CN111270184A - 一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热镀技术领域,具体涉及一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法,所述铝锌镁镀层钢板包括钢板基材以及位于所述钢板基材表面的铝锌镁镀层,按质量百分比计,所述铝锌镁镀层包含:Al 51‑55%、Mg 1.2‑1.6%、Si≤0.2%、Re 0.02‑0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质;所述制备方法包括调整主锅中的锌液的成分,得到铝锌镁镀液;将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,得到所述铝锌镁镀层钢板。本发明通过大量优化筛选试验,在铝锌镀液的基础上,对所使用的镀液的成分和相关工艺参数进行了调整,减少了铝锌镁镀层钢板的废品产出,所得到的铝锌镁镀层钢板具有高的耐腐蚀性,所得到的铝锌镁镀层与钢板基材的结合强度高,不易剥落,可适应恶劣的工作环境。
Description
技术领域
本发明属于热镀技术领域,具体涉及一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法。
背景技术
随着钢铁材料和涂镀技术的发展,人们对钢材表面的涂镀性能的要求越来越高,而传统的纯锌镀层早已不能满足使用需求。近年来,高耐蚀的镀铝锌、镀铝锌镁钢板渐渐的成为了行业内的发展重点。尤其是铝锌镁钢板,其具有高耐腐蚀性和端口耐蚀保护性,而且耐磨性好,镀层组织细密,镀层与基材的结合强度高,能够适应恶劣的工作环境,主要应用于光能光伏产业、高铁、家电制造、装备制造等领域。
目前,国内只有少数企业在生产铝锌镁钢板,且大都处于试制阶段,尚未有大批量生产。但是目前的铝锌镁钢板的表面锌花不均匀,耐腐蚀性达不到强度要求,镀层与基材的结合强度过低易脱落,远不能满足行业需求。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法。本发明通过大量实验和筛选,在铝锌镀液的基础上,对所使用的镀液的成分和相关工艺参数进行了调整,减少了铝锌镁镀层钢板的废品产出,所得到的铝锌镁镀层钢板具有高耐腐蚀性,所述镀层与钢板基材的结合强度高,不易剥落,可适应恶劣的工作环境。
用于实现上述目的的技术方案如下:
本发明提供一种铝锌镁镀层钢板,包括:钢板基材以及位于所述钢板基材表面的铝锌镁镀层,其特征在于,按质量百分比计,所述铝锌镁镀层包含:Al 51-55%、Mg 1.2-1.6%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质。
在一个实施方式中,本发明所述的铝锌镁镀层钢板中,按质量百分比计,所述铝锌镁镀层包含:Al 51-54%、Mg 1.3-1.5%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述铝锌镁镀层包含:Al 52%、Mg 1.5%、Si≤0.1%、Re 0.04%,余量为锌和其它不可避免的杂质。
本发明所述铝锌镁镀层钢板中的所述合金成分得到的钢板表面质量较好,且镀液不易结渣,有利于降低成本。
本发明还提供本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,包括以下步骤:调整主锅中的锌液的成分,得到铝锌镁镀液;将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,得到所述铝锌镁镀层钢板;
其中,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 51-55%、Mg 1.2-1.6%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 51-54%、Mg 1.3-1.5%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 52%、Mg 1.5%、Si≤0.1%、Re 0.04%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,所述制备方法还包括采用钝化液(购自上海兴赛尔表面材料有限公司)对所述铝锌镁镀层钢板进行钝化的步骤。
在一个实施方式中,本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法中,所述调整主锅中的锌液的成分,得到铝锌镁镀液,包括:将主锅中的部分锌液抽出,后向所述主锅中剩余的锌液中添加含镁合金锭(购自靖江新舟合金材料有限公司),熔融,搅拌,后静置,得到所述铝锌镁镀液;
优选地,所述主锅中剩余的锌液与所述含镁合金锭的质量比例为(77~82):(18~23);优选78.6:21.4;
优选地,所述熔融的时间为20~24h。
在一个实施方式中,本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法中,按质量百分比计,所述主锅中剩余的锌液包含:Al 53-55%、Si≤0.2%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述含镁合金锭包含:Al 45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
在一个实施方式中,本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法中,所述主锅连接有加热炉;
优选地,所述调整主锅中的锌液成分的过程中,所述主锅的温度为593~597℃;
优选地,所述将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀的过程中,所述带钢基材的入锅温度为530~555℃;
优选地,所述将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀的过程中,所述主锅的温度为590~595℃;
优选地,所述带钢基材为冷轧后的带钢基材。
在一个实施方式中,本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法中,所述搅拌设备为锌液泵;
优选地,所述静置时间为18~24h;
优选地,所述静置后还包括去除浮渣的步骤。
在一个实施方式中,本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法中,所述加热炉的炉鼻子内露点为-40℃;
优选地,所述加热炉的炉鼻子含氧量≤10ppm。
在一个实施方式中,本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法中,所述将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀的过程中,使用气刀来吹扫镀层;
优选地,所述气刀的高度为120~300mm;
优选地,所述气刀的上气刀角度为-3.0,所述气刀的下气刀角度为-3.1;
优选地,所述气刀的风压为100mba。
本发明还提供本发明所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法制备得到的铝锌镁镀层钢板。
本发明所述铝锌镁镀层的各成分之间达到平衡,使所述镀液结渣量少,有利于降低成本;本发明所述铝锌镁镀层钢板的表面质量更好。
本发明所述铝锌镁镀层钢板的制备过程中,各个相关工艺参数均是通过大量试验优化平衡所得,有利于提高所述铝锌镁镀层的表面质量,控制带钢基材表面的镀层厚度,减少常见缺陷的产生。
本发明所述铝锌镁镀层钢板的制备方法,是在在镀铝锌镀液的基础上得到的铝锌镁镀层钢板。本发明通过大量试验获得了本发明所述的铝锌镁镀液成分和相关工艺参数,节约了资源,更重要的是得到的铝锌镁镀层钢板表面的锌花均匀性好,耐腐蚀性更强,镀层与钢板基材的结合强度更高,不易脱落,满足客户需求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等,如无特殊说明,均为市售购买产品。
实施例1:本发明所述铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出21.4吨锌液,剩余78.6吨锌液,抽锌时间为22小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 53、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向主锅中剩余的锌液中加入21.4吨含镁合金锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为593℃,熔融20小时,然后使用锌液泵对铝锌镁镀液进行搅拌,再静置18小时后去除浮渣,得到均匀的所述铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,该铝锌镁镀液包含:Al 52%、Mg1.5%、Si≤0.1%、Re 0.04%,余量为锌和其它不可避免的杂质;所述含镁合金锭包含:Al45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为530℃,主锅的温度为590℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-40℃,含氧量为10ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为120mm,气刀的上气刀角度为-3.0,气刀的下气刀角度为-3.1,气刀的风压为100mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
(4)在钝化区采用钝化液来钝化所述铝锌镁镀层钢板,检验合格后卷取包装。
实施例2:本发明所述铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出23吨锌液,剩余77吨锌液,抽锌时间为24小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 53、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向步骤(1)抽出的锌液中加入23吨含镁合金锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为597℃,熔融24小时,然后使用锌液泵对铝锌镁镀液进行搅拌,再静置24小时后去除浮渣,得到均匀的所述铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,该铝锌镁镀液包含:Al 51%、Mg1.2%、Si≤0.2%、Re0.02%,余量为锌和其它不可避免的杂质。所述含镁合金锭包含:Al45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为555℃,主锅的温度为595℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-40℃,含氧量为5ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为300mm,气刀的上气刀角度为-3.0,气刀的下气刀角度为-3.1,气刀的风压为100mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
(4)在钝化区采用钝化液来钝化所述铝锌镁镀层钢板,检验合格后卷取包装。
实施例3:本发明所述铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出18吨锌液,剩余82吨锌液,抽锌时间为20小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 53、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向步骤(1)抽出的锌液中加入18吨含镁合金锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为597℃,熔融24小时,然后使用锌液泵对铝锌镁镀液进行搅拌,再静置24小时后去除浮渣,得到均匀的所述铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,该铝锌镁镀液包含:Al 55%、Mg1.6%、Si≤0.2%、Re 0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质。所述含镁合金锭包含:Al45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为555℃,主锅的温度为595℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-40℃,含氧量为5ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为180mm,气刀的上气刀角度为-3.0,气刀的下气刀角度为-3.1,气刀的风压为100mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
(4)在钝化区采用钝化液来钝化所述铝锌镁镀层钢板,检验合格后卷取包装。
实施例4:本发明所述铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出20吨锌液,剩余80吨锌液,抽锌时间为20小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 53、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向步骤(1)抽出的锌液中加入20吨含镁合金锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为597℃,熔融24小时,然后使用锌液泵对铝锌镁镀液进行搅拌,再静置24小时后去除浮渣,得到均匀的所述铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,该铝锌镁镀液包含:Al 54%、Mg1.5%、Si≤0.2%、Re 0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质。所述含镁合金锭包含:Al45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为555℃,主锅的温度为595℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-40℃,含氧量为5ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为180mm,气刀的上气刀角度为-3.0,气刀的下气刀角度为-3.1,气刀的风压为100mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
(4)在钝化区采用钝化液来钝化所述铝锌镁镀层钢板,检验合格后卷取包装。
实施例5:本发明所述铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出20吨锌液,剩余80吨锌液,抽锌时间为20小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 53、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向步骤(1)抽出的锌液中加入20吨含镁合金锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为597℃,熔融24小时,然后使用锌液泵对铝锌镁镀液进行搅拌,再静置24小时后去除浮渣,得到均匀的所述铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,该铝锌镁镀液包含:Al 51%、Mg1.3%、Si≤0.2%、Re 0.02%,余量为锌和其它不可避免的杂质。所述含镁合金锭包含:Al45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为555℃,主锅的温度为595℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-40℃,含氧量为5ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为180mm,气刀的上气刀角度为-3.0,气刀的下气刀角度为-3.1,气刀的风压为100mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
(4)在钝化区采用钝化液来钝化所述铝锌镁镀层钢板,检验合格后卷取包装。
对比例1:铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出30吨锌液置于主锅中,抽锌时间为20小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 55%、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向步骤(1)抽出的锌液中加入30吨含镁合金锭,然后添加锌锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为560℃,熔融24小时,然后使用锌液泵对锌液进行搅拌,再静置24小时后去除浮渣,得到均匀的铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 52%、Mg2.1%、Si≤0.3%、Re 0.01%,余量为锌和其它不可避免的杂质。
所述含镁合金锭包含:Al 45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为520℃,主锅的温度为585℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-38℃,含氧量为11ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为110mm,气刀的上气刀角度为-3.0,气刀的下气刀角度为-3.0,气刀的风压为90mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
对比例2:铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出10吨锌液置于主锅中,抽锌时间为20小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 55%、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向步骤(1)抽出的锌液中加入10吨含镁合金锭,然后添加锌锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为600℃,熔融24小时,然后使用锌液泵对锌液进行搅拌,再静置24小时后去除浮渣,得到均匀的铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 54%、Mg 0.7%、Si≤0.3%、Re 0.07%,余量为锌和其它不可避免的杂质。
所述含镁合金锭包含:Al 45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为520℃,主锅的温度为585℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-40℃,含氧量为8ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为200mm,气刀的上气刀角度为-3.1,气刀的下气刀角度为-3.0,气刀的风压为100mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
对比例3:铝锌镁镀层钢板的制备
(1)设备停车后,从主锅中抽出40吨锌液置于主锅中,抽锌时间为20小时;按质量百分比计,该锌液包含:Al 55%、Si≤0.2%、余量为锌和其它不可避免的杂质。
(2)向步骤(1)抽出的锌液中加入40吨含镁合金锭,然后添加锌锭,得到铝锌镁镀液,此时主锅温度为595℃,熔融24小时,然后使用锌液泵对锌液进行搅拌,再静置24小时后去除浮渣,得到均匀的铝锌镁镀液;其中,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 51%、Mg2.8%、Si≤0.3%、Re 0.07%,余量为锌和其它不可避免的杂质。
所述含镁合金锭包含:Al 45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
(3)启车开始制备铝锌镁镀层钢板,将冷轧后的带钢基材置于主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,此时带钢基材的入锅温度为520℃,主锅的温度为585℃;主锅连接有加热炉,加热炉的炉鼻子内露点为-40℃,含氧量为15ppm,使用气刀来吹扫镀层,气刀的高度为350mm,气刀的上气刀角度为-3.3,气刀的下气刀角度为-3.0,气刀的风压为120mba;热镀后得到所述铝锌镁镀层钢板。
对以上实施例1~5以及对比例1~3得到的铝锌镁镀层钢板分别进行耐腐蚀性、结合强度进行性能测试,测试结果显示,本申请实施例1~5得到的铝锌镁镀层钢板的耐腐蚀性、结合强度均明显优于对比例1~3,且实施例1~5以及对比例1~3得到的镀锌铝镁带钢耐腐蚀性均比镀铝锌产品的耐腐蚀性高。因此,本发明所述铝锌镁镀层钢板表面的锌花均匀性好,耐腐蚀性更强,镀层与钢板基材的结合强度更高,不易脱落。
总之,以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明,本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变或变形,只要不脱离本发明的精神,均应属于本发明所附权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种铝锌镁镀层钢板,包括:钢板基材以及位于所述钢板基材表面的铝锌镁镀层,其特征在于,按质量百分比计,所述铝锌镁镀层包含:Al 51-55%、Mg 1.2-1.6%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铝锌镁镀层钢板,其特征在于,按质量百分比计,所述铝锌镁镀层包含:Al 51-54%、Mg 1.3-1.5%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述铝锌镁镀层包含:Al 52%、Mg 1.5%、Si≤0.1%、Re0.04%,余量为锌和其它不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:调整主锅中的锌液的成分,得到铝锌镁镀液;将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀,得到所述铝锌镁镀层钢板;
其中,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 51-55%、Mg 1.2-1.6%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 51-54%、Mg 1.3-1.5%、Si≤0.2%、Re 0.02-0.05%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述铝锌镁镀液包含:Al 52%、Mg 1.5%、Si≤0.1%、Re0.04%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,所述制备方法还包括采用钝化液对所述铝锌镁镀层钢板进行钝化的步骤。
4.根据权利要求3所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,其特征在于,所述调整主锅中的锌液的成分,得到铝锌镁镀液,包括:将主锅中的部分锌液抽出,后向所述主锅中剩余的锌液中添加含镁合金锭,熔融,搅拌,后静置,得到所述铝锌镁镀液;
优选地,所述主锅中剩余的锌液与所述含镁合金锭的质量比例为(77~82):(18~23);优选78.6:21.4;
优选地,所述熔融的时间为20~24h。
5.根据权利要求3或4所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,其特征在于,按质量百分比计,所述主锅中剩余的锌液包含:Al 53-55%、Si≤0.2%,余量为锌和其它不可避免的杂质;
优选地,按质量百分比计,所述含镁合金锭包含:Al 45%、Mg 7%,余量为Si、Zn和其它不可避免的杂质。
6.根据权利要求3所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,其特征在于,所述主锅连接有加热炉;
优选地,所述调整主锅中的锌液成分的过程中,所述主锅的温度为593~597℃;
优选地,所述将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀的过程中,所述带钢基材的入锅温度为530~555℃;
优选地,所述将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀的过程中,所述主锅的温度为590~595℃;
优选地,所述带钢基材为冷轧后的带钢基材。
7.根据权利要求4所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,其特征在于,所述搅拌设备为锌液泵;
优选地,所述静置时间为18~24h;
优选地,所述静置后还包括去除浮渣的步骤。
8.根据权利要求6所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,其特征在于,所述加热炉的炉鼻子内露点为-40℃;
优选地,所述加热炉的炉鼻子含氧量≤10ppm。
9.根据权利要求3所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法,其特征在于,所述将带钢基材置于所述主锅中的所述铝锌镁镀液中进行热镀的过程中,使用气刀来吹扫镀层;
优选地,所述气刀的高度为120~300mm;
优选地,所述气刀的上气刀角度为-3.0,所述气刀的下气刀角度为-3.1;
优选地,所述气刀的风压为100mba。
10.根据权利要求3~9中任一项所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法制备得到的铝锌镁镀层钢板。
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