CN103993222A - 冷轧钢板及其制备方法和热镀锌钢板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧钢板的制备方法,该方法包括:将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火,其中,所述板坯的组成为:C:0.001-0.006重量%,Si:0.01-0.05重量%,Mn:0.4-0.9重量%,P:0.05-0.1重量%,S:≤0.03重量%,Al:0.01-0.08重量%,Fe:98.83-99.53重量%,余量为不可避免杂质。本发明还公开了由上述方法制备的冷轧钢板,以及一种热镀锌钢板及其制备方法。本发明可以低成本地获得ReL为250-300MPa,Rm≥360MPa,A80≥36%,r90≥1.5,n90≥0.2,BH2≥35MPa且表面质量良好的热镀锌钢板。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷轧钢板及其制备方法,以及由该冷轧钢板制得的热镀锌钢板及其制备方法。
背景技术
随着汽车行业的不断发展,对于车身所需的冷轧钢板的强度和成型性性能要求越来越高,其中,烘烤硬化冷轧钢板具有接近软钢的强度,并且具有优异的成型性能。
CN101230437A公开了一种合金化热镀锌烘烤硬化钢板及其制造方法,该方法包括将重量百分比为:C:0.0015-0.0025%,Si:≤0.030%,Mn:0.50-0.60%,P:0.05-0.06%,Al:0.03-0.055%,Nb:0.004-0.015%,S≤0.015%,N≤0.003%,其余为Fe的钢板制成合金化热镀锌烘烤硬化钢板。其制造工艺包括热轧、冷轧、退火。成品屈服强度230MPa左右,抗拉强度350MPa左右,伸长率42.0%左右,BH2值30-52MPa。然而,该方法中仍然需要Nb等较贵重的金属,成本较高,且所得的钢板并不能获得较高的强度和成型性能且表面质量好的镀锌钢板。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的镀锌钢板中存在的成本高、难以获得较高强度和成型性能以及较高表面质量的镀锌钢板的缺陷,提供一种成本较低、且强度、成型性能较好以及表面质量较好的热镀锌钢板及其制备方法,以及用于制备本发明的镀锌钢板的冷轧钢板及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明提供一种冷轧钢板的制备方法,该方法包括:将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火,其中,
所述板坯的组成为:C:0.001-0.006重量%,Si:0.01-0.05重量%,Mn:0.4-0.9重量%,P:0.05-0.1重量%,S:≤0.03重量%,Al:0.01-0.08重量%,Fe:98.83-99.53重量%,余量为不可避免杂质。
本发明还提供由上述方法制得的冷轧钢板。
本发明还提供一种热镀锌钢板的制备方法,其中,该方法包括将上述的冷轧钢板经过热浸镀锌附着上镀锌层。
本发明还提供由上述热镀锌钢板的制备方法制得的热镀锌钢板。
通过上述技术方案,本发明可以低成本地,获得一种具有成品力学性能达到屈服强ReL为250-300MPa、抗拉强度Rm≥360MPa、断后伸长率A80≥36%、塑性应变比r90≥1.5、加工硬化指数n90≥0.2、烘烤硬化值BH2≥35MPa、表面质量特征为FB级以上、显微组织为100%的铁素体组织、铁素体晶粒度为7.5级以上且铁素体晶粒尺寸为14-20μm的热镀锌钢板,具有优良的市场前景。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是实施例1制得的热镀锌钢板的显微组织照片。
图2是实施例2制得的热镀锌钢板的显微组织照片。
图3是实施例3制得的热镀锌钢板的显微组织照片。
图4是实施例4制得的热镀锌钢板的显微组织照片。
图5是对比例1制得的热镀锌钢板的显微组织照片。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
本发明提供的冷轧钢板的制备方法包括:将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火,其中,
所述板坯的组成为:C:0.001-0.006重量%,Si:0.01-0.05重量%,Mn:0.4-0.9重量%,P:0.05-0.1重量%,S:≤0.03重量%,Al:0.01-0.08重量%,Fe:98.83-99.53重量%,余量为不可避免杂质。
在本发明中,尽管当板坯的组成在上述范围内时就可以获得较好强度和较优良的成形性能的冷轧钢板以及由该冷轧钢板制得较好的表面质量的热镀锌钢板,但是为了获得增强所获得的冷轧钢板和热镀锌钢板的性能,优选情况下,所述板坯的组成为:C:0.001-0.004重量%,Si:0.015-0.045重量%,Mn:0.45-0.75重量%,P:0.055-0.09重量%,S:0.01-0.025重量%,Al:0.02-0.07重量%,Fe:99-99.45重量%,余量为不可避免杂质。更优选地,所述板坯的组成为:C:0.002-0.005重量%,Si:0.02-0.04重量%,Mn:0.47-0.71重量%,P:0.055-0.09重量%,S:0.01-0.025重量%,Al:0.034-0.067重量%,Fe:99-99.41重量%,余量为不可避免杂质。
在本发明中,考虑钢质纯净度和产品的综合性能,所述板坯中的碳含量需要控制在上述范围内,如果碳(C)含量超过0.006重量%,则钢板的塑性降低,成形性能恶化;再者,硅(Si)的含量需要控制在比较低的范围;锰(Mn)可以增加所述板坯的强度,并且可以与硫(S)结合成MnS,同时防止因FeS所造成的热裂纹,但是Mn含量过高,会影响钢的焊接性能,因此,需要将Mn的含量控制在上述范围内。此外,磷(P)作为强化元素,需要添加至上述范围内。考虑到炼钢工序的经济性和钙处理的效果,将S控制在≤0.03重量%的范围下。铝(Al)主要是作为脱氧元素而添加的,要实现完全脱氧,其含量要求在0.01重量%以上,但过高的铝将影响钢的焊接性能以及镀层附着力并且不经济,因此,Al含量选择为0.01-0.08重量%为宜。
所述板坯可以采用本领域的公知的制备连铸坯的方法进行制备,例如可以通过高炉炼铁、铁水预处理、转炉冶炼、钢包内脱氧、合金化炉后精炼、LF电加热、RH真空处理以及板坯连铸后获得所述连铸坯。其具体制备的条件为本领域所公知。
根据本发明,优选情况下,所述热轧包括粗轧和精轧。
优选地,所述粗轧的开扎温度为1160-1250℃,更优选为1180-1230℃,最优选为1182-1204℃。优选地,所述粗轧的终轧温度为1030-1190℃,更优选为1053-1175℃。另外,为了达到热轧的粗轧所需要的起始温度,可以在粗轧前先将连铸坯在加热机中进行加热,加热至连铸坯进行粗轧时所需的温度。
优选地,所述粗轧后的中间板坯的厚度为32-37mm,更优选为32.5-36mm,最优选为33-33.7mm。
优选地,所述精轧的开扎温度960-1040℃,更优选为978-1020℃,最优选为980-1018℃。优选地,所述精轧的终轧温度为890-950℃,更优选为900-940℃,最优选为903-926℃。
优选地,所述精轧后的中间板坯的厚度为2-5mm,更优选为3-4.5mm,最优选为3-4mm。
根据本发明,在经过所述精轧后优选采用两次冷却进行冷却,优选情况下,在所述精轧之后且在卷取之前,先以60-90℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至730-850℃,再以10-30℃/s的冷却速度冷却至卷取的温度。更优选地,在所述精轧之后且在卷取之前,先以65-85℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至750-810℃,再以15-25℃/s的冷却速度冷却至卷取的温度。最优选地,先以65-83℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至763-805℃,再以20-24℃/s的冷却速度冷却至卷取的温度。
根据本发明,优选情况下,所述冷却通过层流水进行或先以层流水以较快的冷却速度冷却,再以空气以较慢的冷却速度冷却。
根据本发明,优选情况下,所述卷取的温度为650-730℃,更优选为670-720℃,最优选为675-718℃。
根据本发明,优选情况下,所述冷轧的压下率为55-74%,更优选为60-72%。
根据本发明,优选情况下,所述退火的条件包括:温度为810-860℃,时间为40-70s。更优选地,所述退火的条件包括:温度为832-858℃,时间为48-56s。
本发明中为了获得表面质量更为优越的热镀锌钢板,优选在退火前对所得的冷轧钢板进行清洗。所述清洗可以采用本领域常规的钢板的清洗方法,例如碱洗和电解清洗,其目的是为了去除冷轧钢板表面的油污、氧化铁皮、铁粉等影响钢板表面质量的杂质。优选地,所述碱洗的条件优选包括:清洗液的游离碱度为60-90Pt,温度为65-80℃,时间为40-70s。更优选地,所述碱洗的条件优选包括:清洗液的游离碱度为72-83Pt,温度为73-78℃,时间为45-65s。优选地,所述电解清洗的条件优选包括:清洗液的游离碱度为65-85Pt,温度为70-90℃,电流为6500-7500A,时间为45-75s。更优选地,所述电解清洗的条件优选包括:清洗液的游离碱度为80-83Pt,温度为75-87℃,电流为6900-7300A,时间为50-70s。
本发明还提供由上述制备方法制得的冷轧钢板。
本发明还提供一种热镀锌钢板的制备方法,其中,该方法包括将上述冷轧钢板经过热浸镀锌附着上镀锌层。
根据本发明,所述热浸镀锌可以采用连续式热浸镀法,也可以采用间歇式热浸镀法,但为了提高生产率和成材率,本发明优选采用连续式热浸镀法。本发明优选所述热浸镀锌的条件包括:锌锅的温度为430-480℃,更优选为455-465℃。
本发明对热镀锌钢板的锌镀层的量并无特别的限定,可以根据具体的对镀锌钢板的要求进行调整,优选地,每平方米所述热镀锌钢板上,所述镀锌层的重量为80-120g,这里的每平方米所述热镀锌钢板上的镀锌层是指镀锌钢板的正反两面的镀锌层。
根据本发明,所述制备方法还包括对从锌锅中取出来的钢板上的锌熔体进行吹扫,使得钢板上的锌镀层分布得更加均匀,优选采用气刀进行吹扫。所述气刀吹扫的条件优选包括:压力12-25KPa,高度为260-350mm,距钢板的垂直距离为22-30mm。
根据本发明,所述制备方法还包括对吹扫后的热镀锌钢板进行光整和拉矫,所述光整和拉矫可以采用本领域常规的方法,优选地,所述光整延伸率为0.1-0.3%。优选地,所述拉矫延伸率为0.1-0.5%。
根据本发明,所述热镀锌钢板的制备方法通常还包括对所得的钢板进行钝化,本发明优选采用无铬钝化。对所述钝化的方法并没有特别限定,可以为本领域常规的钝化方法。优选地,所述钝化为采用环保无铬钝化液,通过辊涂方式对带钢进行表面处理,所述钝化的条件包括:辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比为120:(55-70),优选为120:65;上辊辊压为55-120daN;下辊辊压为65-130daN。该条件下,可以保证膜厚均匀稳定,并无明显色差。
本发明还提供由上述方法制得的热镀锌钢板。
通过本发明的方法,可以低成本地制得所述热镀锌钢板,本发明的热镀锌钢板具有的屈服强度ReL为250-300MPa,优选为260-290MPa;抗拉强度Rm≥360MPa,优选为360-420MPa;断后伸长率A80≥36%,优选为37.0-42.0%;塑性应变比r90≥1.5,优选为1.6-2.3;加工硬化指数n90≥0.2,优选为0.20-0.25;烘烤硬化值BH2≥35MPa,优选为40-80MPa。具有的表面质量特征为FB级以上,优选为FC级。且显微组织为100%的铁素体组织,铁素体晶粒度为7.5级以上优选8-9级,铁素体晶粒尺寸为14-20μm,且成本较低,具有优良的市场前景。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中,屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A80的测试方法按照GBT228-2002金属材料室温拉伸试验方法进行;塑性应变比r90的测试方法按照GBT5027-2007金属材料薄板和薄带塑性应变比(r值)的测定方法进行;加工硬化指数n90的测试方法按照GBT5028-2008金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)试验方法进行;烘烤硬化值(BH2)的测试方法按照GBT20564.1-2007汽车用高强度冷连轧钢板及钢带的第1部分烘烤硬化钢试验方法进行;采用GB/T2518-2008中规定的方法对热镀锌钢板的表面质量特征进行判定。
实施例1
本实施例用于说明本发明的冷轧钢板及其制备方法和热镀锌钢板及其制备方法。
在转炉冶炼、经LF炉Ca处理、RH脱碳和连铸获得本发明的板坯,其组成成分见表1。将该板坯加热至1182℃进行粗轧,粗轧的终轧温度为1053℃,粗轧后的中间板坯的厚度为33.0mm,将粗轧后的中间板坯通过热卷箱卷取,然后进行精轧,精轧的开扎温度为978℃,精轧的终轧温度为903℃,精轧后的中间板坯的厚度为3mm;随后以75℃/s的冷速冷却到781℃,再以20℃/s的冷速冷却到675℃进行卷取;再在冷轧机上以68%的压下率,将其冷轧至1.2mm的厚度。然后将该冷轧钢板进行碱洗和电解清洗,碱洗条件为:游离碱度控制在75Pt,温度为78℃,时间为55s;电解清洗的条件为:游离碱度控制在80Pt,温度为75℃,电解电流控制在7000A,时间为60s。然后在832℃下退火55s,再进入460℃的锌锅。钢板出锌锅后进行气刀吹扫,气刀吹扫的条件为:压力20KPa,高度为290mm,距钢板的垂直距离为28mm。再进行光整、拉矫和无铬钝化,其中,光整延伸率控制在0.15%;拉矫延伸率0.42%;钝化的条件包括:辊涂机通过蘸液辊将环保型无铬钝化液传递到涂敷辊,再通过涂敷辊转动均匀涂在钢板表面。辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比120:65,上辊辊压为85daN,下辊辊压为100daN。由此得到热镀锌钢板见图1所示,其中,相对于每平方米的冷轧钢板,所述锌镀层的重量为100g(两面锌镀层)。所得热镀锌钢板的屈服强ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A80、塑性应变比r90、加工硬化指数n90、烘烤硬化值BH2和表面质量特征的测定结果见表2,其显微组织的照片分别见图1。
实施例2
本实施例用于说明本发明的冷轧钢板及其制备方法和热镀锌钢板及其制备方法。
在转炉冶炼、经LF炉Ca处理、RH脱碳和连铸获得本发明的板坯,其组成成分见表1。将该板坯加热至1195℃进行粗轧,粗轧的终轧温度为1082℃,粗轧后的中间板坯的厚度为33.4mm,将粗轧后的中间板坯通过热卷箱卷取,然后进行精轧,精轧的开扎温度为1005℃,精轧的终轧温度为919℃,精轧后的中间板坯的厚度为3.75mm;随后以65℃/s的冷速冷却到763℃,再以24℃/s的冷速冷却到692℃进行卷取;再在冷轧机上以68%的压下率,将其冷轧至1.2mm的厚度。然后将该冷轧钢板进行碱洗和电解清洗,碱洗条件为:游离碱度控制在83Pt,温度为78℃,时间为45s;电解清洗的条件为:游离碱度控制在80Pt,温度为85℃,电解电流控制在7300A,时间为70s。然后在858℃下退火52s,再进入455℃的锌锅。钢板出锌锅后进行气刀吹扫,气刀吹扫的条件为:压力23KPa,高度为280mm,距钢板的垂直距离为25mm。再进行光整、拉矫和无铬钝化,其中,光整延伸率控制在0.18%;拉矫延伸率0.35%;钝化的条件包括:辊涂机通过蘸液辊将环保型无铬钝化液传递到涂敷辊,再通过涂敷辊转动均匀涂在钢板表面。辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比120:65,上辊辊压为90daN,下辊辊压为95daN。由此得到热镀锌钢板见图2所示,其中,相对于每平方米的冷轧钢板,所述锌镀层的重量为90g(两面锌镀层)。所得热镀锌钢板的屈服强ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A80、塑性应变比r90、加工硬化指数n90、烘烤硬化值BH2和表面质量特征的测定结果见表2,其显微组织的照片分别见图2。
实施例3
本实施例用于说明本发明的冷轧钢板及其制备方法和热镀锌钢板及其制备方法。
在转炉冶炼、经LF炉Ca处理、RH脱碳和连铸获得本发明的板坯,其组成成分见表1。将该板坯加热至1204℃进行粗轧,粗轧的终轧温度为1175℃,粗轧后的中间板坯的厚度为33.7mm,将粗轧后的中间板坯通过热卷箱卷取,然后进行精轧,精轧的开扎温度为1018℃,精轧的终轧温度为926℃,精轧后的中间板坯的厚度为4mm;随后以83℃/s的冷速冷却到805℃,再以22℃/s的冷速冷却到713℃进行卷取;再在冷轧机上以68%的压下率,将其冷轧至1.2mm的厚度。然后将该冷轧钢板进行碱洗和电解清洗,碱洗条件为:游离碱度控制在72Pt,温度为73℃,时间为60s;电解清洗的条件为:游离碱度控制在83Pt,温度为87℃,电解电流控制在6900A,时间为50s。然后在845℃下退火48s,再进入465℃的锌锅。钢板出锌锅后进行气刀吹扫,气刀吹扫的条件为:压力15KPa,高度为320mm,距钢板的垂直距离为28mm。再进行光整、拉矫和无铬钝化,其中,光整延伸率控制在0.17%;拉矫延伸率0.40%;钝化的条件包括:辊涂机通过蘸液辊将环保型无铬钝化液传递到涂敷辊,再通过涂敷辊转动均匀涂在钢板表面。辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比120:65,上辊辊压为75daN,下辊辊压为78daN。由此得到热镀锌钢板见图3所示,其中,相对于每平方米的冷轧钢板,所述锌镀层的重量为115g(两面锌镀层)。所得热镀锌钢板的屈服强ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A80、塑性应变比r90、加工硬化指数n90、烘烤硬化值BH2和表面质量特征的测定结果见表2,其显微组织的照片分别见图3。
实施例4
本实施例用于说明本发明的冷轧钢板及其制备方法和热镀锌钢板及其制备方法。
在转炉冶炼、经LF炉Ca处理、RH脱碳和连铸获得本发明的板坯,其组成成分见表1。将该板坯加热至1182℃进行粗轧,粗轧的终轧温度为1053℃,粗轧后的中间板坯的厚度为33.5mm,将粗轧后的中间板坯通过热卷箱卷取,然后进行精轧,精轧的开扎温度为985℃,精轧的终轧温度为903℃,精轧后的中间板坯的厚度为3.2mm;随后以65℃/s的冷速冷却到795℃,再以23℃/s的冷速冷却到718℃进行卷取;再在冷轧机上以68%的压下率,将其冷轧至1.2mm的厚度。然后将该冷轧钢板进行碱洗和电解清洗,碱洗条件为:游离碱度控制在77Pt,温度为78℃,时间为65s;电解清洗的条件为:游离碱度控制在82t,温度为76℃,电解电流控制在7000A,时间为55s。然后在835℃下退火56s,再进入460℃的锌锅。钢板出锌锅后进行气刀吹扫,气刀吹扫的条件为:压力22KPa,高度为285mm,距钢板的垂直距离为27mm。再进行光整、拉矫和无铬钝化,其中,光整延伸率控制在0.18%;拉矫延伸率0.40%;钝化的条件包括:辊涂机通过蘸液辊将环保型无铬钝化液传递到涂敷辊,再通过涂敷辊转动均匀涂在钢板表面。辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比120:65,上辊辊压为85daN,下辊辊压为103daN。
由此得到热镀锌钢板见图1所示,其中,相对于每平方米的冷轧钢板,所述锌镀层的重量为100g(两面锌镀层)。所得热镀锌钢板的屈服强ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A80、塑性应变比r90、加工硬化指数n90、烘烤硬化值BH2和表面质量特征的测定结果见表2,其显微组织的照片分别见图4。
对比例1
根据实施例1的方法,所不同的是,板坯的组成成分不同,具体见表1所示,所得热镀锌钢板的屈服强ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A80、塑性应变比r90、加工硬化指数n90、烘烤硬化值BH2和表面质量特征的测定结果见表2,其显微组织的照片分别见图5。
表1
表2
通过表1和2中的数据可以看出,采用本发明的制备方法,可以低成本地获得具有成品力学性能达到屈服强ReL为250-300MPa,抗拉强度Rm≥360MPa,断后伸长率A80≥36%,塑性应变比r90≥1.5,加工硬化指数n90≥0.2,烘烤硬化值BH2≥35MPa且表面质量特征为FB级以上的热镀锌钢板。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (12)
1.一种冷轧钢板的制备方法,该方法包括:将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火,其特征在于,
所述板坯的组成为:C:0.001-0.006重量%,Si:0.01-0.05重量%,Mn:0.4-0.9重量%,P:0.05-0.1重量%,S:≤0.03重量%,Al:0.01-0.08重量%,Fe:98.83-99.53重量%,余量为不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述板坯的组成为:C:0.001-0.004重量%,Si:0.015-0.045重量%,Mn:0.45-0.75重量%,P:0.055-0.09重量%,S:0.01-0.025重量%,Al:0.02-0.07重量%,Fe:99-99.45重量%,余量为不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述热轧包括粗轧和精轧,所述粗轧的开扎温度为1160-1250℃,所述粗轧的终轧温度为1030-1190℃;所述精轧的开扎温度960-1040℃,所述精轧的终轧温度为890-950℃。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述精轧后的中间板坯的厚度为2-5mm。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述精轧之后且在卷取之前,先以60-90℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至730-850℃,再以10-30℃/s的冷却速度冷却至卷取的温度;优选地,在所述精轧之后且在卷取之前,先以65-85℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至750-810℃,再以15-25℃/s的冷却速度冷却至卷取的温度。
6.根据权利要求1或5所述的方法,其中,所述卷取的温度为650-730℃,优选为670-720℃。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述冷轧的压下率为55-74%,优选为60-72%。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述退火的条件包括:温度为810-860℃,时间为40-70s。
9.由权利要求1-8中任意一项所述的方法制得的冷轧钢板。
10.一种热镀锌钢板的制备方法,其特征在于,该方法包括将权利要求9所述的冷轧钢板经过热浸镀锌附着上镀锌层。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其中,每平方米所述热镀锌钢板上,所述镀锌层的重量为80-120g。
12.由权利要求10或11所述的制备方法制得的热镀锌钢板。
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