CN116441312B - 冷轧硬态不锈钢带的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,涉及不锈钢带技术领域。现有的用于生产冷轧不锈钢带的坯料大多为含碳量低于0.25%的低碳钢,且现有的冷轧不锈钢带的生产工艺中,退火温度过高,导致冷轧不锈钢带的硬度降低,使得生产出的不锈钢带多为软态不锈钢带,影响了硬态不锈钢带的产能,生产出的不锈钢带的力学性能较差。其包括如下步骤:轧辊准备、坯料准备、多次轧制、热处理、成品清洗、拉弯矫直、毛刺打磨、分切检验、包装入库。本申请具有提高硬态不锈钢带的生产产能,提高冷轧硬态不锈钢带的性能的效果。

Description

冷轧硬态不锈钢带的生产工艺
技术领域
本申请涉及不锈钢带技术领域,尤其涉及冷轧硬态不锈钢带的生产工艺。
背景技术
冷轧不锈钢带是一种以热轧不锈钢为坯料,经过进一步冷轧加工制成的钢带,橡胶热轧带,冷轧不锈钢带具有更高的尺寸精度和更低的表面粗糙度,同时冷轧不锈钢带表面质量好、光洁,强度高,在电子工业生产方面有着重要应用。
相关技术中,不锈钢带分为硬态不锈钢带与软态不锈钢带,两者以硬度进行区分,硬度大的为硬态不锈钢带,硬度小的为软态不锈钢带,硬态不锈钢带常用于进行无需弯折的加工,而软态不锈钢带则常用于需要进行拉伸成型的加工。发明人发现,现有的冷轧不锈钢带在进行加工时,通过通过退火对不锈钢带的内部残余应力进行去除,从而达到改善不锈钢带切削加工性能的效果,而现有的不锈钢带的退火工艺格式固定,退火时常采用1150℃以上的高温,易导致形成硬度较小的软态不锈钢带,造成硬态不锈钢带的产能下降,故有待改善。
发明内容
为了提高硬态不锈钢带的生产产能,提高冷轧硬态不锈钢带的性能,本申请提供冷轧硬态不锈钢带的生产工艺。
本申请提供的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺采用如下的技术方案:
冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,包括如下步骤:
轧辊准备:依据硬态不锈钢带所需轧制的尺寸,选用若干尺寸和外观合格的工作辊;
坯料准备:选用指定规格的不锈钢卷坯料,所述不锈钢卷坯料含碳量≥0.25%,所述不锈钢卷坯料表面抛光打磨至合格后进行倒卷;
多次轧制、热处理:对上述步骤的不锈钢卷坯料由厚到薄进行轧制工序,所述轧制工序包括初次轧制、二次轧制和三次轧制,将轧制完成的不锈钢卷坯料进行热处理工序,所述热处理工序包括一次固溶退火和一次低温退火,所述初次轧制完成后进行固溶退火,所述二次轧制完成后进行低温退火,所述三次轧制完成后制成成品硬态不锈钢带;
成品清洗:将上述的成品硬态不锈钢带进行清洗,以脱除成品硬态不锈钢带表面的轧制油,清洗线所用清洗液选用碱性液体;
拉弯矫直:对清洗完成的成品硬态不锈钢带进行版型矫正;
毛刺打磨:对上述的成品硬态不锈钢带进行打磨,去除毛刺;
分切检验:将上述的成品硬态不锈钢带进行排刀分切、取样、测试;
包装入库:将上述的成品硬态不锈钢包装入库,具备防尘防水效果。
通过采用上述技术方案,含碳量高于0.25%的不锈钢卷坯料不属于低碳钢,而现有的冷轧不锈钢带的生产工艺中选取的坯料大多为碳含量低于0.25%的低碳钢,生产出来的不锈钢带含碳量交底,硬度普遍偏低,属于软态不锈钢带,使得不锈钢带无法应用于对于硬度需求较大的工艺生产,通过选取合适含碳量的坯料,能够从原料的根本上提高硬态不锈钢带的产能,具有较高的经济效益;同时,与现有技术中采取两次固溶退火的方式不同,本申请的热处理工序仅有一次的固溶退火,第二次的热处理则为温度较低的低温退火,退火温度越高,便会使得不锈钢带进一步软化,降低了不锈钢带的硬度,低温的低温退火,相较固溶退火,能够有效降低碳化物从不锈钢带内的脱除量,从而便能够通过碳化物的沉淀对不锈钢带进行硬化,以有效提高不锈钢带的强度和硬度。
优选的,所述不锈钢卷坯料的厚度为1.0-2.0mm,所述初次轧制将不锈钢卷坯料轧制为厚度0.25-0.50mm的不锈钢带,所述二次轧制中,将厚度0.25-0.50mm的不锈钢带轧制为厚度0.10-0.20mm的不锈钢带,所述三次轧制中,将厚度0.10-0.20mm的不锈钢带轧制为厚度0.055-0.110mm的不锈钢带。
通过采用上述技术方案,轧制工序分为三段进行,能够使得不锈钢卷在被轧制一定厚度后,能够通过及时的热处理,以巩固轧制后的不锈钢带的力学性能,有效改善了单次的压下量过大,导致不锈钢带发生断裂的问题,从而能够有效提高硬态不锈钢带的生产安全性,并能够提升硬态不锈钢带的物理性能。
优选的,所述初次轧制中,初次压下率≤75%,所述初次轧制包括8-9次的轧制道次,所述初次轧制中所用工作辊选用Ra0.4~0.8μm的光亮辊,所述工作辊直径≤45mm。
通过采用上述技术方案,在初次扎之中,将不锈钢卷的压下率控制在75%以内,使得不锈钢卷坯料受到的下压大于一半的厚度,后续在经过第一次热处理后,能够稳定不锈钢带的机械性能,同时,初次轧制对压下率进行了控制,从而能够有效降低不锈钢卷在轧制过程中出现断裂的概率,提高成品不锈钢带的质量。
优选的,所述二次轧制中,二次压下率≤60%,所述二次轧制包括8-9次的轧制道次,所述二次轧制中所用工作辊选用Ra0.4~0.8μm的光亮辊,所述工作辊直径≤45mm。
通过采用上述技术方案,再经过第一次热处理工序的固溶退火后,经过第一次轧制的半成品不锈钢带已经初步具备相对稳定的机械性能,且固溶退火温度较高,使得半成品不锈钢带初步具备软态,此时能够对半成品不锈钢带进行二次轧制,使得不锈钢带能够进一步变薄,并得到更加稳定的力学性能,同时有效降低不锈钢带断裂的概率,具有较高的安全性。
优选的,所述三次轧制中,三次压下率≤45%,所述三次轧制包括8-9次的轧制道次,所述三次轧制中所用工作辊选用Ra0.2~0.6μm的光亮辊,所述工作辊直径≤45mm。
通过采用上述技术方案,经过低温退火的半成品不锈钢带已经具备一定的硬度,通过三次轧制能够将不锈钢带的厚度进行进一步压缩,使得不锈钢带更薄,经过三次轧制和两次退火,不锈钢带已经具备稳定的机械性能,具备较高的硬度,使得生产出来的冷轧不锈钢带为硬态不锈钢带,提高了不锈钢带的质量。
优选的,所述固溶退火的退火温度为1160-1190℃,退火速度为20-25m/min。
通过采用上述技术方案,将固溶退火的温度控制于1160至1190℃之间,能够快速脱除不锈钢带上的部分碳化物沉淀,能够消除不锈钢带内部的部分硬化和残余应力,使得不锈钢带能够得到软化,提高机械性能的同时,便于对半成品不锈钢带进行二次轧制,使得不锈钢带能够进一步变薄。
优选的,所述低温退火的退火温度为820-900℃,所述低温退火中控温缓冷,退火速度为25-30m/min。
通过采用上述技术方案,低温退火作为第二道热处理工序,相较固溶退火,低温退火的温度控制的更低,能够保留部分的碳化物沉淀,使得经过第二次热处理的不锈钢带能够具备较高的硬度,同时放缓冷却速度,也能够对不锈钢带内部的残余应力进行进一步消除。
优选的,所述热处理工序还包括一次脱脂和二次脱脂,所述一次脱脂和二次脱脂用于脱除轧制工序残留在半成品不锈钢带表面的油脂,所述一次脱脂完成后进行固溶退火,所述二次脱脂完成后进行低温退火。
通过采用上述技术方案,在不锈钢带进行轧制过后及时进行脱脂清洗,能够脱除残留在不锈钢带表面的油渍,保持半成品不锈钢带表面的洁净,能够有有效提高后续进行退火工序的安全性,使得不锈钢带能够得到充分的热处理。
优选的,所述热处理工序中,用于热处理的退火炉内填充有全氢保护气。
通过采用上述技术方案,朝向退火炉内通入全氢进行保护,从而能够防止不锈钢带表面过度氧化,有效保护了成品不锈钢带的硬度和品质。
优选的,所述不锈钢卷坯料含铬量≥18%,所述不锈钢卷坯料含镍量≥8%。
通过采用上述技术方案,设置足量的铬和镍能够有效提高不锈钢带的可塑性、可焊接性和韧性等性质,从而能够有助于提高不锈钢带的质量。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.含碳量高于0.25%的不锈钢卷坯料不属于低碳钢,而现有的冷轧不锈钢带的生产工艺中选取的坯料大多为碳含量低于0.25%的低碳钢,生产出来的不锈钢带含碳量交底,硬度普遍偏低,属于软态不锈钢带,使得不锈钢带无法应用于对于硬度需求较大的工艺生产,通过选取合适含碳量的坯料,能够从原料的根本上提高硬态不锈钢带的产能,具有较高的经济效益;同时,与现有技术中采取两次固溶退火的方式不同,本申请的热处理工序仅有一次的固溶退火,第二次的热处理则为温度较低的低温退火,退火温度越高,便会使得不锈钢带进一步软化,降低了不锈钢带的硬度,低温的低温退火,相较固溶退火,能够有效降低碳化物从不锈钢带内的脱除量,从而便能够通过碳化物的沉淀对不锈钢带进行硬化,以有效提高不锈钢带的强度和硬度;
2.轧制工序分为三段进行,能够使得不锈钢卷在被轧制一定厚度后,能够通过及时的热处理,以巩固轧制后的不锈钢带的力学性能,同时,将不锈钢带分一定的次数进行轧制,能够使得机械性能更加稳固,改善了单次的压下量过大,导致不锈钢带发生断裂的问题,从而能够有效提高硬态不锈钢带的生产安全性。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请做进一步详细说明。
实施例
实施例1-5
以下以实施例1为例进行说明。
实施例1
本实施例中,冷轧硬态不锈钢带按照如下步骤制备:
步骤一:轧辊准备,依据所要制备的不锈钢带的尺寸规格,选取多对不同尺寸的工作辊,用于对不锈钢卷坯料进行初次轧制、二次轧制和三次轧制,所选用工作辊外观均合格,且工作辊直径均在45mm以下;
初次轧制和二次轧制中所用工作辊选用Ra0.6μm的光亮辊;三次轧制中所用工作辊选用Ra0.4μm的光亮辊;
步骤二:坯料准备,选用指定规格的不锈钢卷坯料,其中,不锈钢卷的厚度为1.0mm,宽度620mm,不锈钢卷坯料含碳量0.25%,不锈钢卷坯料含铬量18%,不锈钢卷坯料含镍量8%,不锈钢卷坯料表面抛光打磨至光滑,无明显划伤、污渍;
检查不锈钢卷坯料合格后通过重卷机对不锈钢卷进行倒卷,重卷机速度设置为30m/min,以确保钢卷边部齐边。
步骤三:初次轧制,将步骤二的厚度为1.0mm,宽度为620mm的不锈钢卷坯料通过20辊轧机由厚到薄进行轧制,压下率控制为75%,初次轧制包括9道轧制,其中,前六道轧制压下率控制为10%,后三道轧制压下率控制在5%;轧制过程中需时刻观察厚度检测面板,及时通过调整轧机的齿条,以改善半成品不锈钢带的版型;
对于轧机的要求:轧机前后张力设置为25%,轧制力设置为15%,轧制所用的油温控制在35-45℃,轧制速度设置为300m/min,将步骤二中的不锈钢卷轧制得到厚度为0.25mm的半成品不锈钢带。
步骤四:固溶退火,将步骤三中厚度为0.25mm的半成品不锈钢带进行脱脂清洗,脱除初次轧制残留在半成品不锈钢带表面的油渍,清洗完成后,将半成品不锈钢带通入退火炉内进行固溶退火,脱除部分碳化物沉淀,对半成品不锈钢带进行软化,去除部分应力,提高力学性能;退火过程中,朝向退火炉内通入全氢气体进行保护,以防止半成品不锈钢带表面过度氧化;固溶退火过程中,温度设置在1170℃,退火速度设置在20m/min,张力设置为2T,露点仪不高于40℃td,得到硬度为170~200HV的半成品不锈钢带。
步骤五:二次轧制,将步骤四中厚度为0.25mm的半成品不锈钢带通过20辊轧机进行由厚到薄的轧制,压下率控制为60%,二次轧制包括9道轧制,其中,前六道轧制压下率控制为8%,后三道轧制压下率控制在4%;轧制过程中需时刻观察厚度检测面板,及时通过调整轧机的齿条,以改善半成品不锈钢带的版型;
对于轧机的要求:轧机前后张力设置为25%,轧制力设置为20%,轧制所用的油温控制在35-45℃,轧制速度设置为300m/min,将步骤四中的不锈钢卷轧制得到厚度为0.10mm的半成品不锈钢带。
步骤六:低温退火,将步骤五中厚度为0.10mm的半成品不锈钢带进行脱脂清洗,脱除二次轧制残留在半成品不锈钢带表面的油渍,清洗完成后,将半成品不锈钢带通入退火炉内进行低温退火,低温退火过程中缓慢冷却,保留部分碳化物沉淀,提高不锈钢带的硬度;退火过程中,朝向退火炉内通入全氢气体进行保护,以防止半成品不锈钢带表面过度氧化;低温退火过程中,温度设置在850℃,退火速度设置在25m/min,张力设置为2T,露点仪不高于40℃td,得到硬度为300~350HV的半成品不锈钢带。
步骤七:三次轧制,将步骤六中厚度为0.1mm的半成品不锈钢带由厚到薄进行轧制,压下率控制为45%,三次轧制包括9道轧制,其中,前六道轧制压下率控制为6%,后三道轧制压下率控制在3%;轧制过程中需时刻观察厚度检测面板,及时通过调整轧机的齿条,以改善半成品不锈钢带的版型;
对于轧机的要求:轧机前后张力设置为15%,轧制力设置为12%,轧制所用的油温控制在35-45℃,轧制速度设置为200m/min,将步骤六中的不锈钢卷轧制得到厚度为0.055mm,硬度为600HV的硬态不锈钢带。
步骤八:成品清洗,将步骤七中的成品硬态不锈钢带进行清洗,以脱除成品硬态不锈钢带表面的轧制油,清洗线所用清洗液选用碱性液体。
步骤九:拉弯矫直,对清步骤八中的成品硬态不锈钢带进行版型矫正,将成品不锈钢带通过拉矫机进行拉伸,张力设置为6000KN,速度设置为70m/min,以改善不锈钢带的塌边、鼓泡、边坡等表面缺陷。
步骤十:毛刺打磨,将步骤九中的不锈钢带通过打磨机,通过砂轮对不锈钢带侧边的毛刺进行打磨,最终得到厚度为0.055mm,硬度为600HV的成品冷轧硬态不锈钢带。
步骤十一:分切检验,将步骤十中的成品硬态不锈钢带进行排刀分切、取样、测试。
步骤十二:包装入库,将步骤十一中的成品硬态不锈钢包装入库,具备防尘防水效果。
如表1,实施例1-5的不同之处主要在于所选取的不锈钢卷坯料的含碳量不同。
表1
样本 坯料含碳量
实施例1 0.25%
实施例2 0.30%
实施例3 0.35%
实施例4 0.40%
实施例5 0.45%
实施例6-8
如表2,实施例1与实施例6-8的不同之处在于,一次轧制的压下率不同。
表2
样本 三次轧制压下率
实施例6 70%
实施例7 65%
实施例8 60%
实施例9-13
如表3,实施例8与本实施例9-13的不同之处在于,低温退火的温度。
表3
样本 低温退火温度
实施例9 820℃
实施例10 840℃
实施例11 860℃
实施例12 880℃
实施例13 900℃
实施例14-17
如表4,实施例9与本实施例14-17的不同之处在于,低温退火的速度。
表4
样本 低温退火速度
实施例14 21m/min
实施例15 23m/min
实施例16 27m/min
实施例17 29m/min
实施例18-21
如表5,实施例14与本实施例18-21的不同之处在于,固溶退火的温度。
表5
样本 固溶退火温度
实施例18 1150℃
实施例19 1160℃
实施例20 1180℃
实施例21 1190℃
实施例22-25
如表6,实施例18与本实施例22-25的不同之处在于,固溶退火的速度。
表6
实施例26
如表7,实施例1与本实施例的不同之处在于,不锈钢带坯料的含铬量。
表7
样本 含铬量
实施例26 20%
实施例27
如表8,实施例1与本实施例的不同之处在于,不锈钢带坯料的含镍量。
表8
样本 含镍量
实施例27 10%
对比例
本对比例与实施例1的不同之处在于,不锈钢卷坯料的含碳量为0.15%。
性能检测试验
表9
结合实施例1和对比例,并参照表9可以看出,当其他参数不变时,不锈钢卷坯料的含碳量超过0.25%后,坯料已经属于中碳钢,相较于对比例中碳含量为0.15%的低碳钢而言,相同的工艺流程,最终制成的成品不锈钢带硬度差距较大,中碳钢为原料制成的不锈钢带硬度远大于低碳钢为原料制成的不锈钢带,硬度达到硬态不锈钢带的标准,表明含碳量在中碳钢及中碳钢以上的原料更合适制作硬态钢带。
结合实施例1-5并参照表9可以看出,当其他参数不变时,当不锈钢卷坯料内含碳量少量增加后,能够进一步提高不锈钢带的硬度,且少量的含碳量增加对于不锈钢带的脆性也较小,能够有效提高不锈钢带的整体强度。
结合实施例1和实施例6-8,并参照表9可以看出,当其他参数不变时,初次轧制的压下率降低时,硬度呈现降低的趋势,由此得出,初次轧制需要将压下率控制在实施例1,才能充分提高不锈钢带的硬度。
结合实施例1、实施例8和实施例9-13,并参照表9可以看出,在其他参数不变的情况下,随着低温退火温度的不断提高,不锈钢带的硬度呈现逐渐降低的趋势,除开不锈钢带的硬度,不锈钢带的抗拉强度也存在一定的下降主要原因为温度升高,不锈钢带内的奥氏体含量下降,马氏体含量上升,故实施例8中的温度为硬态不锈钢带制备的较佳温度。
结合实施例9和实施例14-17,并参照表9可以看出,在其他参数不变的情况下,随着低温退火速度的不断提高,经过热处理的不锈钢带的冷却速度间接得到提升,使得不锈钢带内部的碳化物沉淀的脱落速度得到提高,由此便会导致不锈钢带的硬度逐渐降低。
结合实施例14和实施例18-21,并参照表9可以看出,在其他参数不变的情况下,随着固溶退火温度的升高,不锈钢带内部的碳化物沉淀得到快速脱除,内部的残余应力和组织缺陷的消除速度也得到提升,使得不锈钢带能够进一步软化,低碳钢为原料的不锈钢卷坯料在经过多轮的固溶退火后将会形成软态钢。
结合实施例18和实施例22-25,并参照表9可以看出,在其他参数不变的情况下,随着固溶退火速度的不断提高,经过热处理的不锈钢带的冷却速度间接得到提升,使得不锈钢带内部的碳化物沉淀的脱落速度得到提高,由此便会导致不锈钢带的硬度逐渐降低。
结合实施例1、实施例22和实施例26,并参照表9可以看出,在其他参数不变的情况下,适当增加不锈钢卷坯料中的铬含量,能够有效提高不锈钢带的硬度,表明不锈钢带中的碳和铬有着较高的亲和度,不锈钢带的硬度得到提高,表明碳和铬能够形成一系列的复杂碳化物,由此提高了硬度。
结合实施例1、实施例22和实施例27,并参照表9可以看出,在其他参数不变的情况下,增大不锈钢卷坯料中对的镍含量,并不能显著提高不锈钢带的硬度,表明镍含量的增加仅能够提高不锈钢带的耐腐蚀性等性能,而对于硬度的提高是不大的。
综上所述,综合考虑各个参数和性能测试结果,实施例26的参数设定更优,使得此种参数下的不锈钢带硬度较高,且热处理所用温度均较低,对于退火效率和退火的质量均有显著提升。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:包括如下步骤:
轧辊准备:依据硬态不锈钢带所需轧制的尺寸,选用若干尺寸和外观合格的工作辊;
坯料准备:选用指定规格的不锈钢卷坯料,所述不锈钢卷坯料含碳量≥0.25%,所述不锈钢卷坯料表面抛光打磨至合格后进行倒卷;
多次轧制、热处理:对上述步骤的不锈钢卷坯料由厚到薄进行轧制工序,所述轧制工序包括初次轧制、二次轧制和三次轧制,将轧制完成的不锈钢卷坯料进行热处理工序,所述热处理工序包括一次固溶退火和一次低温退火,所述初次轧制完成后进行固溶退火,所述二次轧制完成后进行低温退火,所述三次轧制完成后制成成品硬态不锈钢带;
成品清洗:将上述的成品硬态不锈钢带进行清洗,以脱除成品硬态不锈钢带表面的轧制油,清洗线所用清洗液选用碱性液体;
拉弯矫直:对清洗完成的成品硬态不锈钢带进行板型矫正;
毛刺打磨:对上述的成品硬态不锈钢带进行打磨,去除毛刺;
分切检验:将上述的成品硬态不锈钢带进行排刀分切、取样、测试;
包装入库:将上述的成品硬态不锈钢包装入库,具备防尘防水效果;
所述固溶退火的退火温度为1160-1190℃,退火速度为20-25m/min;
所述低温退火的退火温度为820-900℃,所述低温退火中控温缓冷,退火速度为25-30m/min。
2.根据权利要求1所述的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:所述不锈钢卷坯料的厚度为1.0-2.0mm,所述初次轧制将不锈钢卷坯料轧制为厚度0.25-0.50mm的不锈钢带,所述二次轧制中,将厚度0.25-0.50mm的不锈钢带轧制为厚度0.10-0.20mm的不锈钢带,所述三次轧制中,将厚度0.10-0.20mm的不锈钢带轧制为厚度0.055-0.110mm的不锈钢带。
3.根据权利要求2所述的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:所述初次轧制中,初次压下率≤75%,所述初次轧制包括8-9次的轧制道次,所述初次轧制中所用工作辊选用Ra0.4~0.8μm的光亮辊,所述工作辊直径≤45mm。
4.根据权利要求2所述的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:所述二次轧制中,二次压下率≤60%,所述二次轧制包括8-9次的轧制道次,所述二次轧制中所用工作辊选用Ra0.4~0.8μm的光亮辊,所述工作辊直径≤45mm。
5.根据权利要求2所述的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:所述三次轧制中,三次压下率≤45%,所述三次轧制包括8-9次的轧制道次,所述三次轧制中所用工作辊选用Ra0.2~0.6μm的光亮辊,所述工作辊直径≤45mm。
6.根据权利要求1所述的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:所述热处理工序还包括一次脱脂和二次脱脂,所述一次脱脂和二次脱脂用于脱除轧制工序残留在半成品不锈钢带表面的油脂,所述一次脱脂完成后进行固溶退火,所述二次脱脂完成后进行低温退火。
7.根据权利要求6所述的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:所述热处理工序中,用于热处理的退火炉内填充有全氢保护气。
8.根据权利要求1所述的冷轧硬态不锈钢带的生产工艺,其特征在于:所述不锈钢卷坯料含铬量≥18%,所述不锈钢卷坯料含镍量≥8%。
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