浅析黄磷包装桶制造用冷轧板要求

1. 前言
　　黄磷是一种重要的基础工业原料,其熔点44.1°C,室温下在空气中能自燃,黄磷属于易燃危险品,为能适于长 途运输,国家对黄磷包装桶加工尺寸、成品桶检验方法有严格要求。但对黄磷包装桶制造用原料--冷轧板性能无具体要求,本文结合昆钢黄磷包装桶制桶工艺,对 冷轧板的制造及性能进行分析,供用黄磷包装桶制桶企业参考。
　　2. 黄磷桶制造工艺及要求
　　黄磷包装桶目前使用冷轧板作为制作原料,其制造加工由桶身加工、桶底加工、捅顶加工和组装工序组成。组装过程指桶身与桶底、桶顶的组装采用七层三重圆卷边, 卷层内填充密封胶,加工成成品桶的过程。
　　2.1 黄磷包装桶的加工工艺流程
　　(1)桶身的加工工艺流程:下料→仨辊卷压成圆桶形→搭接头的点焊→捅身搭边焊接→焊缝的修磨→翻边成型→桶身涨筋→桶身焊缝质量检验→酸洗→清洗→电镀锌→钝化→自然干燥
　　(2)桶底的加工工艺流程:
　　下料→冲压→翻边成型→酸洗→清洗→电镀锌→钝化→自然干燥
　　(3)桶盖的加工工艺流程:
　　下料→冲压→翻边成型→冲压注入口和透气口→注入口和透气口螺纹加工→酸洗→清洗→电镀锌→钝化→自然干燥
　　(4)桶的组装、检验:
　　桶身与桶盖、桶底进行七层三重圆卷边组装→气密性检验→水压试验→跌落试验→桶身喷标识→验收
　　从制造过程可以看到,在黄磷包装桶制作过程中包含了焊接、翻边、涨筋、冲孔的加工过程,在加工成桶后还必须经 过气密性检验、水压试验、跌落试验进行模拟使用条件的试验,检验合格后才能作为合格黄磷包装桶出厂。整个加工、检验过程对材料的焊接性能、强度、冲压变形 性能和表面质量有一定的要求。
　　2.2 黄磷包装技术要求
　　目前,国内对黄磷包装的桶技术要求标准有两个:及国家标准GB16473-1996《黄磷包装》和化学工业部行业标准HG2035-1991 黄磷包装钢桶技术条件,其中, 对黄磷包装用材料(钢板)的相关要求见表1。

表1黄磷包装用铜板技术要求

　　3.黄磷包装桶加工对材质特性要求分析
　　（1）焊接性能：
  　 钢的焊接性是一个很复杂的工艺性能，因为它既与焊接裂纹的敏感性相关，又与服役条件和试验温度下所要求的韧性有密切联系。国际焊接协会采用碳当量计算和评定钢材的焊接性能，其近似公式如下：
　　= C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+ V)/5
　　式中:元素符号代表该元素重量百分比。
　　对钢铁材料而言,碳当量越低,焊接性能越好。因此对材料的碳、锰含量要求越低越好。一般认为碳当量小于35%后,焊接性能可以保证,由于黄磷包装桶制作采用低碳、低锰冷轧薄板制作,其碳当量小于25%,焊接性能完全可以保证。
　　(2)冲压城型性: 在黄磷包装桶冲压成型由涨筋、翻边、冲孔、卷边组成,成型工艺涉及深冲、 延和弯曲等成型过程。其冲压成型工艺性能优劣涉及被变形材料的成分、组织和冷变形工艺参量(模具形状、变形量、变形速度、润滑条件等)。材料冲压成型性主 要与材料的成分、屈服强度、延伸率、伸长率、加工硬化指数(n值)、塑性应变比(r值)、晶粒度、夹杂物的形状和分布、游离渗碳体的数量和分布有关。
　　(3)黄磷包装桶制作原料的牌号、化学成分、组织及性能要求目前,国内黄磷包装桶制作采用冷轧薄板,主要牌号有Q195、St12、SPCC,其成分要求见表2,性能要求见表3。

表2 黄磷包装制桶用冷板牌号和化学成分要求

表4 力学性能

　 　从化学成分和性能来说St12与SPCC为同一用用途钢种,其炼钢生产采用铝脱氧,为铝镇静钢,对影响冲压性能的C、Si、Mn、S、P含量严格控制, 热轧轧制采用"三高一低"工艺原则(较高的加热温度、较高的开轧温度、较高的终轧温度、较低的卷取温度)。冷轧采用适当的压下工艺和适宜的退火制度使得 AIN均匀析出,使得晶粒度6 ~ 8级,组织为铁素体+游离渗碳体见图1,游离渗碳体为颗粒状,弥散分布。提高了St12、SPCC冷轧板的深冲性能,使得其应变硬化指数n值达到0.2以 上、塑性应变比r值达到1.2以上。Q195为硅锤脱氧钢,相对于St12、SPCC钢而言, C、Si、Mn、S、P含量偏高,无AIN溶解和析出,强度高,冲压不如St12、SPCC钢,塑性应变比r值一般小于1.1。因此,黄磷包装桶制作采用 St12、SPCC冷轧板制作比采用Q195制作合格率要高。
图1 St12冷轧板组织 晶粒度级别: II 7, 400X
　　(4)其他质量要求:
　　1)板形:板形是保证黄磷包装制桶的基本条件,它影响到桶身的焊接质量,影响到桶的加工。桶身原料板形质量不好,易造成焊接过程虚焊,焊缝容易泄漏。
　 　2)表面夹杂物:指钢材表面的夹渣和表面残留氧化铁皮,包装黄磷后在运输和腐蚀条件下容易造成钢桶出现孔洞,导致火灾。对黄磷包装桶的气密性试验、水压 试验不容易检查夹渣和表面残留氧化铁皮,跌落试验可以检验出,包装桶表面有夹渣和表面残留氧化铁皮无法修补,只能报废。
　　3)划伤:划伤产生原因有轧制过程、平整、重卷过程、纵剪工序和用户制桶过程都会出现,轻划伤影响包装桶表面美观,但不会对使用造成影响。严重划伤不但影响表面美观,还直接影响到黄磷包装桶强度,影响到黄磷包装桶的气密性试验、水压试验和跌落试验的检验结果。
　　4)表面残留物:主要指残油(涂油)及其他吸附在钢板表面的物质,过多容易造成虚焊,影响桶的焊接质量。可以采用棉纱或废布蘸轻质润滑油捺净后再点焊, 纵焊即可消除残油(涂油)及其他吸附物对焊接的影响。
　　(5)昆钢黄磷包装桶制造用冷轧板带产品的表面质量要求:
　　昆钢要求黄磷包装桶用冷轧钢带表面不得有分层、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、轧辗压痕:允许有局部的氧化色和经酸洗后的异色薄膜。
　　4.结论

根据黄磷的理化特性和危险性,长途运输的颠簸,以及出口时港口的存放和海上运输恶劣的气候条件,均要求制造黄磷包装桶用冷轧板应有良好的表面质量、一定 的强度、能满足冲压变形性能、镀辞和耐腐蚀的要求。针对这些专门的使用功能,经过四年的潜心研制,昆钢形成了专门的生产控制技术、质量监控体系和专用牌号 St12P。几年来的实践证明St12P黄磷包装桶用冷轧板产品性能完全满足黄磷桶的加工和使用要求,昆钢己在完善、补充和修正了生产工艺全部参数后制定 出了指导性文件《黄磷包装桶专用冷轧钢带企业标准》 Q/KGS62-2005,今后还将根据实际需要对该标准做出进一步的提高!