辛巧娟:钢桶原材料钢板的选择和常见问题解析(1)
文/辛巧娟

中国钢桶行业经过上百年的发展,到目前,制桶企业已逾千家,钢桶的年产量达1.3亿只。中国已成为当今世界的钢桶包装制造大国,不仅产量居世界首位,而且钢桶的制造技术及设备都已达到了世界先进水平。近几年,钢材价格波动较为频繁,为此钢桶市场竞争也是异常激烈。钢材价格目前已经十分透明,为了降低生产成本,桶厂除在技术、设备和工艺上进行改造来外,集团化的产业链也基本形成。随着钢桶产业集团化的发展,新工艺、新技术的推广以及新产品、新材料的使用和全自动生产模式的应用,旧桶翻新等新产业的形成,促进了钢桶行业标准化的发展。
到目前GB/T 325—《包装容器 钢桶》系列标准已全部发布实施。在 GB/T 325.1《包装容器 钢桶 第 1 部分:通用技术条件》的 5.1 条中对钢桶用材提出了“钢板应符合GB/T 2518、GB/T 3274、GB/T 11253、YB/T 055的规定,亦可根据用户要求选用其它薄钢板”的规定,说明钢桶用钢板的选材还是缺乏专用材料。


一、钢桶原材料钢板的选择
制造钢桶,其原材料钢板质量的好坏,直接影响到钢桶的制造工艺,产品质量、产品综合成本及产品的使用寿命。目前钢桶的原材料钢板已占到钢桶生产成本的80%,我们初步估算一下,我国钢桶行业每年用金属薄钢板约为250万吨左右(1.3亿*19公斤),250万吨对我们这个钢铁在国来说,量不算大,但制做钢桶使用的原材料全是金属薄钢板。针对金属薄钢板,除汽车用薄钢板外,钢桶用薄板数量就比较可观了。由于钢桶制造工艺的特殊性,桶身板与桶底板的质量技术要求不尽相同。桶身钢板要焊接并要承受一定的堆码重量,所以要求其材料应具有良好的焊接性能和屈服强度;而桶底顶薄钢板,要进行冲压拉伸及多层的机械咬合卷封,所以要求材料有一定的抗拉强度,而且钢桶作为完美的工业包装产品广泛用于石油、化工、涂料、粮油等行业。随着钢桶制造技术工艺及设备能力地不断提高,采购符合国家标准的冷轧薄钢板已经不能适应钢桶生产技术工艺及设备高速发展的需要,目前制桶企业为了降低生产成本,提高生产效率,大多数企业都采用自动化、智能化的中、高速生产设备。用普通标准钢板生产钢桶,不仅是产品合格率低,废品率高,除成本居高不下外,产品质量还得不到保证。所以钢桶行业对材料的生产和使用也有更加规范的要求。
钢桶为了满足其功能性要求,对材料提出下列要求:
1、材料要有良好的塑性和变形稳定性。
2、材料应具备抗压失稳起皱的能力。
3、钢板表面应光洁,不得有分层、无擦伤、翘曲不平,锈斑、裂纹、结疤、折叠、气泡或夹杂等缺陷,不允许存在影响表面涂装的缺陷。
4、厚度公差、外形尺寸公差应符合标准及用户要求 。
钢桶企业的飞速发展,十多年前已经引起了钢企的足够重视。钢企也是以顾客为关注焦点,经过深入钢桶企业调查研究和分析,为钢桶行业开发了钢桶专用冷轧薄钢板。武汉钢铁(集团)还组织相关专家、冶金工业信息标准研究院、首钢总公司等单位的相关人员,针对钢桶对原材料钢板的要求,制订了YB/T 055-2015《钢桶用冷轧钢板及钢带》和YB/T 4459-2015 《黄磷包装桶用冷轧钢板及钢带》行业标准。我们在钢桶标准GB/T 325.1的第二次修订中也将其纳入标准,但在实际应用中,钢企并没有完全执行此标准,导致我们采购较乱。在座的都明白,除行业标准外,各大钢企都有自己的企业标准。
其实钢桶用板材还是比较简单的,就是普通冷轧薄钢板,由于桶身与桶底顶要求不同,对其成份含量控制就可满足要求,所以钢企行业标准YB/T 055-2015《钢桶用冷轧钢板及钢带》将钢桶用板分为两种GT1和GT2,下面我们看看这两种板有何不同。
1、 化学成分

Alt代表的是钢中的全铝含量;Als代表的是钢中的酸溶铝含量.钢中的铝,分酸溶铝和酸不溶铝,酸不溶铝Alo =Alt-Als 测定铝含量时,用化学分析是用酸溶解,金属铝、氮化铝、硫化铝一般能溶于酸中,称为酸溶铝(一般要求酸溶铝与全铝的比值大于90%,Alt、Als含量相差越大,说明夹杂物越多。
2、力学性能

抗拉强度和屈服强度是金属材料重要的两个力学性能指标。抗拉极限强度是断后最大强度,而屈服强度是明显产生塑性变形时的最小强度。
3、表面质量
① 表面不应有孔洞、结疤、裂纹、夹杂等对使用有害的缺陷,钢板及钢带不得有分层。
② 表面允许有少量不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷,如轻微的划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色等。
《钢桶用冷轧钢板及钢带》行业标准中其他要求与冷轧钢板及钢带的国家标准是一致的。但由于我国是钢铁大国,钢厂遍及全国各地,钢桶生产厂也是一样,且钢桶生产厂家一般都是就近采购钢板,但执行的标准各不相同,我手头除了有冷轧薄钢板的国家、行标,还有企标。如宝山钢铁2018年出《油桶用冷轧钢板及钢带》Q/BQ 47-2018,前面我们谈过,钢桶板的行业标准是由宝武集团下武汉钢铁汇同冶金工业信息标准研究院、首钢总公司等编写的,我们也将其纳入钢桶GB/T 325系列标准,但对企业采购指导意义不大。因为各钢厂执行的标准不统一,目前市场上供应给钢桶行业的钢板主要有SPCC、ST12、DC01等几个牌号。而桶厂的采购人员及钢厂的销售人员对钢板的性能也不是完全了解,这就造成了资源的浪费和采购混乱。同一规格型号不同厂家的钢板钢带,其材料性能也不尽相同。为了避免加工后产品出现批质量问题,新换厂家的材料进厂必须经过多次批量试制,尤其是桶身板,同样厚度的钢板,厂家不同,焊接规范就不尽相同。既然已经制订了《钢桶用冷轧钢板及钢带》行业标准,我想钢企在生产钢桶专用板时,最好执行此标准,统一认识,使用户使用起来更得心应手一些。另外既然是钢桶专用板,除材质上有所调整外,最好在尺寸控制上也能有所限制,比如目前的钢桶,随着工艺的变化,目前桶身高度都高于标准8-10毫米,过去我们采用胀筋,需927宽的钢板才能保证桶的标准高度,但工艺改变后,桶身料宽917就可达到标准要求。看是不经意的10毫米,一年下来可为企业节约不少资金,这就是利润。所以现在钢桶专用板的宽度应该是917,如果用户有特殊要求可增加或减少。
为了更便于工作, 行标(团标)YB/T 055-2015《钢桶用冷轧钢板及钢带》在附录中列出了等同材料的标准及型号。

(一)中国冷轧薄钢板
1〉冷轧普通薄钢板
适用牌号:Q195、Q215、Q235、Q275;
符号:Q—普通碳素结构钢屈服点(极限)的代号,它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写;195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点(极限)的数值,单位:兆帕MPa(N/mm2);由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最好的,能较好地满足一般的使用要求,所以应用范围十分广泛。
2〉冷轧优质薄钢板
冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板。 适用牌号:08、08F、10、10F
符号:08、10—钢号开头的两位数字表示钢的含碳量,以平均碳含量×100表示;F—不脱氧的沸腾钢;b—半镇静钢,Z—一般脱氧的镇静钢(有时无字母表示)。
3〉深冲压用冷轧薄钢板
适用牌号:08A1
符号:08-钢号开头的两位数字表示钢的含碳量,以平均碳含量×100表示;A1-使用铝脱氧的镇静钢。
(二)日本冷轧薄钢板
适用牌号:SPCC、SPCD、SPCE
符号:S-钢(Steel)、P-板(Plate)、C-冷轧(cold)、第四位C-普通级(common)、D-冲压级(Draw)、E-深冲级(Elongation)
SPCC--表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国Q195-215A牌号。其中第三个字母C为冷Cold的缩写。需保证抗拉试验时,在牌号末尾加T为SPCCT。
SPCD--表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL(13237)优质碳素结构钢。
适用牌号:08A1 符号:08-钢号开头的两位数字表示钢的含碳量,以平均碳含量×100表示;A1-使用铝脱氧的镇静钢。表面加工代号:无光泽精轧为D,光亮精轧为B。如SPCC-SD表示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板。再如SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工,要求保证机械性能的冷轧碳素薄板。
(三) 欧洲冷轧薄钢板
DC01、DC03属于欧洲标准钢号牌号。符合德国:DIN EN标准、 英国:BS EN标准,法国 NF EN标准的DC01(1.0330)牌号,相当于我国的GB 699-88标注的:08F钢
08F属于优质碳素结构钢。08:表示碳质量万分之八,F:沸腾钢。优质低碳钢相比碳素结构钢,硫磷等有害元素得以严格控制。不可以以普通碳素钢材质(如:Q195)替代优质碳素钢(如欧标DC01,我国标08F)。
(四)德国冷轧薄钢板
适用牌号:st12、st13、st14、st15、st14-T
符号:ST-钢(Steel)、12-普通级冷轧薄钢板、13-冲压级冷轧薄钢板、14-深冲级冷轧薄钢板、15-特深冲级冷轧薄钢板、14-T-超级冷轧薄钢板。
ST12等同于DC01,SPCC;ST13等同于DC03,SPCD;ST14等同于DC04,SPCE,08AL
(五)俄罗斯冷轧薄钢板
适用牌号:CT-3kП、08kП、08ПC
符号:CT-普通钢、kП-沸腾钢、ПC-镇静钢。