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【发明授权】酸洗卷制造工艺_浙江协和薄钢科技有限公司_201811574282.0 

申请/专利权人:浙江协和薄钢科技有限公司

申请日:2018-12-21

公开(公告)日:2020-10-13

公开(公告)号:CN109695038B

主分类号:C23G1/08(20060101)

分类号:C23G1/08(20060101);C23G1/06(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.10.13#授权;2019.05.28#实质审查的生效;2019.04.30#公开

摘要:本发明公开了一种酸洗卷制造工艺,属于金属材料加工技术领域,其技术方案要点是,包括如下步骤:开卷;一次酸洗:于30‑50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5‑10min后用清水洗净残留酸洗液;二次酸洗:于30‑50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5‑10min后用清水洗净残留酸洗液;后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面喷涂防锈油。优选方案中,开卷后,进行一次酸洗前还包括预处理步骤:于15‑30℃条件下,用预处理液对矫直钢带进行浸渍处理,浸渍15‑30min后,冷水清洗。本发明的制造工艺具有工艺流程短、能耗低、且酸洗加工质量高的优势。

主权项:1.一种酸洗卷制造工艺,其特征在于:包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢;一次酸洗:于30-50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5-10min后用清水洗净残留酸洗液;二次酸洗:于30-50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5-10min后用清水洗净残留酸洗液;后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面喷涂防锈油;一次酸洗步骤和二次酸洗步骤中所用酸洗剂相同,且包括按重量份计的如下组分,30wt%的盐酸25-35份85wt%磷酸5-10份75wt%的硫酸1-5份壬基酚聚氧乙烯醚2-6份乙二胺四乙酸0.2-0.5份缓蚀剂5-10份水60-70份;所述缓蚀剂包括按重量份计的如下组分,乙醇20-30份硫脲10-15份羟基苯甲酸酯4-8份,所述羟基苯甲酸酯为对羟基苯甲酸酯、间羟基苯甲酸酯或两者的混合物。

全文数据:酸洗卷制造工艺技术领域本发明涉及金属材料加工技术领域,更具体地说,它涉及一种酸洗卷制造工艺。背景技术酸洗是冷轧带钢生产工艺中非常重要的工序,其目的是清除带钢表面的氧化铁、调节卷重、剪去裂边,为轧机提供合格的坯料,以保证冷轧机能顺利地生产出合格的带钢产品。其中,推拉式酸洗生产线是一种非连续性的酸洗机组,相对于连续酸洗生产线,具有投资少、机组设备简单、对带钢品种变化的适应性强、操作简单、易维护等优点,适合中小冷轧厂使用。在整个推拉式酸洗组中,酸洗处理较为关键。如申请公开号为CN107268012A的中国专利公开了一种酸洗卷制造工艺,包括:S1,将热轧钢卷通过开卷、压制、矫直,获得矫直带钢;S2,将矫直钢卷依次通过四段酸洗槽进行酸洗处理,获得酸洗处理带钢;S3,将酸洗处理带钢依次通过四段水洗槽进行水洗处理,获得水洗处理带钢;S4,将水洗处理带钢经三段热风烘干装置干燥处理,依次通过活套坑、切边机、切尾剪、静电涂油机、卷取、卸卷,打捆,制得,等步骤。但是,该种工艺需要经过多段酸洗工序和多段水洗工序,使得酸洗卷的整个制造工艺流程较长,增加了工艺的控制难度和工艺过程中的能耗。因而,有必要对酸洗卷的制造工艺做进一步改进。针对上述问题,本发明旨在提供一种工艺流程短、能耗低、且加工质量高的酸洗卷制造工艺。发明内容针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种酸洗卷制造工艺,其具有工艺流程短、能耗低、且酸洗加工质量高的优势。为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种酸洗卷制造工艺,包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢;一次酸洗:于30-50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5-10min后用清水洗净残留酸洗液;二次酸洗:于30-50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5-10min后用清水洗净残留酸洗液;后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面喷涂防锈油。通过采用上述技术方案,至少具有如下优点:1、相较于现有技术的四段酸洗、四段水洗工艺,工艺流程短,降低了工艺复杂度和生产加工能耗;2、开卷步骤的矫直使得钢材表面氧化层开裂,甚至松脱,增加了后续酸洗步骤的酸洗效率,使得对钢材表面的氧化皮去除彻底;3、采用两次酸洗工艺,既保证了对氧化皮的去除彻底,又相对低精简了工序,降低了工艺复杂度和减少了能耗;4、酸洗后的钢材经过后处理,不易锈蚀。进一步地,开卷后,进行一次酸洗前还包括预处理步骤:于15-30℃条件下,用预处理液对矫直钢带进行浸渍处理,浸渍15-30min后,冷水清洗。通过采用上述技术方案,选用合适的预处理液对钢材进行预处理,可以使得钢材表面的氧化皮发生溶胀、松脱,进一步提高后续氧化皮脱除率。进一步地,所述预处理液包括按重量份计的如下组分:水30-50份纳米二氧化硅5-10份硫酸钠2-6份乙醇1-2份。通过采用上述技术方案,氧化皮是钢铁在高温下,如热轧加工,发生氧化作用而形成的腐蚀产物,由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。从内向外为:氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁。其中氧化亚铁结构疏松,保护作用较弱,而四氧化三铁、三氧化二铁结构致密,有较好的保护性。一方面,氧化腐蚀的不均匀使得钢材表面的氧化皮本身存在大量为坑洞,另一方面经过矫直处理后,氧化皮表层开裂,产生大量微裂缝。酸洗时,这些微坑洞和微裂缝处与氧化皮相对平整处同步溶解、反应去除,且由于微坑洞、微裂缝处与酸洗液的接触面积大,反应速率稍快,这种溶解速率的差异使得酸洗时,氧化皮各处的溶解、反应程度不同。相同酸洗条件时,最终酸洗得到的产品表面仍存在大量微坑、微缝,平整度不高。为了解决该问题,本发明采用先预处理后酸洗的工艺。预处理液由上述配比的水、纳米二氧化硅、硫酸钠和乙醇配制而成,对钢带进行浸渍处理时,纳米二氧化硅由于其比表面积大、表面具有大量极性基团,而具有高度的附着性,能够附着、填充于钢带表面氧化皮上的微坑洞、微裂缝处,后续酸洗时使得氧化皮各处能够均匀溶解、反应使得到的产品表面光滑,提高了酸洗加工质量。另一方面,硫酸钠的掺入,在预处理液中引入了大量钠离子,对钢带浸渍处理时,钠离子渗入氧化皮表层的微缝内,利用自身的高吸水性,使得氧化皮,尤其是氧化皮表层的致密型的四氧化三铁、三氧化二铁发生溶胀,表层微裂缝进一步扩张甚至松脱,增大了氧化皮的比表面积,使得后续的酸洗效率大幅提升。乙醇的掺入极大提升了预处理液对钢带的润湿性能,使得预处理液能够快速渗入氧化皮内部。进一步地,一次酸洗步骤和二次酸洗步骤中所用酸洗剂相同,且包括按重量份计的如下组分,30wt%的盐酸25-35份85wt%磷酸5-10份75wt%的硫酸1-5份壬基酚聚氧乙烯醚2-6份乙二胺四乙酸0.2-0.5份缓蚀剂5-10份水60-70份。通过采用上述技术方案,上述配比的酸洗液对钢带进行酸洗处理,酸洗效率高、对氧化皮的杂质等去除彻底,且上述掺量的缓蚀剂能够有效减少对钢带基层的腐蚀,提高了酸洗加工质量。进一步地,所述缓蚀剂包括按重量份计的如下组分,乙醇20-30份硫脲10-15份羟基苯甲酸酯4-8份,所述羟基苯甲酸酯为对羟基苯甲酸酯、间羟基苯甲酸酯或两者的混合物。通过采用上述技术方案,乙醇作为溶剂,能够很好地溶解作为缓蚀剂的硫脲、对羟基苯甲酸酯和间羟基本甲酸酯。硫脲为常规的缓蚀剂,但是申请人意外地发现,硫脲和对羟基苯甲酸和或间羟基苯甲酸混配使用时,缓蚀效果极佳,对钢带基材的保护效果显著。进一步地,所述对羟基苯甲酸酯为对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯中任一种。通过采用上述技术方案,对羟基苯甲酸酯相较于苯酚毒性更低,且含有与苯酚类似的烯醇结构,可以与酸洗过程中溶解的金属离子配位形成配位化合物,起到缓蚀作用,配合硫脲使用时缓蚀效果极佳。综合考虑溶解性、毒性和缓蚀效果,对羟基苯甲酸酯优选对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯中任一种。进一步地,所述间羟基苯甲酸酯为间羟基苯甲酸甲酯、间羟基苯甲酸乙酯、间羟基苯甲酸丙酯、间羟基苯甲酸丁酯、间羟基苯甲酸异丁酯中任一种。通过采用上述技术方案,间羟基苯甲酸酯相较于苯酚毒性更低,且含有与苯酚类似的烯醇结构,可以与酸洗过程中溶解的金属离子配位形成配位化合物,起到缓蚀作用,配合硫脲使用时缓蚀效果极佳。综合考虑溶解性、毒性和缓蚀效果,间羟基苯甲酸酯为间羟基苯甲酸甲酯、间羟基苯甲酸乙酯、间羟基苯甲酸丙酯、间羟基苯甲酸丁酯、间羟基苯甲酸异丁酯中任一种。进一步地,二次酸洗步骤中,使用30-50℃的清水进行清洗,每次水洗时间10-15min,且至少水洗三次。通过采用上述技术方案,二次酸洗后水洗至少三次,能够有效去除钢带表面的酸洗液,避免残留酸洗液继续腐蚀钢带基材。30-50℃温水清洗,使得对酸洗液的清洗效率和洗净率得以提升,同时不至于温度过高使得水洗过程中残留酸洗液对继续腐蚀、使得腐蚀过渡。综上所述,本发明具有以下有益效果:1、相较于现有技术的四段酸洗、四段水洗工艺,工艺流程短,降低了工艺复杂度和生产加工能耗;2、开卷步骤的矫直使得钢材表面氧化层开裂,甚至松脱,增加了后续酸洗步骤的酸洗效率,使得对钢材表面的氧化皮去除彻底;3、采用由水、乙醇、纳米二氧化硅和硫酸钠配制的预处理液对钢带进行浸渍处理,一方面,利用纳米二氧化硅填补氧化皮表面的坑洞使得各处酸洗时反应均匀,提高了酸洗质量;另一方面,使得氧化皮充分溶胀、微裂缝进一步开裂,极大提高了后续酸洗效率;4、采用两次酸洗工艺,既保证了对氧化皮的去除彻底,又相对低精简了工序,降低了工艺复杂度和减少了能耗;采用本发明配比的酸洗剂对钢带进行酸洗,酸洗效率高且能有效减少对钢带基材的腐蚀,提高了酸洗加工质量;5、酸洗剂中所用缓蚀剂以乙醇作为溶剂,掺加作为缓蚀剂的硫脲、对羟基苯甲酸酯和间羟基本甲酸酯制备而成,申请人意外地发现,最为常规缓蚀剂的硫脲和对羟基苯甲酸和或间羟基苯甲酸混配使用时,缓蚀效果极佳,对钢带基材的保护效果显著;6、酸洗后的钢材经过后处理涂覆防锈油,不易锈蚀。附图说明图1为实施例中酸洗卷制造工艺的工艺流程图一;图2为实施例中酸洗卷制造工艺的工艺流程图二。具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明的酸洗卷制造工艺适用于各类热轧钢的加工,为了更好地说明本发明的效果,下述各实施例均以加工牌号为DD11的热轧钢为例,对本发明进行说明。实施例1:一种酸洗卷制造工艺,其工艺流程如图1所示,具体包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢。一次酸洗:于30℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗10min后用清水洗净残留酸洗液。二次酸洗:于30℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗10min后用清水洗净残留酸洗液;重复水洗三次,清洗水温为50℃,每次清洗10min。后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面均匀喷涂防锈油。其中,一次酸洗和二次酸洗采用的是相同配方的酸洗剂,均由如下配比的市售原料配制而成:30wt%的盐酸25kg85wt%磷酸5kg75wt%的硫酸1kg壬基酚聚氧乙烯醚2kg乙二胺四乙酸0.2kg缓蚀剂5kg水60kg;所用缓蚀剂由市售的乙醇、硫脲和对羟基苯甲酸甲酯按如下配比配制而成:乙醇20kg硫脲10kg对羟基苯甲酸甲酯4kg。实施例2:一种酸洗卷制造工艺,其工艺流程如图1所示,具体包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢。一次酸洗:于40℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗8min后用清水洗净残留酸洗液。二次酸洗:于35℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗8min后用清水洗净残留酸洗液;重复水洗三次,清洗水温为40℃,每次清洗12min。后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面均匀喷涂防锈油。其中,一次酸洗和二次酸洗采用的是相同配方的酸洗剂,均由如下配比的市售原料配制而成:30wt%的盐酸30kg85wt%磷酸7kg75wt%的硫酸2kg壬基酚聚氧乙烯醚3kg乙二胺四乙酸0.3kg缓蚀剂7kg水65kg;所用缓蚀剂由市售的乙醇、硫脲和对羟基苯甲酸甲酯按如下配比配制而成:乙醇20kg硫脲10kg对羟基苯甲酸甲酯4kg。实施例3:一种酸洗卷制造工艺,其工艺流程如图1所示,具体包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢。一次酸洗:于40℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗8min后用清水洗净残留酸洗液。二次酸洗:于40℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗7min后用清水洗净残留酸洗液;重复水洗三次,清洗水温为35℃,每次清洗13min。后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面均匀喷涂防锈油。其中,一次酸洗和二次酸洗采用的是相同配方的酸洗剂,均由如下配比的市售原料配制而成:30wt%的盐酸30kg85wt%磷酸8kg75wt%的硫酸3kg壬基酚聚氧乙烯醚5kg乙二胺四乙酸0.4kg缓蚀剂10kg水65kg;所用缓蚀剂由市售的乙醇、硫脲和对羟基苯甲酸甲酯按如下配比配制而成:乙醇20kg硫脲10kg对羟基苯甲酸甲酯4kg。实施例4:一种酸洗卷制造工艺,其工艺流程如图1所示,具体包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢。一次酸洗:于40℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗8min后用清水洗净残留酸洗液。二次酸洗:于40℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗7min后用清水洗净残留酸洗液;重复水洗三次,清洗水温为35℃,每次清洗13min。后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面均匀喷涂防锈油。其中,一次酸洗和二次酸洗采用的是相同配方的酸洗剂,均由如下配比的市售原料配制而成:30wt%的盐酸30kg85wt%磷酸8kg75wt%的硫酸3kg壬基酚聚氧乙烯醚5kg乙二胺四乙酸0.4kg缓蚀剂10kg水65kg;所用缓蚀剂由市售的乙醇、硫脲和对羟基苯甲酸甲酯按如下配比配制而成:乙醇20kg硫脲10kg对羟基苯甲酸甲酯4kg。实施例4:一种酸洗卷制造工艺,其工艺流程如图1所示,具体包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢。一次酸洗:于50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5min后用清水洗净残留酸洗液。二次酸洗:于50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5min后用清水洗净残留酸洗液;重复水洗三次,清洗水温为30℃,每次清洗15min。后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面均匀喷涂防锈油。其中,一次酸洗和二次酸洗采用的是相同配方的酸洗剂,均由如下配比的市售原料配制而成:30wt%的盐酸35kg85wt%磷酸10kg75wt%的硫酸5kg壬基酚聚氧乙烯醚6kg乙二胺四乙酸0.5kg缓蚀剂10kg水70kg;所用缓蚀剂由市售的乙醇、硫脲和对羟基苯甲酸甲酯按如下配比配制而成:乙醇20kg硫脲10kg对羟基苯甲酸甲酯4kg。实施例5-8实施例5-8均已实施例2为基础,工艺流程如图2所示,与实施例2的区别在于;开卷后,进行一次酸洗前还包括预处理步骤。预处理步骤:于15-30℃条件下,用预处理液对矫直钢带进行浸渍处理,浸渍15-30min后,冷水清洗。实施例5-8预处理的温度、时间以及所用预处理剂不同,具体如表1所示,表1.预处理剂的配制方法:按照表1配比,称取水、乙醇、硫酸钠、纳米二氧化硅,先将乙醇、硫酸钠和水混合,搅拌至硫酸钠完全溶解,然后加入纳米二氧化硅,利用超声分散10min,形成稳定、均匀的悬浊液即可使用。实施例9-20实施例9-20均以实施例7为基础,工艺流程如图2所示,与实施例7的区别仅在于:配制酸洗液所用的缓蚀剂不同,具体如表2所示,表2.对照例1对照例1与实施例10的区别仅在于:缓蚀剂包括乙醇30kg、硫脲23kg。对照例2对照例2与实施例10的区别仅在于:缓蚀剂包括乙醇30kg、对羟基苯甲酸甲酯23kg。性能测试试验对象:采用实施例1-20制备获得的酸洗钢卷作为试验样1-20,采用对比例1-2制备获得的酸洗钢卷作为对照样1-2。试验方法:1、选取试验样1-20各10组,选取对照样1-2各10组,观察并记录试验样1-20、对照样1-2中表面的颜色;将相应的试验样和对照样放置于湿度为85%RH、温度为25±2℃的恒温环境下30天,观察各样品的生锈情况。2、选取试验样1-20各10组,选取对照样1-2各10组,根据GBT228.1-2010,GBT2523-2008对试验样1-20、对照样1-2分别进行屈服强度和表面粗糙度的测试,记录相应的屈服强度和粗糙度,并作平均处理。试验结果如表3所示,表3.由上表试验数据可知,采用本发明的方法制得的酸洗卷表面白亮,表面粗糙度极低,强度高且在试样条件下存放30天各实施例均为出现生锈情况。对比实施例1-4和实施例5-8的数据可知,酸洗前增加预处理步骤,极大提高了加工质量:加工后的钢材白亮,具有极低的表面粗糙度,且屈服强度高于未经预处理的钢材。对比实施例9-20和对照例1-2的数据可知,选择不同类型的对羟基苯甲酸酯和或间羟基苯甲酸酯配制缓蚀剂均能起到良好的缓蚀作用;单独使用羟基苯甲酸酯或单独使用硫脲作为缓蚀剂,加工得到的钢材由于基材腐蚀严重,因而屈服强度略低且试验条件下保存30d均略微生锈。上述具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

权利要求:1.一种酸洗卷制造工艺,其特征在于:包括如下步骤,开卷:将热轧钢卷通过开卷设备开卷后,进行矫直,得矫直带钢;一次酸洗:于30-50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5-10min后用清水洗净残留酸洗液;二次酸洗:于30-50℃条件下,用酸洗液对经过预处理的矫直钢带进行酸洗,酸洗5-10min后用清水洗净残留酸洗液;后处理:用热风烘干依次经过一次酸洗和二次酸洗的矫直钢带表面水分后,在矫直钢带表面喷涂防锈油。2.根据权利要求1所述的酸洗卷制造工艺,其特征在于:开卷后,进行一次酸洗前还包括预处理步骤:于15-30℃条件下,用预处理液对矫直钢带进行浸渍处理,浸渍15-30min后,冷水清洗。3.根据权利要求2所述的酸洗卷制造工艺,其特征在于:所述预处理液包括按重量份计的如下组分:水30-50份纳米二氧化硅5-10份硫酸钠2-6份乙醇1-2份。4.根据权利要求1所述的酸洗卷制造工艺,其特征在于:一次酸洗步骤和二次酸洗步骤中所用酸洗剂相同,且包括按重量份计的如下组分,30wt%的盐酸25-35份85wt%磷酸5-10份75wt%的硫酸1-5份壬基酚聚氧乙烯醚2-6份乙二胺四乙酸0.2-0.5份缓蚀剂5-10份水60-70份。5.根据权利要求4所述的酸洗卷制造工艺,其特征在于:所述缓蚀剂包括按重量份计的如下组分,乙醇20-30份硫脲10-15份羟基苯甲酸酯4-8份,所述羟基苯甲酸酯为对羟基苯甲酸酯、间羟基苯甲酸酯或两者的混合物。6.根据权利要求5所述的酸洗卷制造工艺,其特征在于:所述对羟基苯甲酸酯为对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯中任一种。7.根据权利要求5所述的酸洗卷制造工艺,其特征在于:所述间羟基苯甲酸酯为间羟基苯甲酸甲酯、间羟基苯甲酸乙酯、间羟基苯甲酸丙酯、间羟基苯甲酸丁酯、间羟基苯甲酸异丁酯中任一种。8.根据权利要求1所述的酸洗卷制造工艺,其特征在于:二次酸洗步骤中,使用30-50℃的清水进行清洗,每次水洗时间10-15min,且至少水洗三次。

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