JP2001234372A - ステンレス鋼表面のスケール除去方法 - Google Patents
ステンレス鋼表面のスケール除去方法Info
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- JP2001234372A JP2001234372A JP2000049547A JP2000049547A JP2001234372A JP 2001234372 A JP2001234372 A JP 2001234372A JP 2000049547 A JP2000049547 A JP 2000049547A JP 2000049547 A JP2000049547 A JP 2000049547A JP 2001234372 A JP2001234372 A JP 2001234372A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステンレス鋼を大気中での熱間圧延や焼鈍処
理などの熱処理によって、その表面に生成付着する金属
酸化物を主成分とする酸化スケールを化学的に除去する
方法に関する。 【解決手段】 pHが4.0〜9.5のチオグリコール
酸ナトリウムを含む水溶液にステンレス鋼を浸漬するこ
とにより、ステンレス鋼表面の酸化スケールを除去す
る。
理などの熱処理によって、その表面に生成付着する金属
酸化物を主成分とする酸化スケールを化学的に除去する
方法に関する。 【解決手段】 pHが4.0〜9.5のチオグリコール
酸ナトリウムを含む水溶液にステンレス鋼を浸漬するこ
とにより、ステンレス鋼表面の酸化スケールを除去す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステンレス鋼を大気中で
の熱間圧延や焼鈍処理などの熱処理によって、その表面
に生成付着する金属酸化物を主成分とする酸化スケール
を化学的に除去する方法に関するものである。
の熱間圧延や焼鈍処理などの熱処理によって、その表面
に生成付着する金属酸化物を主成分とする酸化スケール
を化学的に除去する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼のスケール除去方法とし
て、従来よりアルカリ溶融塩に浸漬し、次いで酸洗する
ソルトバス法が提案されている。(例えば、特開平3−
115591号公報) この方法はステンレス鋼の種類に関わらずスケール除去
性能が優れているといった特徴がある反面アルカリヒュ
ームの飛散が多く、作業性および作業環境が悪い。更
に、溶融塩の粘性が高いため、塩の持ち出しが多く不経
済である。などの問題がある。
て、従来よりアルカリ溶融塩に浸漬し、次いで酸洗する
ソルトバス法が提案されている。(例えば、特開平3−
115591号公報) この方法はステンレス鋼の種類に関わらずスケール除去
性能が優れているといった特徴がある反面アルカリヒュ
ームの飛散が多く、作業性および作業環境が悪い。更
に、溶融塩の粘性が高いため、塩の持ち出しが多く不経
済である。などの問題がある。
【0003】また、近年低温プロセスとして中性塩電解
法が開発され、薄板材に適用されている(特開平5−2
47700号公報、特開平5−263279号公報、特
開平5−39600号公報)。上記の中性塩電解法は、
低温プロセス作業環境が良く、処理速度が速いといった
特徴があるが、多大な設備投資を必要とする。また管形
状の製品には適用できない。更に、フェライト系ステン
レス鋼に対する処理速度が遅い。などの各種問題があ
る。
法が開発され、薄板材に適用されている(特開平5−2
47700号公報、特開平5−263279号公報、特
開平5−39600号公報)。上記の中性塩電解法は、
低温プロセス作業環境が良く、処理速度が速いといった
特徴があるが、多大な設備投資を必要とする。また管形
状の製品には適用できない。更に、フェライト系ステン
レス鋼に対する処理速度が遅い。などの各種問題があ
る。
【0004】更に、中性電解法以外の方法として各種混
酸を利用するものである。この混酸を利用した方法の
内、特開平4−74877号公報は、1種以上のキレー
ト剤と比較的多量の塩素イオン及び/または硫酸イオン
を混合することにより金属表面から金属酸化物を含むス
ケールを溶解除去する方法であるが、これらの方法は炭
素鋼に対しては効果が認められるが、ステンレス鋼表面
の酸化スケール(酸化クロム)に対しては効果がない。
また、塩素イオン及び硫酸イオンを混合するため、これ
らが残留すると使用中に鋼材が腐食しやすくなる。特公
昭55−40670号公報は、ステンレス鋼の表面に粘
性物を塗布する方法であり、脱スケールむらが生じやす
く、スケール除去性能も不十分であるという問題があ
る。
酸を利用するものである。この混酸を利用した方法の
内、特開平4−74877号公報は、1種以上のキレー
ト剤と比較的多量の塩素イオン及び/または硫酸イオン
を混合することにより金属表面から金属酸化物を含むス
ケールを溶解除去する方法であるが、これらの方法は炭
素鋼に対しては効果が認められるが、ステンレス鋼表面
の酸化スケール(酸化クロム)に対しては効果がない。
また、塩素イオン及び硫酸イオンを混合するため、これ
らが残留すると使用中に鋼材が腐食しやすくなる。特公
昭55−40670号公報は、ステンレス鋼の表面に粘
性物を塗布する方法であり、脱スケールむらが生じやす
く、スケール除去性能も不十分であるという問題があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はステンレス鋼
表面のスケール除去方法における上記従来技術の問題点
である作業性、作業環境の改良、更にはソルトバス法や
中性電解法などの特別な設備を不要とし、水溶液中にス
テンレス鋼材を単に浸漬するだけで脱スケールを可能と
し、かつ中性に近い弱酸を使用するので平滑な表面状態
が得られ、とくに鋼管に対して内外面の区別なく均一に
スケール除去ができるので、品質向上効果が大きいスケ
ール除去方法を提供することを第1の目的とする。更に
スケール除去処理を行った後の処理液を再生処理するの
で環境面での改善を第2の目的とする。
表面のスケール除去方法における上記従来技術の問題点
である作業性、作業環境の改良、更にはソルトバス法や
中性電解法などの特別な設備を不要とし、水溶液中にス
テンレス鋼材を単に浸漬するだけで脱スケールを可能と
し、かつ中性に近い弱酸を使用するので平滑な表面状態
が得られ、とくに鋼管に対して内外面の区別なく均一に
スケール除去ができるので、品質向上効果が大きいスケ
ール除去方法を提供することを第1の目的とする。更に
スケール除去処理を行った後の処理液を再生処理するの
で環境面での改善を第2の目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、pHが4.0〜9.5のチオグリコール
酸ナトリウムを含む水溶液にステンレス鋼を浸漬するこ
とにより、ステンレス鋼表面の酸化スケールを除去する
点にあり(請求項1)、また、前記水溶液に浸漬した
後、体積%で硝酸3.0〜5.0%とフッ酸2.0〜
4.0%の混合水溶液に浸漬することにより、ステンレ
ス鋼表面の酸化スケールを除去する点にあり(請求項
2)、更には、前記請求項1のスケール除去処理を行っ
た後の処理液に対し、アルカリ処理でpHを12以上と
することにより、前記処理液中のFe及びCrの金属イ
オンを水酸化物として析出させ、これを濾過等の除去手
段で除去し、再びpHを4.0〜9.5に戻すことによ
り、チオグリコール酸ナトリウム水溶液として再生使用
する点にある(請求項3)。
成するために、pHが4.0〜9.5のチオグリコール
酸ナトリウムを含む水溶液にステンレス鋼を浸漬するこ
とにより、ステンレス鋼表面の酸化スケールを除去する
点にあり(請求項1)、また、前記水溶液に浸漬した
後、体積%で硝酸3.0〜5.0%とフッ酸2.0〜
4.0%の混合水溶液に浸漬することにより、ステンレ
ス鋼表面の酸化スケールを除去する点にあり(請求項
2)、更には、前記請求項1のスケール除去処理を行っ
た後の処理液に対し、アルカリ処理でpHを12以上と
することにより、前記処理液中のFe及びCrの金属イ
オンを水酸化物として析出させ、これを濾過等の除去手
段で除去し、再びpHを4.0〜9.5に戻すことによ
り、チオグリコール酸ナトリウム水溶液として再生使用
する点にある(請求項3)。
【0007】
【作用】本発明のステンレス鋼表面のスケール除去方法
は脱スケールの前処理として、pHが4.0〜9.5の
チオグリコール酸ナトリウム:HS−CH2COONa
(以後STGと省略する)を含む濃度が重量%で30〜
70%の水溶液にステンレス鋼を浸漬するのである。な
お、チオグリコール酸塩としてNa(ソーダ)塩は、ス
ケールの分解性能が高く、Na塩は万一残留しても、ス
テンレスの耐食性に悪影響を及ぼさない。また、pHが
4以下では、ステンレス鋼表面の平滑性が損なわれ、更
にチオグリコール酸特有の悪臭が発生し、人体には影響
ないものの、作業環境を害する。一方、pH9.5以上
ではステンレス鋼表面の酸化スケールを分解する能力が
なくなる。よって、pHは4〜9.5の範囲である必要
がある。
は脱スケールの前処理として、pHが4.0〜9.5の
チオグリコール酸ナトリウム:HS−CH2COONa
(以後STGと省略する)を含む濃度が重量%で30〜
70%の水溶液にステンレス鋼を浸漬するのである。な
お、チオグリコール酸塩としてNa(ソーダ)塩は、ス
ケールの分解性能が高く、Na塩は万一残留しても、ス
テンレスの耐食性に悪影響を及ぼさない。また、pHが
4以下では、ステンレス鋼表面の平滑性が損なわれ、更
にチオグリコール酸特有の悪臭が発生し、人体には影響
ないものの、作業環境を害する。一方、pH9.5以上
ではステンレス鋼表面の酸化スケールを分解する能力が
なくなる。よって、pHは4〜9.5の範囲である必要
がある。
【0008】一方、前記STG水溶液の温度は30〜8
0℃、好ましくは50〜75%を用い、ステンレス鋼表
面の酸化被膜(スケール)である酸化クロム及び/又は
酸化鉄を分解し、次に体積%で硝酸3.0〜5.0%と
フッ酸2.0〜4.0%の混合水溶液(仕上げ処理用混
酸)に浸漬することにより、比較的短時間にスケール除
去を行える。この際、前記STG水溶液の温度は、30
℃以下では処理速度が著しく遅くなり、80℃以上では
水分の揮発が速くなり給水が必要になるので、50〜7
5℃の間が好ましい。仕上げ処理として使用する前記混
酸の濃度とし、体積%で硝酸は3〜5%、フッ酸は2〜
4%が適しており、これより低濃度ではスケール除去性
能が著しく低下し、これより高濃度ではステンレス鋼表
面の平滑度が損なわれる。また、本発明ではスケール除
去の効果を高めるために、アニオン系、カチオン系、非
イオン系等の界面活性剤や還元剤、溶解促進剤等を併用
することもできる。
0℃、好ましくは50〜75%を用い、ステンレス鋼表
面の酸化被膜(スケール)である酸化クロム及び/又は
酸化鉄を分解し、次に体積%で硝酸3.0〜5.0%と
フッ酸2.0〜4.0%の混合水溶液(仕上げ処理用混
酸)に浸漬することにより、比較的短時間にスケール除
去を行える。この際、前記STG水溶液の温度は、30
℃以下では処理速度が著しく遅くなり、80℃以上では
水分の揮発が速くなり給水が必要になるので、50〜7
5℃の間が好ましい。仕上げ処理として使用する前記混
酸の濃度とし、体積%で硝酸は3〜5%、フッ酸は2〜
4%が適しており、これより低濃度ではスケール除去性
能が著しく低下し、これより高濃度ではステンレス鋼表
面の平滑度が損なわれる。また、本発明ではスケール除
去の効果を高めるために、アニオン系、カチオン系、非
イオン系等の界面活性剤や還元剤、溶解促進剤等を併用
することもできる。
【0009】次にスケール除去処理を行った後、使用し
たチオグリコール酸ナトリウム水溶液を苛性ソーダ等で
アルカリ処理(pH>12、特に好ましくはpH12.
5〜13.5)することにより、溶液中の金属イオン
(Fe及びCr)を水酸化物として析出させ、これを濾
過(除去)し、再び酸処理によりpH4.0〜9.5に
戻すことにより、チオグリコール酸ナトリウム水溶液を
再生して使用することも可能である。なお、前記アルカ
リ処理の反応式は、下記の如くである。 M+xNaOH→M(OH)x↓(濾過)+xNa+ (M:Fe3+,Fe2+あるいはCr3+イオン)
たチオグリコール酸ナトリウム水溶液を苛性ソーダ等で
アルカリ処理(pH>12、特に好ましくはpH12.
5〜13.5)することにより、溶液中の金属イオン
(Fe及びCr)を水酸化物として析出させ、これを濾
過(除去)し、再び酸処理によりpH4.0〜9.5に
戻すことにより、チオグリコール酸ナトリウム水溶液を
再生して使用することも可能である。なお、前記アルカ
リ処理の反応式は、下記の如くである。 M+xNaOH→M(OH)x↓(濾過)+xNa+ (M:Fe3+,Fe2+あるいはCr3+イオン)
【0010】
【実施例】以下実施例に基づいて本発明を説明する。代
表的なオーステナイト系ステンレス鋼としてSUS30
4鋼と、代表的フェライト系ステンレス鋼としてSUS
430鋼を、高温大気雰囲気で熱処理して表面に酸化ス
ケールを形成させ、供試材とした。供試材の形状は、い
ずれも外径24.5mm×肉厚1.0mm×長さ100
mmの管状試験片で、SUS304鋼は1050℃×3
0分、SUS430鋼は980℃×30分の標準的な焼
鈍処理を大気雰囲気で施した。
表的なオーステナイト系ステンレス鋼としてSUS30
4鋼と、代表的フェライト系ステンレス鋼としてSUS
430鋼を、高温大気雰囲気で熱処理して表面に酸化ス
ケールを形成させ、供試材とした。供試材の形状は、い
ずれも外径24.5mm×肉厚1.0mm×長さ100
mmの管状試験片で、SUS304鋼は1050℃×3
0分、SUS430鋼は980℃×30分の標準的な焼
鈍処理を大気雰囲気で施した。
【0011】SUS304鋼では管内外面に約0.27
μmの酸化皮膜が生成していた。SUS430鋼では約
0.26μmの酸化皮膜が生成していた。このサンプル
(各5本)を表1および表2に示す条件でスケール除去
処理を行ない、処理後の外観を目視および表面粗さで評
価した。表1はSUS304鋼のスケール除去試験結
果、表2はSUS430鋼の脱スケール試験結果を示
す。
μmの酸化皮膜が生成していた。SUS430鋼では約
0.26μmの酸化皮膜が生成していた。このサンプル
(各5本)を表1および表2に示す条件でスケール除去
処理を行ない、処理後の外観を目視および表面粗さで評
価した。表1はSUS304鋼のスケール除去試験結
果、表2はSUS430鋼の脱スケール試験結果を示
す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】スケール除去評価基準として5段階で評価
し、◎:完全に除去(除去率100%)、○:ほとんど
除去(除去率>80%)、△:一部除去(除去率50〜
80%)、▲:一部除去(除去率10〜50%)、×:
効果なし(除去率<10%)と表示した。表面粗度は2
段階で評価し、表面粗さが10μm未満を平滑、表面粗
さが10μ以上を粗いと表示した。本発明方法でスケー
ル除去処理した供試材No.1〜9は、SUS304
鋼、SUS430鋼いずれも全表面金属光沢でくもりが
なく、完全にスケールが除去されたと判断された。また
表面粗さはいずれも10μm未満で平滑であった。
し、◎:完全に除去(除去率100%)、○:ほとんど
除去(除去率>80%)、△:一部除去(除去率50〜
80%)、▲:一部除去(除去率10〜50%)、×:
効果なし(除去率<10%)と表示した。表面粗度は2
段階で評価し、表面粗さが10μm未満を平滑、表面粗
さが10μ以上を粗いと表示した。本発明方法でスケー
ル除去処理した供試材No.1〜9は、SUS304
鋼、SUS430鋼いずれも全表面金属光沢でくもりが
なく、完全にスケールが除去されたと判断された。また
表面粗さはいずれも10μm未満で平滑であった。
【0015】供試材No.7〜9は供試材No.3の処
理を3回繰り返した後、NaOHによりアルカリ処理し
てFeおよびCrイオンを除去したSTGを使用した結
果であり、再生処理液はスケール除去性能が低下してい
ないことが確認された。一方、比較例(1)は本発明で
規定した範囲外で処理した場合の試験結果を示す。供試
材No.10に示すようにSTG処理をせずに、硝フッ
酸の処理だけを行うとスケールの除去はできるが、表面
粗度が粗くなる。また供試材No.11に示すように、
STGのpHが4より低い強酸側で前処理すると、光沢
がなくなり、表面粗度が粗くなる。またSTGが強アル
カリ側(pH>9.5)では供試材No.12,No.
13に示すように、STGの効果が小さくなる。特に表
1に示すSUS304鋼で性能低下が大きい。
理を3回繰り返した後、NaOHによりアルカリ処理し
てFeおよびCrイオンを除去したSTGを使用した結
果であり、再生処理液はスケール除去性能が低下してい
ないことが確認された。一方、比較例(1)は本発明で
規定した範囲外で処理した場合の試験結果を示す。供試
材No.10に示すようにSTG処理をせずに、硝フッ
酸の処理だけを行うとスケールの除去はできるが、表面
粗度が粗くなる。また供試材No.11に示すように、
STGのpHが4より低い強酸側で前処理すると、光沢
がなくなり、表面粗度が粗くなる。またSTGが強アル
カリ側(pH>9.5)では供試材No.12,No.
13に示すように、STGの効果が小さくなる。特に表
1に示すSUS304鋼で性能低下が大きい。
【0016】比較例(2)は再生STGを本発明で規定
した範囲外のpHで適用した場合の効果であり、pHが
低い場合も、pHが高い場合も脱スケール性能が劣り、
表面粗度も粗い。比較例(3)は従来提案されている方
法を踏襲した結果であり、供試材No.16は特開平4
−74877号公報に準拠してチオグリコール酸+Na
Clを用いて処理した結果であり、スケール除去性能は
認められるものの、不十分であった。特にClイオンを
使用しているので、表面にピッティング状の腐食がSU
S430鋼で認められた。
した範囲外のpHで適用した場合の効果であり、pHが
低い場合も、pHが高い場合も脱スケール性能が劣り、
表面粗度も粗い。比較例(3)は従来提案されている方
法を踏襲した結果であり、供試材No.16は特開平4
−74877号公報に準拠してチオグリコール酸+Na
Clを用いて処理した結果であり、スケール除去性能は
認められるものの、不十分であった。特にClイオンを
使用しているので、表面にピッティング状の腐食がSU
S430鋼で認められた。
【0017】供試材No.17は特公昭55−4067
0号公報に準拠して、チオグリコール酸+マグネシウム
塩で処理した結果である。スケール除去性能は本発明よ
りも劣っており、特に表面にムラが認められた。
0号公報に準拠して、チオグリコール酸+マグネシウム
塩で処理した結果である。スケール除去性能は本発明よ
りも劣っており、特に表面にムラが認められた。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
ソルトバス法や中性塩電解法などの特別な設備を利用す
ることなく、水溶液中にステンレス鋼材を単に浸漬する
だけでスケール除去が可能であり、その経済的効果は非
常に大きい。また、中性に近い弱酸を使用するので平滑
な表面状態が得られ、特に鋼管に対しては内外面の区別
なく均一にスケール除去できるので、品質向上効果が極
めて大きい。更に、スケール除去処理を行った後の処理
液を再生処理が可能なので、酸処理など環境面での改善
効果が期待できる。
ソルトバス法や中性塩電解法などの特別な設備を利用す
ることなく、水溶液中にステンレス鋼材を単に浸漬する
だけでスケール除去が可能であり、その経済的効果は非
常に大きい。また、中性に近い弱酸を使用するので平滑
な表面状態が得られ、特に鋼管に対しては内外面の区別
なく均一にスケール除去できるので、品質向上効果が極
めて大きい。更に、スケール除去処理を行った後の処理
液を再生処理が可能なので、酸処理など環境面での改善
効果が期待できる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年4月20日(2000.4.2
0)
0)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【表1】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 勝洋 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 神鋼特殊鋼管株式会社内 (72)発明者 和知 都司雄 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社内 (72)発明者 宮田 勝治 大阪府堺市戎島町5丁1番地 堺化学工業 株式会社内 Fターム(参考) 3B201 AA08 AB01 BB05 BB92 BB96 CB15 CC21 CD22 4K053 PA03 QA01 RA16 RA17 RA25 RA54 SA06 TA02 TA04 TA16 XA11 YA07
Claims (3)
- 【請求項1】 pHが4.0〜9.5のチオグリコール
酸ナトリウムを含む水溶液にステンレス鋼を浸漬するこ
とにより、ステンレス鋼表面の酸化スケールを除去する
ことを特徴とするステンレス鋼表面のスケール除去方
法。 - 【請求項2】 ステンレス鋼を請求項1に記載の水溶液
に浸漬した後、体積%で硝酸3.0〜5.0%とフッ酸
2.0〜4.0の混合水溶液に浸漬することにより、ス
テンレス鋼表面の酸化スケールを除去することを特徴と
するステンレス鋼表面のスケール除去方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の脱スケール処理を行った
後の処理液に対しアルカリ処理でpHを12以上にする
ことにより、前記処理液中のFeおよびCrの金属イオ
ンを水酸化物として析出させ、これを濾過等の除去手段
で除去し、再びpHを4.0〜9.5に戻すことによ
り、チオグリコール酸ナトリウム水溶液として再生し、
これを使用することを特徴とするステンレス鋼表面のス
ケール除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000049547A JP2001234372A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | ステンレス鋼表面のスケール除去方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000049547A JP2001234372A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | ステンレス鋼表面のスケール除去方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001234372A true JP2001234372A (ja) | 2001-08-31 |
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---|---|---|---|
JP2000049547A Pending JP2001234372A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | ステンレス鋼表面のスケール除去方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2001234372A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008266742A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Showa Co Ltd | 金属表面の洗浄剤及びそれを用いた洗浄方法 |
JP4540738B1 (ja) * | 2009-09-07 | 2010-09-08 | 佐々木化学薬品株式会社 | 水性錆除去剤の再生方法 |
CN115103933A (zh) * | 2020-02-19 | 2022-09-23 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢的脱氧化皮液及不锈钢的脱氧化皮方法 |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000049547A patent/JP2001234372A/ja active Pending
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JP2011058017A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Sasaki Chemical Co Ltd | 水性錆除去剤の再生方法 |
CN102011130A (zh) * | 2009-09-07 | 2011-04-13 | 佐佐木化学药品株式会社 | 水性除锈剂的再生方法 |
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