Alt、Als含量相差越大,說明夾雜物越多。
2、力學性能
抗拉強度和屈服強度是金屬材料重要的兩個力學性能指標。抗拉極限強度是斷后最大強度,而屈服強度是明顯產生塑性變形時的最小強度。
3、表面質量
① 表面不應有孔洞、結疤、裂紋、夾雜等對使用有害的缺陷,鋼板及鋼帶不得有分層。
② 表面允許有少量不影響成型性及涂、鍍附著力的缺陷,如輕微的劃傷、壓痕、麻點、輥印及氧化色等。
《鋼桶用冷軋鋼板及鋼帶》行業標準中其他要求與冷軋鋼板及鋼帶的國家標準是一致的。但由于我國是鋼鐵大國,鋼廠遍及全國各地,鋼桶生產廠也是一樣,且鋼桶生產廠家一般都是就近采購鋼板,但執行的標準各不相同,我手頭除了有冷軋薄鋼板的國家、行標,還有企標。如寶山鋼鐵2018年出《油桶用冷軋鋼板及鋼帶》Q/BQ 47-2018,前面我們談過,鋼桶板的行業標準是由寶武集團下武漢鋼鐵匯同冶金工業信息標準研究院、首鋼總公司等編寫的,我們也將其納入鋼桶GB/T 325系列標準,但對企業采購指導意義不大。因為各鋼廠執行的標準不統一,目前市場上供應給鋼桶行業的鋼板主要有SPCC?ST12?DC01等幾個牌號?而桶廠的采購人員及鋼廠的銷售人員對鋼板的性能也不是完全了解,這就造成了資源的浪費和采購混亂。同一規格型號不同廠家的鋼板鋼帶,其材料性能也不盡相同。為了避免加工后產品出現批質量問題,新換廠家的材料進廠必須經過多次批量試制,尤其是桶身板,同樣厚度的鋼板,廠家不同,焊接規范就不盡相同?既然已經制訂了《鋼桶用冷軋鋼板及鋼帶》行業標準,我想鋼企在生產鋼桶專用板時,最好執行此標準,統一認識,使用戶使用起來更得心應手一些?另外既然是鋼桶專用板,除材質上有所調整外,最好在尺寸控制上也能有所限制,比如目前的鋼桶,隨著工藝的變化,目前桶身高度都高于標準8-10毫米,過去我們采用脹筋,需927寬的鋼板才能保證桶的標準高度,但工藝改變后,桶身料寬917就可達到標準要求?看是不經意的10毫米,一年下來可為企業節約不少資金,這就是利潤?所以現在鋼桶專用板的寬度應該是917,如果用戶有特殊要求可增加或減少?
為了更便于工作, 行標(團標)YB/T 055-2015《鋼桶用冷軋鋼板及鋼帶》在附錄中列出了等同材料的標準及型號。
(一)中國冷軋薄鋼板
1〉冷軋普通薄鋼板
適用牌號:Q195、Q215、Q235、Q275;
符號:Q—普通碳素結構鋼屈服點(極限)的代號,它是“屈”的第一個漢語拼音字母的大小寫;195、215、235、255、275—分別表示它們屈服點(極限)的數值,單位:兆帕MPa(N/mm2);由于Q235鋼的強度、塑性、韌性和焊接性等綜合機械性能在普通碳素結構鋼中屬最好的,能較好地滿足一般的使用要求,所以應用范圍十分廣泛。
2〉冷軋優質薄鋼板
冷軋優質碳素結構鋼薄鋼板也是冷板中使用最廣泛的薄鋼板。?適用牌號:08、08F、10、10F
符號:08、10—鋼號開頭的兩位數字表示鋼的含碳量,以平均碳含量×100表示;F—不脫氧的沸騰鋼;b—半鎮靜鋼,Z—一般脫氧的鎮靜鋼(有時無字母表示)。
3〉深沖壓用冷軋薄鋼板
適用牌號:08A1
符號:08-鋼號開頭的兩位數字表示鋼的含碳量,以平均碳含量×100表示;A1-使用鋁脫氧的鎮靜鋼。
(二)日本冷軋薄鋼板
適用牌號:SPCC、SPCD、SPCE
符號:S-鋼(Steel)、P-板(Plate)、C-冷軋(cold)、第四位C-普通級(common)、D-沖壓級(Draw)、E-深沖級(Elongation)
SPCC--表示一般用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶,相當于中國Q195-215A牌號。其中第三個字母C為冷Cold的縮寫。需保證抗拉試驗時,在牌號末尾加T為SPCCT。
SPCD--表示沖壓用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶,相當于中國08AL(13237)優質碳素結構鋼。
適用牌號:08A1 ?符號:08-鋼號開頭的兩位數字表示鋼的含碳量,以平均碳含量×100表示;A1-使用鋁脫氧的鎮靜鋼。表面加工代號:無光澤精軋為D,光亮精軋為B。如SPCC-SD表示標準調質、無光澤精軋的一般用冷軋碳素薄板。再如SPCCT-SB表示標準調質、光亮加工,要求保證機械性能的冷軋碳素薄板。
(三) 歐洲冷軋薄鋼板
DC01、DC03屬于歐洲標準鋼號牌號。符合德國:DIN EN標準、 英國:BS EN標準,法國 NF EN標準的DC01(1.0330)牌號,相當于我國的GB 699-88標注的:08F鋼
08F屬于優質碳素結構鋼。08:表示碳質量萬分之八,F:沸騰鋼。優質低碳鋼相比碳素結構鋼,硫磷等有害元素得以嚴格控制。不可以以普通碳素鋼材質(如:Q195)替代優質碳素鋼(如歐標DC01,我國標08F)。
(四)德國冷軋薄鋼板
適用牌號:st12、st13、st14、st15、st14-T
符號:ST-鋼(Steel)、12-普通級冷軋薄鋼板、13-沖壓級冷軋薄鋼板、14-深沖級冷軋薄鋼板、15-特深沖級冷軋薄鋼板、14-T-超級冷軋薄鋼板。
ST12等同于DC01,SPCC;ST13等同于DC03,SPCD;ST14等同于DC04,SPCE,08AL
(五)俄羅斯冷軋薄鋼板
適用牌號:CT-3kП、08kП、08ПC
符號:CT-普通鋼、kП-沸騰鋼、ПC-鎮靜鋼。