含Ni系列钢氧化铁皮的去除
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热温度不均匀, 则会造成钢锭或钢坯因温度应力
作用, 造成开裂〔1〕。所以在装模具钢时温度应稍低 一些, 一般为 600～700℃, 为使钢在炉内充分预 热, 消除温度应力的作用, 焖钢是必要的。此外升 温速度的控制应保证钢锭的均匀加热, 避免钢锭 因急剧升温引起的开裂。相应增加了钢锭的总在 炉加热时间。由于钢在 900℃左右时, 开始相变, 内部组织奥氏体化, 为保证相变的完全, 在 950℃ 保温是必要的。921B 钢相对于模具钢来说, 合金 成分 更高, 是低碳 CrNiM oV 钢, 其 成分 因子 较 大, 焖钢和升温速度的控制是必要的。升温时的温 度应以 700℃为起始点, 一方面可保证钢不至于 急剧温升而开裂, 另一方面缩短了加热期的时间。 13M nNiMo NbR 与 09M nNiDR 为 压 力容 器钢, 其合 金成分 相对于 模具钢 P 20、2311、2738、718 等钢种, 合金成分较低, 导热系数较高, 其焖钢时
第 7 卷第 6 期
·生产实践·
宽厚板
·1 9·
含 Ni 系列钢氧化铁皮的去除
赵 晖
( 舞阳钢铁有限责任公司轧钢厂)
摘 要 本文通 过对含 N i 钢的加热 工艺实践分 析, 提 出其加热工 艺的改进, 从而达 到较好的 除鳞效果, 获得良好的钢板表面质量。 关键词 含 N i 钢的加热工艺 氧化 铁皮 除鳞
宽厚板 间与升温速度的控制按Ⅱ组钢的规定执行, 可以
满足加热工艺及质量的要求。
·2 1·
表 2 不同钢种的化学成分 ( % )
钢种
C
Si
Mn
S
P
Cr
Ni
Mo
V
W
P 20
0. 35
0. 35
1. 15
≤
≤
1. 70
～
～
～
0. 01
0. 02
～
0. 38
0. 45
1. 30
1. 80
0. 45 ～
0. 50
Removal of Scale on Ni- containing Series Steel
Zhao Hui
( Plate- r olling Plant o f Wuyang Iro n and Steel Co. Lt d)
Abstract T his paper thr oug h analy sis of heat ing pr ocess pr actice o f N i- containing steel, puts fo rw or d impr ov ement to the hea ting pr ocess so as t o achieve better scale- r emov ing effect and obtain ex cellent sur face quality o f the plate Keywords Heating pr ocess of N i- containing steel, Scale Scale r emov al
体增加, 从而加剧了氧在钢中的扩散, 氧化加 剧〔4〕, 铁皮粘性增大, 这是它与其它普通钢显著的 区别, 但在保温时间延长的情况下, 也易出现铁皮 不掉, 这主要是由于随着保温时间的延长, 氧化铁 皮层也越厚的原因, 因此该系列钢种均热时间不 宜过长。 2. 2 加热工艺改进
根据前面的分析与实践, 含 Ni 系列钢的加热 工艺改进如下。 2. 2. 1 钢锭加热工艺
1. 60
≤ 0. 015
≤ 0. 025
0. 20 ～
0. 40
0. 60 ～
1. 00
0. 20 ～
0. 40
09M nNi DR
≤ 0. 012
0. 15 ～
0. 50
1. 20 ～
1. 60
≤ 0. 015
≤ 0. 025
0. 30 ～
0. 80
921B
0. 085
0. 29
0. 47
0. 002
2) 加 热 速 度 9 ～ 10min/ cm, 最 快 不 大 于 11m in/ cm。
3 加热工艺的实施
3. 1 均热炉的加热 均热炉的操作应作如下要求: 1) 均热炉仪表显示准确, 特别是温度表的显
示, 否则, 按照可比温度适当调整, 满足实际钢温
与曲线要求一致为原则;
2) 严格按照加热工艺曲线执行;
表 3 不同均热温度时间各钢种 的铁皮厚度( mm)
温度℃ P20 2311 2738 718
13M n N iM oN bR
09M nN iD R
1280 4～5 3～4 2～4 2～4
3～4
3～4
1220 2～3 1～3 1～3 1～3
1～3
2～3
921B 2～4
从试验对比分析看出, 上述钢在 1 280℃保温 状态下, 铁皮基本不掉, 所形成的铁皮显气孔率明 显大于 1 220℃保温状态下的显气孔率, 外观上看 蜂窝状层较厚, 而显气孔率越大, 铁皮的粘性越 大, 越不易去除〔3〕。经大量的实践探索, 含 N i 钢在 1 200～1 240℃之间保温, 铁皮基本可 以用除鳞 箱高压水去除( 高压水压力为 17M P a 左右) 。相对 其它普碳钢系列, 含 Ni 钢种的另一个显著特点就 是, 在高温时, Ni 与炉气中的 S 发生反应形成熔 点更低的 NiS 网状组织, 熔化破坏了钢锭在较低 温度下形成的保护膜, 使钢在加热过程中 铁素
0. 006
1. 02
3. 18
0. 33
0. 55
0. 01
2. 1. 3. 2 含 Ni 钢铁皮形成机制 由于钢在 1 000℃以下的氧化速度较慢, 而在
1 000℃以上特别是在 1 200℃以上, 钢的氧化速 度成倍的增长, 因此钢的氧化铁皮主要是在高温
期的加热和均热阶段形成的, 而高温期炉温与炉 内气氛, 对铁皮的结构、粘性, 厚度有较大的影响, 铁皮的粘性、厚度越大, 越不易去除〔2〕。试验中收 集的不同炉温下铁皮厚度如表 3。
1 前言
舞 钢 目前 开 发 的含 Ni 钢 有 模 具 钢 2311, P 20, 718, 容 器 钢 09MnNiDR, 13MnNiM oNbR ( BHW35) , 921B, 建 筑 用 钢 SM 570, 军 工 用 钢 603, GY4 等, 并且合同多, 产量大。但由于加热时 形成的一次氧化铁皮难以去除, 导致钢板修磨量 大, 表面外观质量差, 生产周期长, 生产成本增加, 交货期难以保证等, 影响了该类钢的正常生产。因 此解决上述问题是公司开发新产品, 合金钢批量 生产成功的必由之路。
5
5
5
3
5
1. 5
3
累计
5
10
15
18
23
24. 5
27. 5
炉温为 600～650℃时, 将 921B 钢锭装入炉 内焖钢 5h, 然后升温。其加热时间为 28h。
从生产的 4 支钢锭来看, 表面铁皮基本没掉, 钢坯须大面积扒皮或刨削, 才可进入连续炉加热。 2. 1. 3 含 Ni 钢的加热过程
2 试验条件
钢锭的加热, 在上部单烧嘴结构的均热炉内, 钢坯的加热是在推钢式连续加热炉内, 燃料为重 油。然而由于缺乏实验室高压水除鳞条件, 只有通 过实际生产中探索除鳞效果。 2. 1 钢锭的加热 2. 1. 1 均热炉的设备情况
由于钢锭的加热受炉内气氛、炉压、炉温等诸 多因素的影响, 各坑的生产条件不一样, 有的坑由
1. 80
1. 10 ～
1. 30
0. 20 ～
0. 30
718
0. 35
0. 35
1. 15
≤
≤
1. 70
1. 20
0. 40
～
～
～
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～
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0. 38
0. 45
1. 30
1. 80
1. 30
0. 50
13M nNi M oNbR
≤ 0. 015
0. 15 ～
0. 50
1. 20 ～
于翻板失灵, 炉压无法控制, 有的坑渣位高, 有的 坑渣位低, 炉温显示准确度差, 火焰长短不一致, 因此该钢的生产过程受诸多不良条件影响。一般 情况下, 含 Ni 钢在如下条件下取得较好的加热质 量和除鳞效果:
1) 炉温反映准确; 2) 炉压易于控制; 3) 渣位较低; 4) 火焰稳定; 从试生产情况分析, 均热炉应满 足以上条件, 是执行加热工艺的重要保证。 2. 1. 2 钢锭加热工艺 1) 原 P20、2311、2738、718 钢锭加热工艺( 见 图 1) 。 保温时间根据不同锭型规定如下: 升温速度: 1 100℃以上速度不限。 锭型( t ) 11. 7 13. 54 21. 35 27. 99 时间( h) 5 5. 5 7 8 按此加热工艺, 钢锭上的一次铁皮基本不掉, 曾经多次采集氧化铁皮块观察, 所形成的一次铁
P20、2311、2738、718 钢坯 的加 热作 如下 要
求:
1) 加热温度根据钢坯的温度高低可按下限或
2 3 4 5 6
降温温度( ℃) 1 150 1 000 950 900 850 800
宽厚板
6) 推迟轧制时间与提前轧钢时间按如下要求
执行
锭型( t )
< 21 > 21
提前时间( min) ≤30 ≤20
推迟时间( min) ≤40 ≤50
3. 2 连续炉的加热
由于含 Ni 量及其它合金成分的不同, 所形成 的铁皮化学组成及结构也不同, 有必要对钢的化 学成分进行分析( 表 2) 。
由表 2 中可知: P20 钢不含 Ni, 但含 Cr 、M o 高, 2311 含 Ni 量 为 0. 20% ～ 0. 40% , 2738、718 含 Ni 量为 1. 10% ～1. 30% , 13M nNiM oNbR 含 Ni 为 0. 60% ～1. 00% , 09M nNiDR 含 Ni0. 30% ～0. 80% , 921B 含 Ni 为 3. 18% , 同时不同 程度 的含有 Cr, 该类钢含 Ni, Cr 量较高, 其导温性差, 在高温下, 其强度和塑性急剧下降, 因此若钢的加
3) 921B 钢是抚顺钢厂冶炼的属于合金钢, 原 加热工艺参见表 1。
图 1 模具钢在均热 炉的原加热工艺
表 1 921B 钢在均热炉的原加热工艺
操作项目 焖钢 ≤40℃/ h ≤60℃/h
900℃
≤100℃/ h
升温时间 升温时间 保温时间 升温时间
1300℃ 均热时间
1280℃ 均热时间
时间( h)
1) P 20, 2311, 718, 2738 钢锭加热工艺( 括号
·22·
内为 2738、718 钢锭保温温度) 见图 2。 保温时间, 锭型应满足轧 钢要求, 适当 延长
为: 锭型( t ) 11. 7 13. 54 20. 75 27. 99
2001 年第 6 期
时间( h) ≥6 ≥6. 5 ≥11 ≥12 2) 13M nNiM oNbR, 09M nNiDR 钢锭加热工
艺曲线如图 3。
图 2 含 N i 模具钢锭的加热工艺
图 3 含 N i 容器钢锭的加热工艺
2. 2. 3 钢坯的加热工艺 P20、 2311、2738、 718、13M nNiMo NbR、
09M nNiDR 钢坯加热时按如下加热工艺执行, 可 获得较好的除鳞效果与轧制板形:
1) 最高加热温度 1 240～1 260℃( 加热段) , 均热段 1 220～1 240℃;
·20·
皮厚度与结构有所不同, P20, 2311 钢所形成的氧 化铁皮较厚, 一般为 3～5mm, 结构较疏松, 2738, 718 钢锭所形成的氧化层较薄, 一般为 1～3mm , 结构较致密。
2) 13MnNiM oNbR、09M nNiDR 钢锭原加热
2001 年第 6 期
工艺是按照Ⅱ组钢加热, 最高加热温度 1 280℃, 生产实践证明 80% 的钢锭铁皮难以去除, 说明原 加热工艺存在不足之处。
3) 加热期应大风量, 阀位 75% ～100% , 负炉
压, 压力为- 35～- 25P a, 均热期风量适当减少,
wenku.baidu.com
阀位 40% ～60% , 炉压为- 25～- 10Pa;
4) 火焰不允许直喷钢锭表面, 确保钢锭头部
不化钢;
5) 严格遵守待轧降温制度, 待轧降温制度按
如下要求执行。
待轧时间( h) 1
2311
0. 35 ～
0. 38
0. 35 ～
0. 45
1. 15 ～
1. 30
≤ 0. 07
≤ 0. 015
1. 70 ～
1. 80
0. 20 ～
0. 40
0. 20 ～
0. 40
2738
0. 35 ～
0. 38
0. 35 ～
0. 45
1. 15 ～
1. 30
≤ 0. 07
≤ 0. 015
1. 70 ～
作用, 造成开裂〔1〕。所以在装模具钢时温度应稍低 一些, 一般为 600～700℃, 为使钢在炉内充分预 热, 消除温度应力的作用, 焖钢是必要的。此外升 温速度的控制应保证钢锭的均匀加热, 避免钢锭 因急剧升温引起的开裂。相应增加了钢锭的总在 炉加热时间。由于钢在 900℃左右时, 开始相变, 内部组织奥氏体化, 为保证相变的完全, 在 950℃ 保温是必要的。921B 钢相对于模具钢来说, 合金 成分 更高, 是低碳 CrNiM oV 钢, 其 成分 因子 较 大, 焖钢和升温速度的控制是必要的。升温时的温 度应以 700℃为起始点, 一方面可保证钢不至于 急剧温升而开裂, 另一方面缩短了加热期的时间。 13M nNiMo NbR 与 09M nNiDR 为 压 力容 器钢, 其合 金成分 相对于 模具钢 P 20、2311、2738、718 等钢种, 合金成分较低, 导热系数较高, 其焖钢时
第 7 卷第 6 期
·生产实践·
宽厚板
·1 9·
含 Ni 系列钢氧化铁皮的去除
赵 晖
( 舞阳钢铁有限责任公司轧钢厂)
摘 要 本文通 过对含 N i 钢的加热 工艺实践分 析, 提 出其加热工 艺的改进, 从而达 到较好的 除鳞效果, 获得良好的钢板表面质量。 关键词 含 N i 钢的加热工艺 氧化 铁皮 除鳞
宽厚板 间与升温速度的控制按Ⅱ组钢的规定执行, 可以
满足加热工艺及质量的要求。
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表 2 不同钢种的化学成分 ( % )
钢种
C
Si
Mn
S
P
Cr
Ni
Mo
V
W
P 20
0. 35
0. 35
1. 15
≤
≤
1. 70
～
～
～
0. 01
0. 02
～
0. 38
0. 45
1. 30
1. 80
0. 45 ～
0. 50
Removal of Scale on Ni- containing Series Steel
Zhao Hui
( Plate- r olling Plant o f Wuyang Iro n and Steel Co. Lt d)
Abstract T his paper thr oug h analy sis of heat ing pr ocess pr actice o f N i- containing steel, puts fo rw or d impr ov ement to the hea ting pr ocess so as t o achieve better scale- r emov ing effect and obtain ex cellent sur face quality o f the plate Keywords Heating pr ocess of N i- containing steel, Scale Scale r emov al
体增加, 从而加剧了氧在钢中的扩散, 氧化加 剧〔4〕, 铁皮粘性增大, 这是它与其它普通钢显著的 区别, 但在保温时间延长的情况下, 也易出现铁皮 不掉, 这主要是由于随着保温时间的延长, 氧化铁 皮层也越厚的原因, 因此该系列钢种均热时间不 宜过长。 2. 2 加热工艺改进
根据前面的分析与实践, 含 Ni 系列钢的加热 工艺改进如下。 2. 2. 1 钢锭加热工艺
1. 60
≤ 0. 015
≤ 0. 025
0. 20 ～
0. 40
0. 60 ～
1. 00
0. 20 ～
0. 40
09M nNi DR
≤ 0. 012
0. 15 ～
0. 50
1. 20 ～
1. 60
≤ 0. 015
≤ 0. 025
0. 30 ～
0. 80
921B
0. 085
0. 29
0. 47
0. 002
2) 加 热 速 度 9 ～ 10min/ cm, 最 快 不 大 于 11m in/ cm。
3 加热工艺的实施
3. 1 均热炉的加热 均热炉的操作应作如下要求: 1) 均热炉仪表显示准确, 特别是温度表的显
示, 否则, 按照可比温度适当调整, 满足实际钢温
与曲线要求一致为原则;
2) 严格按照加热工艺曲线执行;
表 3 不同均热温度时间各钢种 的铁皮厚度( mm)
温度℃ P20 2311 2738 718
13M n N iM oN bR
09M nN iD R
1280 4～5 3～4 2～4 2～4
3～4
3～4
1220 2～3 1～3 1～3 1～3
1～3
2～3
921B 2～4
从试验对比分析看出, 上述钢在 1 280℃保温 状态下, 铁皮基本不掉, 所形成的铁皮显气孔率明 显大于 1 220℃保温状态下的显气孔率, 外观上看 蜂窝状层较厚, 而显气孔率越大, 铁皮的粘性越 大, 越不易去除〔3〕。经大量的实践探索, 含 N i 钢在 1 200～1 240℃之间保温, 铁皮基本可 以用除鳞 箱高压水去除( 高压水压力为 17M P a 左右) 。相对 其它普碳钢系列, 含 Ni 钢种的另一个显著特点就 是, 在高温时, Ni 与炉气中的 S 发生反应形成熔 点更低的 NiS 网状组织, 熔化破坏了钢锭在较低 温度下形成的保护膜, 使钢在加热过程中 铁素
0. 006
1. 02
3. 18
0. 33
0. 55
0. 01
2. 1. 3. 2 含 Ni 钢铁皮形成机制 由于钢在 1 000℃以下的氧化速度较慢, 而在
1 000℃以上特别是在 1 200℃以上, 钢的氧化速 度成倍的增长, 因此钢的氧化铁皮主要是在高温
期的加热和均热阶段形成的, 而高温期炉温与炉 内气氛, 对铁皮的结构、粘性, 厚度有较大的影响, 铁皮的粘性、厚度越大, 越不易去除〔2〕。试验中收 集的不同炉温下铁皮厚度如表 3。
1 前言
舞 钢 目前 开 发 的含 Ni 钢 有 模 具 钢 2311, P 20, 718, 容 器 钢 09MnNiDR, 13MnNiM oNbR ( BHW35) , 921B, 建 筑 用 钢 SM 570, 军 工 用 钢 603, GY4 等, 并且合同多, 产量大。但由于加热时 形成的一次氧化铁皮难以去除, 导致钢板修磨量 大, 表面外观质量差, 生产周期长, 生产成本增加, 交货期难以保证等, 影响了该类钢的正常生产。因 此解决上述问题是公司开发新产品, 合金钢批量 生产成功的必由之路。
5
5
5
3
5
1. 5
3
累计
5
10
15
18
23
24. 5
27. 5
炉温为 600～650℃时, 将 921B 钢锭装入炉 内焖钢 5h, 然后升温。其加热时间为 28h。
从生产的 4 支钢锭来看, 表面铁皮基本没掉, 钢坯须大面积扒皮或刨削, 才可进入连续炉加热。 2. 1. 3 含 Ni 钢的加热过程
2 试验条件
钢锭的加热, 在上部单烧嘴结构的均热炉内, 钢坯的加热是在推钢式连续加热炉内, 燃料为重 油。然而由于缺乏实验室高压水除鳞条件, 只有通 过实际生产中探索除鳞效果。 2. 1 钢锭的加热 2. 1. 1 均热炉的设备情况
由于钢锭的加热受炉内气氛、炉压、炉温等诸 多因素的影响, 各坑的生产条件不一样, 有的坑由
1. 80
1. 10 ～
1. 30
0. 20 ～
0. 30
718
0. 35
0. 35
1. 15
≤
≤
1. 70
1. 20
0. 40
～
～
～
0. 01
0. 020
～
～
～
0. 38
0. 45
1. 30
1. 80
1. 30
0. 50
13M nNi M oNbR
≤ 0. 015
0. 15 ～
0. 50
1. 20 ～
于翻板失灵, 炉压无法控制, 有的坑渣位高, 有的 坑渣位低, 炉温显示准确度差, 火焰长短不一致, 因此该钢的生产过程受诸多不良条件影响。一般 情况下, 含 Ni 钢在如下条件下取得较好的加热质 量和除鳞效果:
1) 炉温反映准确; 2) 炉压易于控制; 3) 渣位较低; 4) 火焰稳定; 从试生产情况分析, 均热炉应满 足以上条件, 是执行加热工艺的重要保证。 2. 1. 2 钢锭加热工艺 1) 原 P20、2311、2738、718 钢锭加热工艺( 见 图 1) 。 保温时间根据不同锭型规定如下: 升温速度: 1 100℃以上速度不限。 锭型( t ) 11. 7 13. 54 21. 35 27. 99 时间( h) 5 5. 5 7 8 按此加热工艺, 钢锭上的一次铁皮基本不掉, 曾经多次采集氧化铁皮块观察, 所形成的一次铁
P20、2311、2738、718 钢坯 的加 热作 如下 要
求:
1) 加热温度根据钢坯的温度高低可按下限或
2 3 4 5 6
降温温度( ℃) 1 150 1 000 950 900 850 800
宽厚板
6) 推迟轧制时间与提前轧钢时间按如下要求
执行
锭型( t )
< 21 > 21
提前时间( min) ≤30 ≤20
推迟时间( min) ≤40 ≤50
3. 2 连续炉的加热
由于含 Ni 量及其它合金成分的不同, 所形成 的铁皮化学组成及结构也不同, 有必要对钢的化 学成分进行分析( 表 2) 。
由表 2 中可知: P20 钢不含 Ni, 但含 Cr 、M o 高, 2311 含 Ni 量 为 0. 20% ～ 0. 40% , 2738、718 含 Ni 量为 1. 10% ～1. 30% , 13M nNiM oNbR 含 Ni 为 0. 60% ～1. 00% , 09M nNiDR 含 Ni0. 30% ～0. 80% , 921B 含 Ni 为 3. 18% , 同时不同 程度 的含有 Cr, 该类钢含 Ni, Cr 量较高, 其导温性差, 在高温下, 其强度和塑性急剧下降, 因此若钢的加
3) 921B 钢是抚顺钢厂冶炼的属于合金钢, 原 加热工艺参见表 1。
图 1 模具钢在均热 炉的原加热工艺
表 1 921B 钢在均热炉的原加热工艺
操作项目 焖钢 ≤40℃/ h ≤60℃/h
900℃
≤100℃/ h
升温时间 升温时间 保温时间 升温时间
1300℃ 均热时间
1280℃ 均热时间
时间( h)
1) P 20, 2311, 718, 2738 钢锭加热工艺( 括号
·22·
内为 2738、718 钢锭保温温度) 见图 2。 保温时间, 锭型应满足轧 钢要求, 适当 延长
为: 锭型( t ) 11. 7 13. 54 20. 75 27. 99
2001 年第 6 期
时间( h) ≥6 ≥6. 5 ≥11 ≥12 2) 13M nNiM oNbR, 09M nNiDR 钢锭加热工
艺曲线如图 3。
图 2 含 N i 模具钢锭的加热工艺
图 3 含 N i 容器钢锭的加热工艺
2. 2. 3 钢坯的加热工艺 P20、 2311、2738、 718、13M nNiMo NbR、
09M nNiDR 钢坯加热时按如下加热工艺执行, 可 获得较好的除鳞效果与轧制板形:
1) 最高加热温度 1 240～1 260℃( 加热段) , 均热段 1 220～1 240℃;
·20·
皮厚度与结构有所不同, P20, 2311 钢所形成的氧 化铁皮较厚, 一般为 3～5mm, 结构较疏松, 2738, 718 钢锭所形成的氧化层较薄, 一般为 1～3mm , 结构较致密。
2) 13MnNiM oNbR、09M nNiDR 钢锭原加热
2001 年第 6 期
工艺是按照Ⅱ组钢加热, 最高加热温度 1 280℃, 生产实践证明 80% 的钢锭铁皮难以去除, 说明原 加热工艺存在不足之处。
3) 加热期应大风量, 阀位 75% ～100% , 负炉
压, 压力为- 35～- 25P a, 均热期风量适当减少,
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阀位 40% ～60% , 炉压为- 25～- 10Pa;
4) 火焰不允许直喷钢锭表面, 确保钢锭头部
不化钢;
5) 严格遵守待轧降温制度, 待轧降温制度按
如下要求执行。
待轧时间( h) 1
2311
0. 35 ～
0. 38
0. 35 ～
0. 45
1. 15 ～
1. 30
≤ 0. 07
≤ 0. 015
1. 70 ～
1. 80
0. 20 ～
0. 40
0. 20 ～
0. 40
2738
0. 35 ～
0. 38
0. 35 ～
0. 45
1. 15 ～
1. 30
≤ 0. 07
≤ 0. 015
1. 70 ～