黄磷包装桶专用冷轧钢带技术条件研究

黄磷包装桶专用冷轧钢带技术条件研究

郑宁 王晓虎

(武钢集团昆明钢铁股份有限公司 云南昆明 )(冶金工业信息标准研究院 北京 100730)

摘要：根据几年来昆钢黄磷包装桶用冷轧钢带的生产和使用情况，结合冷轧钢带相关标准，对昆钢黄磷包装桶用冷轧钢带主要技术条件进行分析和研究，对下一步制定黄磷包装桶专用冷轧板带地方标准作简要探索。

关键词：冷轧钢带；黄磷包装桶；技术条件

中图分类号：TG335．5 文献标识码：B 文章编号：1003-0514(2009)04-0014-04

0 前 言

工业黄磷是一种黄色蜡状固体，难溶于水，能溶于液碱、苯、氯仿等，是一种质软的化工原料，主要产地是西南地区。广泛应用于军事工业、食品、医药、农药和电子工业，是制造火柴、固体五氧化二磷干燥剂等产品不可缺少的原料。黄磷属易燃物品，必须在密闭容器包装状态下运输。目前国内的黄磷包装桶主要采用牌号为Stl2的冷轧板带产品加工。

云南是工业黄磷的主要产地之一，所产黄磷不仅销往全国各地，而且还出口多个国家和地区。根据市场及销售部门的调研预测，云南每年用于制作黄磷包装桶的冷轧板带需求量约为30 000余吨。在昆钢板带生产线投产以前，云南省内制作黄磷包装桶的冷轧板带全部采用省外其他钢厂的Stl2产品。昆钢板带生产线建成投产后，冷轧板带产品的重要目标市场之一就是黄磷包装桶专用冷板。经过几年的开发试制，已纳入正常生产，现每年向黄磷包装桶制作企业提供Stl2P冷轧板带产品近15 000t，占领了省内50％以上的市场。

随着昆钢产黄磷包装桶用冷轧板带产品质量的逐渐稳定以及供应量的逐步扩大，黄磷包装桶用冷轧板带已形成一个专门用途的系列产品，本文从黄磷包装桶用冷轧板带产品的技术要求入手，对工艺规范、产品技术要求进行了研究和总结，为下步昆钢制订地方标准作技术准备。

1 黄磷包装技术要求的分析

黄磷属于易燃危险品，要求包装桶具有良好的安全性、密封性，适于长途运输，有一定强度、硬度和耐磨性。

黄磷包装的技术标准有两个：国家标准GB16473-1996《黄磷包装》和化学工业部行业标准HG 2035-1991《黄磷包装钢桶技术条件》，对黄磷包装用钢板的技术要求见表1。

从表1的对比分析来看，GB 16473-1996和HG 2035-199l两个标准对黄磷包装桶的材质都有比较严格的要求。GB／T912和GB／T11253中的Q195等牌号的产品，虽然在强度、硬度等指标上有优势，但产品的工艺性能较差，在包装桶的卷边加工过程中易产生加工裂纹。从对省内黄磷包装桶加工厂的跟踪、调研情况看，都用牌号为“Stl2”的冷轧板带产品制作黄磷包装桶，既能满足强度和硬度要求，又具有良好的加工性能；同时，影响黄磷包装桶质量的钢材的表面质量，如冷轧板带产品表面残留物、平坦度、划伤程度等质量特征也能满足要求，可确保黄磷包装桶的焊接、酸洗、镀锌等工序质量和产品合格率。

2 黄磷包装桶加工工艺的分析

黄磷包装桶由桶身、桶底和桶顶组成。桶身与桶底、桶顶的组装采用七层三重圆卷边，卷层内填充封缝胶。桶顶对称设置由螺旋式封闭器组成的注入口和透气口各一个，需冲压成型，因此要求冷轧板带产品必须具有一定的冲压性。

2．1 黄磷包装桶的加工工艺流程

1)桶身的加工工艺流程。

原料剪切→三辊卷压成圆桶型→搭接头的四点点焊→桶身纵缝电阻焊接→焊缝的修磨→桶口挤压成型→桶身涨筋→桶身焊缝质量检验→酸洗→镀锌→自然干燥

2)桶底的加工工艺流程。

原料剪切→冲压成型→桶底卷边挤压成型→酸洗→镀锌→自然干燥

3)桶顶的加工工艺流程。

原料剪切→冲压成型→桶顶卷边挤压成型→冲压注入口和透气口→注入口和透气口螺纹加工→酸洗→镀锌→自然干燥

4)桶的组装、验收工艺流程。

合格的桶身、桶顶和桶底→桶身、桶顶和桶底进行七层三重圆卷边组装→气密性检验→桶身喷标识→验收

2．2 黄磷包装桶加工工艺对材质要求分析

在黄磷包装桶加工过程中，钢桶材质有两个方面的影响：一是板形、表面质量不好影响加工，二是材料缺陷在成品检验过程中有缺陷部位易出现渗漏或击穿现象。

在对包装桶加工过程的跟踪了解中发现，桶口卷边时有一定变形，要求材料有一定的韧性；注入口和透气孔冲压成形，要求材料有一定的冲压性。对材料性能有特定要求的环节是：桶身纵缝电阻焊接、桶口(桶顶、桶底的卷边)挤压成型、注入口和透气孔的冲压成形及桶的组装。

1)桶身纵缝电阻焊接：首先要求钢桶材料表面无过多黑污斑点(油污、黑斑和黑膜)，过多的黑污一是增加焊接难度，甚至不能焊接，电流加大时易焊穿，焊温高焊缝易起气泡，焊轮寿命降低；二是易造成虚焊、焊口开裂、焊缝漏气，在后道工序中出现质量废品；三是在酸洗过程中难以洗净，镀锌后表面光亮度不够，钢板表面的花纹镀锌后存在“橘子皮”，影响外观质量。其次要求钢桶材料表面平整，不能出现波长小而多的浪形，如果冷板有中浪和边浪，焊接至一半时易出现崩裂，或者在后道工序中出现焊口开裂。

2)桶口(桶顶、桶底)挤压成型、注入口和透气孔冲压：该工序易产生的问题是边部出现开裂，桶口出现微裂口，要求钢桶材料有一定的韧性和冲压性，也就是要求钢桶材料强度适中，成分、性能稳定。

3)在酸洗、镀锌、表面质量检验和气密性检验过程中，要求钢桶材料不能有“砂眼”、划伤、过多的黑斑、残余氧化铁皮，否则，不易洗净、外观检验和气密性检验不合格。

4)桶的组装：在组装过程中桶身与桶顶、桶底采用七层三重圆卷边，卷层内填充封缝胶，要求冷轧板能承受一定量的冷弯变形。在桶加工过程中，桶的组装是最能检验冷轧板带产品加工性能的工序。目前昆钢生产的专用冷轧板带产品(Stl2P)的质量完全可以满足卷边性能要求。

对加工好的每批桶，要进行气密性试验、水压试验、堆码试验(一般情况不做)和跌落试验的抽查检验。气密性试验、水压试验和跌落试验的完好性和合格率的高低与加工工艺和钢材质量有关。在气密性试验、水压试验和跌落试验过程中，主要检验焊缝焊接质量、桶组装后卷层、卷口密封质量和钢桶材质的综合质量。

3 昆钢生产的黄磷包装桶专用冷轧钢带的检验和使用效果

云南省进出口检验检疫局多次对昆钢生产的Stl2P专用冷轧钢带产品1．4 mm规格所加工的出口桶进行了现场水压试验、跌落试验。检验完全按照检验标准要求进行。经检验，昆钢生产的Stl2P专用冷轧钢带产品1．4mm规格所加工的桶各项检验指标合格，综合使用性能完全达到商检要求。装运的黄磷出口到达国外，客户反馈意见证明钢桶没有问题。

4 黄磷包装桶专用冷轧钢带产品技术条件的基本内容分析

通过对黄磷包装专用冷轧钢带的使用效果及昆钢生产冷轧板带产品质量现状的分析，提出黄磷包装专用冷轧钢带产品技术条件及要解决的表面质量问题，在性能满足要求的前提下，对冷轧板带产品的表面质量作更高要求，供制定地方标准作参考。

4．1 厚度尺寸及允许偏差

通过对黄磷包装技术标准CB 1 6473-1 996《黄磷包装》、化学工业部行业标准HG 2035-1991《黄磷包装钢桶技术条件》的分析及用户要求：黄磷包装用冷轧板带产品的公称厚度为：国内桶采用1．20mm厚度冷轧板作为钢桶材料，出口桶采用1．40 mm厚度冷轧板作为钢桶材料。采用冷轧板作为钢桶材料，为保证钢桶在运输过程中的安全性，专用冷轧钢带产品的厚度允许偏差按－0．05~ 0 mm进行控制和交货。

4．2 宽度尺寸及允许偏差

黄磷包装桶的桶底、桶顶用原料规格为ф600mm，桶身材料分两种规格：790 mm×1 581 mm和830 mm×l 581 mm(云南市场为830 mm×l 581mm)。为满足云南省内广大黄磷包装桶生产企业的尺寸要求，昆钢生产的专用冷轧钢带产品宽度按1 200 mm和830 mm来组织生产和供货，桶厂按制桶材料要求自行横剪切为所需规格尺寸。为保证黄磷包装桶的成品尺寸要求，钢带宽度偏差按0～5mm控制。

4．3钢带交货状态

一般情况下，钢带按退火、平整、光面、轻度涂油的状态交货。从用户实际使用情况来看，表面不论是光面还是麻面都不影响其镀锌性，但光面状态交货制成的钢桶镀锌后表面比麻面状态交货制成的钢桶镀锌表面更光亮，加之麻面状态交货的生产成本比光面交货的成本高，所以优先选择光面状态交货。

4．4化学成分

通过几年来用户使用情况和昆钢生产该产品的工艺技术分析，黄磷包装桶专用Stl2P冷轧钢带产品的化学成分按一般用途的Stl2工艺控制计划的要求来组织生产，其性能完全可以满足用户要求。从其焊接性能、生产的经济性来确定硅元素的上限，可以比生产一般用途的Stl2冷轧板带产品的上限高两个百分点，酸溶铝含量下限可以低于一般用途的Stl2冷轧板带产品的控制要求。

4．5力学和工艺性能

在黄磷包装钢桶的加工及使用过程中，要求材料有一定的强度和硬度，Stl2P冷轧钢带产品的抗拉强度R_m按270～450 MPa控制，硬度HRB不大于70控制，伸长率A₈₀不小于25％，钢带的杯突值可以不作为交货技术要求。

4．6表面质量及板形

现用冷轧钢带产品标准对表面质量的相关规定见表2。

对黄磷包装桶专用Stl2P冷轧钢带产品的质量跟踪分析，产品的质量完全满足加工工艺要求，影响黄磷包装桶加工使用的主要问题是：

1)板形。

边浪和中浪是影响黄磷包装制桶加工使用的主要表面缺陷，它直接影响桶顶、桶底和桶身能否成形、以及成形后的焊接质量和密封性。

2)表面残留氧化铁皮。

用户习惯将表面残留氧化铁皮称为“砂眼”，在使用过程中对“砂眼”极为反感，该缺陷对黄磷包装桶的气密性试验、水压试验和跌落试验检验是“致命伤”，无法修补而导致整个包装桶报废，氧化铁皮压入量还影响镀锌质量。

3)黑斑。

板面黑斑对桶的焊接性、镀锌质量和光亮度有着直接的影响，且增加酸洗、镀锌难度，使加工成本提高。

4)划伤、龟纹。

划伤在轧制、平整、重卷、纵剪和制桶过程各环节都可能出现，严重划伤不但影响表面质量，还会直接影响到黄磷包装桶的气密性试验、水压试验和跌落试验的合格率。龟纹是板面呈“橘皮状”的俗称，大多由酸洗不良造成，用户的反映是镀锌后外观不美观。

5)涂油量。

对黄磷包装桶加工厂来说，冷轧钢带产品只需轻度涂油，涂油量和涂油均匀性直接影响焊接质量。昆钢重卷线的涂油量和均匀性可根据用户的需要进行控制，纵剪线对表面油量和加工质量严格按要求进行控制，在制订地方标准时可以不考虑。

通过对标准要求和现状的分析，黄磷包装桶专用冷轧钢带产品的表面质量要求为：钢带的表面不得有分层、裂纹、气泡、结疤、拉裂和夹杂等对使用有害的缺陷。钢带允许有深度不超出厚度公差范围的轻微麻点或局部的深麻点、小气泡、小拉裂、划伤、轻微划痕、轧辊压痕；允许有局部的氧化色和经酸洗后的异色薄膜。

5 结束语

昆钢对黄磷包装桶专用冷轧钢带已纳入正常的生产计划，针对黄磷包装桶专用冷轧钢带在生产和销售过程中存在的问题，只有改变坯料尺寸，减少切边量和利用坯量，提高成材率；同时，加强各生产工序的质量控制，实施加严检验；制定产品交货标准，生产用户满意的产品。