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、強度高、耐腐蝕性強、生物相容性好等優點，廣泛應用于航空航天、艦船、冶金、石油化工、醫療等領域。冷軋鈦帶是用優質海綿鈦為原料，以成卷的方式生產、供貨，常用厚度規格為0.5mm～3.0mm，具有產量大、表面質量好、組織均勻等優點。

冷軋鈦卷帶在加工過程中，為了消除加工硬化、改善鈦帶塑性和韌性，得到較好的力學性能，需要對鈦卷帶進行退火。由于鈦屬于化學性質比較活潑的金屬，加熱時易與O

、N

、H

和水蒸氣等發生反應

，為保證生產出高質量的鈦卷，采用在真空或惰性氣體保護下對鈦卷進行退火。目前國內外主要有三種退火設備：真空退火爐、氬氣連退線、氬氣保護的罩式退火爐。其中罩式爐退火具有成本低、周期短、均勻性好等優點，但是鈦卷帶使用罩式爐退火時，由于各種原因，經常會出現退火后氧化現象，鈦卷氧化嚴重影響鈦帶表面質量和成品率，甚至會造成鈦卷報廢。本文針對鈦卷罩式退火氧化的原因及控制辦法進行了分析。

1 鈦卷罩式退火工藝流程

罩式退火爐主要由爐臺、加熱罩、冷卻罩、內罩、真空系統、加熱系統、冷卻系統、電氣系統等組成，如圖1所示。退火時采用一爐雙卷，兩卷垂直放置。

鈦卷罩式退火爐作業流程為：鈦卷裝爐→裝內罩、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、內罩→鈦卷至冷卻臺。

罩式退火原料為純鈦卷（TA1或TA2），規格為（0.5～3.0）mm×1250mm×L，單卷重量在6t。鈦卷經料架吊上爐臺,內罩吊裝就位,內罩與爐臺間由機械鎖緊裝置壓緊水冷膠圈形成密封腔，經抽真空、冷密封檢查、充氬氣等工藝控制過程，達到爐內所需保護氣氛和工作壓力，加熱系統和循環風機開始工作使爐內保護氣體強循環,均勻溫度，并在自動化電氣控制系統的控制下完成升溫、保溫、風冷、水冷等全部工藝過程。

退火前罩式退火爐需要抽真空，達到一定的真空度，并且設備處于密封狀態，但設備長期使用老化會造成設備內罩、管道或者密封漏氣，氧氣進入爐內，爐內真空度下降，高溫退火時會造成鈦卷氧化。

幼兒在學習幾何圖形之前就對物體的形狀有了初步了解，這是他們在生活與探索之中積累的經驗。特別是幼兒能夠對自己接觸過的物體形狀擁有比較清晰的認識。例如，幼兒能夠知道足球是圓形的，門窗是長方形的等。而在這個階段，幼兒對圖形的認識還無法脫離具體物體單獨存在，需要逐漸從具體化的物體向抽象化的圖形概念進行轉化，這才能夠形成抽象意識，從而更加準確地理解和把握幾何圖形的概念。比如，很多幼兒會用具體的事物代指某種圖形，而在經過一段時間的學習后他們則會嘗試將物體與形狀進行比較，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量，鈦卷退火在真空和保護氣氛中進行，鈦卷罩式退火一般采用氬氣作為保護氣。但由于設備故障、操作不當、表面污染等問題使得鈦卷罩式退火時，氣氛中的氧氣、二氧化碳及水蒸氣等氧化介質含量較大，鈦卷表面會發生氧化，形成一層致密的氧化膜

。鈦的氧化反應方程式為Ti+O=TiO

，反應條件為高溫加熱。

在加熱溫度較低時，鈦表面的氧化膜近乎透明，人們用肉眼是比較難察覺到的，但是當溫度升高后，氧化膜也會慢慢增厚，并對光線產生干涉，在人的眼中也就會呈現出不同的顏色。一般鈦卷罩式退火氧化呈現自邊部向中部漸變的淡黃色、黃褐色或藍色印跡，輪廓線呈弧形，無規則，一般邊部比較嚴重，如圖2所示。經過分析，通常以下原因會造成爐內氣氛氧化介質增加，從而導致鈦卷退火后表面出現氧化。

2.1 設備問題

2.1.1 設備漏氣

定義1.1[9] 偽BCI-代數是一個代數結構(X;≤,→,,1), 其中“≤”為X上的一個二元關系，“→”和“ ”為X上的二元運算，“1”是X的一個元，滿足如下公理：對任意x,y,z ∈X,

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

鈦卷在爐內退火時，料盤、內罩、支架等部件共同在爐內加熱，擴散泵通過管道與爐內氣氛相連接，如果爐內罩、料盤等部位（如3圖所示）有油污等污染物，或者擴散泵存在漏油，退火時溫度升高后油污碳化產生一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等氧化介質，氧化介質與鈦卷在高溫下發生反應，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均不起化學反應，在高溫下也不溶于液態金屬中，它的性質十分不活潑，既不能燃燒，也不助燃。

鈦卷罩式退火過程中要向爐內充氬氣進行保護，如果氬氣的純度不夠，或充氬操作時氬氣壓力不夠，爐內氣體混有氧氣，高溫退火時會造成鈦卷氧化。

2.3 鈦卷污染

根據以上原因分析，為了避免或減少鈦卷罩式退火氧化的發生，可以從以下幾個方面進行控制：

做好設備的定期維保和日常的點檢，定期檢查設備各零部件的工作情況，通過壓升率測試和設備撿漏，確保設備不漏氣、不漏油；同時，應定期對爐臺、料盤、內罩、真空腔等重要部位進行清理，并在鈦卷裝爐前進行確認，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，未將鈦卷表面的脫脂液沖洗干凈；

（4）熱風吹掃能力不足，鈦卷清洗后未完全烘干，鈦卷表面會存在水汽。

污染的鈦卷裝入爐內，高溫時油污和水蒸氣會在爐內揮發，增加氧化介質，造成鈦卷表面產生氧化。

2.4 卷型不良

大量生產數據表明，卷材軋制后板型較差時，氧化有增多的情況。經過分析，當卷材有邊浪時，鈦卷卷取后層間縫隙增大（如圖5所示），退火時氣體在爐內循環不通暢，容易產生渦流等現象，進而產生負壓區，容易引起爐外氣體滲入爐內，氣體易沿邊浪區域滲入卷材內部造成氧化

。

2.5 操作問題

罩式退火過程中操作不當也會造成鈦卷氧化，操作不當有以下幾個方面

：

2.1.2 設備污染

包括自主學習能力；溝通和團隊合作能力；知識整合的能力；解決問題的能力；對知識掌握的廣度和深度；臨床科研思維和研究的能力；對信息、資源的掌握及使用能力；評判性思維；激發學習興趣；均在75%以上，學生對此模式總的滿意度達到96%，說明此教學模式是有顯著效果的，具體見（表2）。

（2）退火過程中操作人員未按工藝要求操作，退火時爐內真空度不達標或者充氬壓力不夠，會造成鈦卷退火氧化。

關于隱秀感，現象學強調“可能之物”的背景，就開啟了一切事物通達“無”“道”與“神”的渾茫意境，可以說，在現象學看來，一切事物皆在“隱”“秀”間閃爍與顯現。海德格爾借古希臘神廟，道說藝術作品的本源時，以優美的辭筆，讓神廟在天容海色、天風海濤間卓偉秀出以后，說“神廟作品闃然無聲地開啟著世界，同時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，海德格爾給藝術作品賦予了兩個特點:其一，開啟世界，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，大地關聯于無與道、神與神秘，是掩蔽的，故為“隱”。某種意義上也可以說，海氏哲學，是最富隱秀感的哲學。

（3）設備維保、點檢執行不到位，爐臺、內罩、料盤等部位清理不干凈，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行脫脂清洗，去除表面油污，脫脂過程是鈦卷在脫脂箱內，通過脫脂液的噴淋和輥刷的刷洗去除表面油污，最后經過漂洗水沖洗和熱風烘干，滿足罩式退火的要求。鈦卷脫脂不干凈（如圖4所示），將導致鈦卷氧化缺陷，主要包括：

3.1 設備維護

在該階段，企業已知政府制定的針對新能源汽車的CAFC得分效率θ1，兩企業決策自身的續航里程研發水平。在研發過程中，兩企業可以開展合作和競爭兩種模式，當兩企業選擇研發合作時，技術溢出率較高。在競爭模式下，兩企業的技術溢出率為ω1、ω2；在合作模式下，兩企業的技術溢出率為ω′1、 ω′2。 其中 0＜ω1＜ω′1＜1， 0＜ω2＜ω′2 ＜1。

其二，新聞傳播主體繼續呈現多元化特征，數字報紙面臨更加嚴峻的競爭壓力。CNNIC的數據顯示，最近半年內，手機網民使用過的手機應用個數平均超過10個，手機軟件的多樣化促進了新聞獲取渠道的多樣化，也促使各個平臺對移動新聞客戶端的爭奪進入白熱化，其中人民日報、光明日報等傳統媒體，新浪、搜狐等門戶網站，以及沒有任何新聞背景的今日頭條、鮮聞等新聞聚合平臺都紛紛推出移動新聞客戶端。隨著互聯網“去中心化”的發展，網民通過微博、微信等社交平臺都可以成為新聞提供商。新聞來源的多元化使得傳統媒體的數字報紙優勢減弱，競爭壓力更加嚴峻。

3.2 氬氣控制

保護氣體采用純度為99.99%及以上的氬氣，并且始終保持管道內存有氬氣，避免空氣進入管道。在充氬操作時保證管道壓力，爐內氬氣壓力達到工藝要求。

3.3 鈦卷管控

加強脫脂設備的脫脂和烘干效果，做好脫脂設備輥刷的點檢和維保，避免因輥刷老化造成鈦卷脫脂不干凈，制定鈦卷脫脂檢驗標準，確保鈦卷脫脂干凈、無污染，滿足罩式退火要求。

控制鈦卷軋制板型，軋制后通過平整或者拉矯消除邊浪，確保鈦卷脫脂后層間無明顯縫隙，端部無溢出，有利于退火時爐內氣體的循環和廢氣的排出。

皇帝拍拍她的手背：“那就好。”皇帝指一指身后，“朕聽說你不適，就忍不住來了，正好也催促太醫過來，給你仔細瞧瞧。”

術后9h患者重新進入手術室，常規麻醉監測和誘導、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。切除胸2、3、4椎板及胸5部分椎板，可見椎管內硬膜外血凝塊壓迫脊髓(見圖3)，清除血凝塊，仔細查驗硬膜外腔通暢、無活動性出血后，放置硬膜外引流管，逐層縫合，術中輸液1 000ml，尿量400ml。手術歷時5h結束。待患者完全清醒后拔除氣管插管，測雙下肢膝關節以上感覺有所恢復，但雙下肢肌力仍為0級。術后給予預防感染、營養神經、消除水腫、適當輸液、止血等相應治療。

3.4 人員培訓

制定罩式退火作業標準，加強人員培訓，裝出爐操作及退火過程嚴格執行作業標準和工藝文件要求，規范設備維保的執行，對維保結果進行檢查確認。在整個鈦卷退火過程中時刻觀察爐內真空度及溫度的變化，出現異常情況及時報告并解決。

通過以上控制措施，鈦卷罩式退火后可以呈現光亮的銀白色，可以大大改善鈦卷表面質量，提升產品得料率。

向培養好的菌液中滴加指示劑后，空白對照組與魯氏酵母菌的3組平行試驗均未出現紅色圓環，而大腸桿菌中出現紅色圓環，由圖6可知，魯氏酵母菌的吲哚試驗結果呈陰性，大腸桿菌的吲哚試驗結果呈陽性。吲哚試驗結果表明，魯氏酵母菌不會分解色氨酸產生吲哚類物質。

4 結論

本文通過分析罩式退火爐的設備組成和工藝流程，從設備、原料、操作等方面總結了鈦卷罩式退火氧化的原因，并從設備、原料、氬氣、人員操作等方面制定了系統控制方法，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，呈現銀白色理想表面質量。

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