冷軋鈦帶罩式退火氧化原因分析及控制

鈦金屬具有比重低、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、艦船、冶金、石油化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。冷軋鈦帶是用優(yōu)質(zhì)海綿鈦為原料，以成卷的方式生產(chǎn)、供貨，常用厚度規(guī)格為0.5mm～3.0mm，具有產(chǎn)量大、表面質(zhì)量好、組織均勻等優(yōu)點(diǎn)。

冷軋鈦卷帶在加工過(guò)程中，為了消除加工硬化、改善鈦帶塑性和韌性，得到較好的力學(xué)性能，需要對(duì)鈦卷帶進(jìn)行退火。由于鈦屬于化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，加熱時(shí)易與O

、N

、H

和水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)

，為保證生產(chǎn)出高質(zhì)量的鈦卷，采用在真空或惰性氣體保護(hù)下對(duì)鈦卷進(jìn)行退火。目前國(guó)內(nèi)外主要有三種退火設(shè)備：真空退火爐、氬氣連退線、氬氣保護(hù)的罩式退火爐。其中罩式爐退火具有成本低、周期短、均勻性好等優(yōu)點(diǎn)，但是鈦卷帶使用罩式爐退火時(shí)，由于各種原因，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)退火后氧化現(xiàn)象，鈦卷氧化嚴(yán)重影響鈦帶表面質(zhì)量和成品率，甚至?xí)斐赦伨韴?bào)廢。本文針對(duì)鈦卷罩式退火氧化的原因及控制辦法進(jìn)行了分析。

1 鈦卷罩式退火工藝流程

罩式退火爐主要由爐臺(tái)、加熱罩、冷卻罩、內(nèi)罩、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成，如圖1所示。退火時(shí)采用一爐雙卷，兩卷垂直放置。

鈦卷罩式退火爐作業(yè)流程為：鈦卷裝爐→裝內(nèi)罩、加熱罩→抽真空→充氬氣→加熱→保溫→卸加熱罩→裝冷卻罩→冷卻→卸冷卻罩、內(nèi)罩→鈦卷至冷卻臺(tái)。

罩式退火原料為純鈦卷（TA1或TA2），規(guī)格為（0.5～3.0）mm×1250mm×L，單卷重量在6t。鈦卷經(jīng)料架吊上爐臺(tái),內(nèi)罩吊裝就位,內(nèi)罩與爐臺(tái)間由機(jī)械鎖緊裝置壓緊水冷膠圈形成密封腔，經(jīng)抽真空、冷密封檢查、充氬氣等工藝控制過(guò)程，達(dá)到爐內(nèi)所需保護(hù)氣氛和工作壓力，加熱系統(tǒng)和循環(huán)風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作使?fàn)t內(nèi)保護(hù)氣體強(qiáng)循環(huán),均勻溫度，并在自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)的控制下完成升溫、保溫、風(fēng)冷、水冷等全部工藝過(guò)程。

退火前罩式退火爐需要抽真空，達(dá)到一定的真空度，并且設(shè)備處于密封狀態(tài)，但設(shè)備長(zhǎng)期使用老化會(huì)造成設(shè)備內(nèi)罩、管道或者密封漏氣，氧氣進(jìn)入爐內(nèi)，爐內(nèi)真空度下降，高溫退火時(shí)會(huì)造成鈦卷氧化。

幼兒在學(xué)習(xí)幾何圖形之前就對(duì)物體的形狀有了初步了解，這是他們?cè)谏钆c探索之中積累的經(jīng)驗(yàn)。特別是幼兒能夠?qū)ψ约航佑|過(guò)的物體形狀擁有比較清晰的認(rèn)識(shí)。例如，幼兒能夠知道足球是圓形的，門(mén)窗是長(zhǎng)方形的等。而在這個(gè)階段，幼兒對(duì)圖形的認(rèn)識(shí)還無(wú)法脫離具體物體單獨(dú)存在，需要逐漸從具體化的物體向抽象化的圖形概念進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這才能夠形成抽象意識(shí)，從而更加準(zhǔn)確地理解和把握幾何圖形的概念。比如，很多幼兒會(huì)用具體的事物代指某種圖形，而在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)后他們則會(huì)嘗試將物體與形狀進(jìn)行比較，形成初步的圖形觀念，最終完成幾何圖形概念抽象化。

2 退火氧化缺陷及原因分析

為了得到光亮的表面質(zhì)量，鈦卷退火在真空和保護(hù)氣氛中進(jìn)行，鈦卷罩式退火一般采用氬氣作為保護(hù)氣。但由于設(shè)備故障、操作不當(dāng)、表面污染等問(wèn)題使得鈦卷罩式退火時(shí)，氣氛中的氧氣、二氧化碳及水蒸氣等氧化介質(zhì)含量較大，鈦卷表面會(huì)發(fā)生氧化，形成一層致密的氧化膜

。鈦的氧化反應(yīng)方程式為T(mén)i+O=TiO

，反應(yīng)條件為高溫加熱。

在加熱溫度較低時(shí)，鈦表面的氧化膜近乎透明，人們用肉眼是比較難察覺(jué)到的，但是當(dāng)溫度升高后，氧化膜也會(huì)慢慢增厚，并對(duì)光線產(chǎn)生干涉，在人的眼中也就會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色。一般鈦卷罩式退火氧化呈現(xiàn)自邊部向中部漸變的淡黃色、黃褐色或藍(lán)色印跡，輪廓線呈弧形，無(wú)規(guī)則，一般邊部比較嚴(yán)重，如圖2所示。經(jīng)過(guò)分析，通常以下原因會(huì)造成爐內(nèi)氣氛氧化介質(zhì)增加，從而導(dǎo)致鈦卷退火后表面出現(xiàn)氧化。

2.1 設(shè)備問(wèn)題

2.1.1 設(shè)備漏氣

定義1.1[9] 偽BCI-代數(shù)是一個(gè)代數(shù)結(jié)構(gòu)(X;≤,→,,1), 其中“≤”為X上的一個(gè)二元關(guān)系，“→”和“ ”為X上的二元運(yùn)算，“1”是X的一個(gè)元，滿足如下公理：對(duì)任意x,y,z ∈X,

（1）鈦卷從脫脂干凈到裝入爐內(nèi)的過(guò)程中，要保證無(wú)污染，如果操作人員裝爐過(guò)程中未佩戴干凈手套，工裝吊具有油污，會(huì)造成鈦卷二次污染，退火后產(chǎn)生氧化。

鈦卷在爐內(nèi)退火時(shí)，料盤(pán)、內(nèi)罩、支架等部件共同在爐內(nèi)加熱，擴(kuò)散泵通過(guò)管道與爐內(nèi)氣氛相連接，如果爐內(nèi)罩、料盤(pán)等部位（如3圖所示）有油污等污染物，或者擴(kuò)散泵存在漏油，退火時(shí)溫度升高后油污碳化產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等氧化介質(zhì)，氧化介質(zhì)與鈦卷在高溫下發(fā)生反應(yīng)，造成鈦卷氧化。

2.2 氬氣污染

氬氣是一種惰性氣體，在常溫下與其他物質(zhì)均不起化學(xué)反應(yīng)，在高溫下也不溶于液態(tài)金屬中，它的性質(zhì)十分不活潑，既不能燃燒，也不助燃。

鈦卷罩式退火過(guò)程中要向爐內(nèi)充氬氣進(jìn)行保護(hù)，如果氬氣的純度不夠，或充氬操作時(shí)氬氣壓力不夠，爐內(nèi)氣體混有氧氣，高溫退火時(shí)會(huì)造成鈦卷氧化。

2.3 鈦卷污染

根據(jù)以上原因分析，為了避免或減少鈦卷罩式退火氧化的發(fā)生，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：

做好設(shè)備的定期維保和日常的點(diǎn)檢，定期檢查設(shè)備各零部件的工作情況，通過(guò)壓升率測(cè)試和設(shè)備撿漏，確保設(shè)備不漏氣、不漏油；同時(shí)，應(yīng)定期對(duì)爐臺(tái)、料盤(pán)、內(nèi)罩、真空腔等重要部位進(jìn)行清理，并在鈦卷裝爐前進(jìn)行確認(rèn)，避免油污污染鈦卷造成氧化缺陷。

（1）脫脂液清洗能力不足，鈦卷表面油污脫脂不干凈；

（2）脫脂設(shè)備輥刷老化，刷洗能力不足，不能有效去除表面油污；

（3）漂洗水更換不及時(shí)，未將鈦卷表面的脫脂液沖洗干凈；

（4）熱風(fēng)吹掃能力不足，鈦卷清洗后未完全烘干，鈦卷表面會(huì)存在水汽。

污染的鈦卷裝入爐內(nèi)，高溫時(shí)油污和水蒸氣會(huì)在爐內(nèi)揮發(fā)，增加氧化介質(zhì)，造成鈦卷表面產(chǎn)生氧化。

2.4 卷型不良

大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，卷材軋制后板型較差時(shí)，氧化有增多的情況。經(jīng)過(guò)分析，當(dāng)卷材有邊浪時(shí)，鈦卷卷取后層間縫隙增大（如圖5所示），退火時(shí)氣體在爐內(nèi)循環(huán)不通暢，容易產(chǎn)生渦流等現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，容易引起爐外氣體滲入爐內(nèi)，氣體易沿邊浪區(qū)域滲入卷材內(nèi)部造成氧化

。

2.5 操作問(wèn)題

罩式退火過(guò)程中操作不當(dāng)也會(huì)造成鈦卷氧化，操作不當(dāng)有以下幾個(gè)方面

：

2.1.2 設(shè)備污染

包括自主學(xué)習(xí)能力；溝通和團(tuán)隊(duì)合作能力；知識(shí)整合的能力；解決問(wèn)題的能力；對(duì)知識(shí)掌握的廣度和深度；臨床科研思維和研究的能力；對(duì)信息、資源的掌握及使用能力；評(píng)判性思維；激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；均在75%以上，學(xué)生對(duì)此模式總的滿意度達(dá)到96%，說(shuō)明此教學(xué)模式是有顯著效果的，具體見(jiàn)（表2）。

（2）退火過(guò)程中操作人員未按工藝要求操作，退火時(shí)爐內(nèi)真空度不達(dá)標(biāo)或者充氬壓力不夠，會(huì)造成鈦卷退火氧化。

關(guān)于隱秀感，現(xiàn)象學(xué)強(qiáng)調(diào)“可能之物”的背景，就開(kāi)啟了一切事物通達(dá)“無(wú)”“道”與“神”的渾茫意境，可以說(shuō)，在現(xiàn)象學(xué)看來(lái)，一切事物皆在“隱”“秀”間閃爍與顯現(xiàn)。海德格爾借古希臘神廟，道說(shuō)藝術(shù)作品的本源時(shí)，以?xún)?yōu)美的辭筆，讓神廟在天容海色、天風(fēng)海濤間卓偉秀出以后，說(shuō)“神廟作品闃然無(wú)聲地開(kāi)啟著世界，同時(shí)把這世界重又置回到大地中。如此這般，大地本身才作為家園般的基地而露面?！?顯然，海德格爾給藝術(shù)作品賦予了兩個(gè)特點(diǎn):其一，開(kāi)啟世界，即神廟牽連的古希臘民族的歷史文化世界，此為“秀”;其二，制造大地，大地關(guān)聯(lián)于無(wú)與道、神與神秘，是掩蔽的，故為“隱”。某種意義上也可以說(shuō)，海氏哲學(xué)，是最富隱秀感的哲學(xué)。

（3）設(shè)備維保、點(diǎn)檢執(zhí)行不到位，爐臺(tái)、內(nèi)罩、料盤(pán)等部位清理不干凈，造成鈦卷退火氧化。

3 鈦卷氧化的控制

由于罩式退火為真空充氬退火，因此退火前鈦卷需要進(jìn)行脫脂清洗，去除表面油污，脫脂過(guò)程是鈦卷在脫脂箱內(nèi)，通過(guò)脫脂液的噴淋和輥刷的刷洗去除表面油污，最后經(jīng)過(guò)漂洗水沖洗和熱風(fēng)烘干，滿足罩式退火的要求。鈦卷脫脂不干凈（如圖4所示），將導(dǎo)致鈦卷氧化缺陷，主要包括：

3.1 設(shè)備維護(hù)

在該階段，企業(yè)已知政府制定的針對(duì)新能源汽車(chē)的CAFC得分效率θ1，兩企業(yè)決策自身的續(xù)航里程研發(fā)水平。在研發(fā)過(guò)程中，兩企業(yè)可以開(kāi)展合作和競(jìng)爭(zhēng)兩種模式，當(dāng)兩企業(yè)選擇研發(fā)合作時(shí)，技術(shù)溢出率較高。在競(jìng)爭(zhēng)模式下，兩企業(yè)的技術(shù)溢出率為ω1、ω2；在合作模式下，兩企業(yè)的技術(shù)溢出率為ω′1、 ω′2。 其中 0＜ω1＜ω′1＜1， 0＜ω2＜ω′2 ＜1。

其二，新聞傳播主體繼續(xù)呈現(xiàn)多元化特征，數(shù)字報(bào)紙面臨更加嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)壓力。CNNIC的數(shù)據(jù)顯示，最近半年內(nèi)，手機(jī)網(wǎng)民使用過(guò)的手機(jī)應(yīng)用個(gè)數(shù)平均超過(guò)10個(gè)，手機(jī)軟件的多樣化促進(jìn)了新聞獲取渠道的多樣化，也促使各個(gè)平臺(tái)對(duì)移動(dòng)新聞客戶端的爭(zhēng)奪進(jìn)入白熱化，其中人民日?qǐng)?bào)、光明日?qǐng)?bào)等傳統(tǒng)媒體，新浪、搜狐等門(mén)戶網(wǎng)站，以及沒(méi)有任何新聞背景的今日頭條、鮮聞等新聞聚合平臺(tái)都紛紛推出移動(dòng)新聞客戶端。隨著互聯(lián)網(wǎng)“去中心化”的發(fā)展，網(wǎng)民通過(guò)微博、微信等社交平臺(tái)都可以成為新聞提供商。新聞來(lái)源的多元化使得傳統(tǒng)媒體的數(shù)字報(bào)紙優(yōu)勢(shì)減弱，競(jìng)爭(zhēng)壓力更加嚴(yán)峻。

3.2 氬氣控制

保護(hù)氣體采用純度為99.99%及以上的氬氣，并且始終保持管道內(nèi)存有氬氣，避免空氣進(jìn)入管道。在充氬操作時(shí)保證管道壓力，爐內(nèi)氬氣壓力達(dá)到工藝要求。

3.3 鈦卷管控

加強(qiáng)脫脂設(shè)備的脫脂和烘干效果，做好脫脂設(shè)備輥刷的點(diǎn)檢和維保，避免因輥刷老化造成鈦卷脫脂不干凈，制定鈦卷脫脂檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，確保鈦卷脫脂干凈、無(wú)污染，滿足罩式退火要求。

控制鈦卷軋制板型，軋制后通過(guò)平整或者拉矯消除邊浪，確保鈦卷脫脂后層間無(wú)明顯縫隙，端部無(wú)溢出，有利于退火時(shí)爐內(nèi)氣體的循環(huán)和廢氣的排出。

皇帝拍拍她的手背：“那就好。”皇帝指一指身后，“朕聽(tīng)說(shuō)你不適，就忍不住來(lái)了，正好也催促太醫(yī)過(guò)來(lái)，給你仔細(xì)瞧瞧?！?/p>

術(shù)后9h患者重新進(jìn)入手術(shù)室，常規(guī)麻醉監(jiān)測(cè)和誘導(dǎo)、可視喉鏡氣管插管。在全麻下行后正中入路胸椎板切除減壓術(shù)。切除胸2、3、4椎板及胸5部分椎板，可見(jiàn)椎管內(nèi)硬膜外血凝塊壓迫脊髓(見(jiàn)圖3)，清除血凝塊，仔細(xì)查驗(yàn)硬膜外腔通暢、無(wú)活動(dòng)性出血后，放置硬膜外引流管，逐層縫合，術(shù)中輸液1 000ml，尿量400ml。手術(shù)歷時(shí)5h結(jié)束。待患者完全清醒后拔除氣管插管，測(cè)雙下肢膝關(guān)節(jié)以上感覺(jué)有所恢復(fù)，但雙下肢肌力仍為0級(jí)。術(shù)后給予預(yù)防感染、營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)、消除水腫、適當(dāng)輸液、止血等相應(yīng)治療。

3.4 人員培訓(xùn)

制定罩式退火作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，裝出爐操作及退火過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工藝文件要求，規(guī)范設(shè)備維保的執(zhí)行，對(duì)維保結(jié)果進(jìn)行檢查確認(rèn)。在整個(gè)鈦卷退火過(guò)程中時(shí)刻觀察爐內(nèi)真空度及溫度的變化，出現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)告并解決。

通過(guò)以上控制措施，鈦卷罩式退火后可以呈現(xiàn)光亮的銀白色，可以大大改善鈦卷表面質(zhì)量，提升產(chǎn)品得料率。

向培養(yǎng)好的菌液中滴加指示劑后，空白對(duì)照組與魯氏酵母菌的3組平行試驗(yàn)均未出現(xiàn)紅色圓環(huán)，而大腸桿菌中出現(xiàn)紅色圓環(huán)，由圖6可知，魯氏酵母菌的吲哚試驗(yàn)結(jié)果呈陰性，大腸桿菌的吲哚試驗(yàn)結(jié)果呈陽(yáng)性。吲哚試驗(yàn)結(jié)果表明，魯氏酵母菌不會(huì)分解色氨酸產(chǎn)生吲哚類(lèi)物質(zhì)。

4 結(jié)論

本文通過(guò)分析罩式退火爐的設(shè)備組成和工藝流程，從設(shè)備、原料、操作等方面總結(jié)了鈦卷罩式退火氧化的原因，并從設(shè)備、原料、氬氣、人員操作等方面制定了系統(tǒng)控制方法，從而有效減少了冷軋鈦帶找罩式退火氧化缺陷，獲得了表面光亮，呈現(xiàn)銀白色理想表面質(zhì)量。

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