九米级整体环的原始钛坯重一百八十吨。


    它不是一块普通金属。


    钛合金在室温下耐腐蚀，到了高温却像突然张开无数只手，会疯狂抓住空气中的氧、氮和氢。


    氧进入表层后，会形成一层又硬又脆的富氧层。


    这层东西在行业里有个直白名字。


    阿尔法壳。


    外观看着只是颜色发暗，锻造时却可能像鸡蛋壳一样裂开，再被巨大的压力折进金属内部。


    九米环允许切除的加工余量有限。


    阿尔法壳若超过两毫米，整件钛坯即使没裂，也会因为后续加工余量不足报废。


    基地原有加热炉能容纳一百八十吨钛坯。


    问题是它过去主要加热钢和铝合金。


    炉门、观察孔、烧嘴周围允许少量空气渗入，对钢坯影响不大，对高温钛却完全不同。


    工艺团队先放入一块同牌号试样。


    炉温升到九百八十度。


    十二支热电偶最大差异六度。


    燃烧系统、循环风机和炉压全部正常。


    两小时后试样出炉。


    表面氧含量比原材料高两千倍。


    富氧层深度零点八毫米。


    正式钛坯需要保温十多个小时。


    按这个速度，出炉时阿尔法壳可能超过三毫米。


    第一轮方案是提高炉内微正压，让气体只向外漏，不让外界空气进入。


    炉压提高十五帕后，门缝氧浓度下降。


    烧嘴周围却出现回火风险。


    燃气炉不能无限加压。


    第二轮方案是向炉内大量充氩。


    整座炉膛体积接近一间小厂房。


    若用氩气把氧浓度整体压到钛合金要求，单次加热要消耗数百万元惰性气体，还会影响烧嘴燃烧。


    陈大川看着流量预算直咂嘴：“这不是给钛坯吹保护气，这是准备把整个厂房腌进氩气里。”


    周野没有试图保护整座炉膛。


    真正怕氧的是钛坯表面。


    只要在钛坯周围建立一层稳定惰性气体边界，外层炉气仍可正常循环燃烧。


    他们设计了一套可拆卸环形气幕。


    多孔管沿钛坯上下边缘布置，氩气以很低速度喷出，在坯料表面形成贴壁层。


    流速不能太高。


    高速气流会卷吸外部炉气，把氧带进保护层。


    也不能太低。


    钛坯加热后产生的浮升气流会把氩气掀走。


    周野在冷态模型上用二氧化碳模拟氩气，因为两者都比空气重，便于通过浓度探头观察边界。


    第一版气幕在钛坯底部稳定，上方却出现两个缺口。


    热气上升的“烟囱效应”会从缺口抽入炉气。


    第二版增加顶部回流罩，把上升氩气重新导向表面。


    氧浓度下降到百万分之八十。


    仍然不够。


    团队没有马上认定气幕设计失败。


    百万分之几十的氧含量已经接近普通探头的测量边界。传感器零点漂移、采样管吸附空气，甚至接头里残留的一小团气体，都可能让结果看起来比真实值更高。


    三十二只探头被分成三组交叉校准。


    第一组直接放在气幕内，第二组通过短采样管测量，第三组只监视炉膛背景。随后向系统注入已知浓度的标准气体，检查每只探头是否能在相同时间内跟上变化。


    其中两只探头响应慢了九秒，被立即更换。


    校准后，顶部峰值仍达到百万分之七十六。


    问题确实存在，不是仪表在吓人。


    周野又做了一次质量守恒核算。若只是保护气纯度不足，所有探头应该一起缓慢升高；现在只有顶部出现周期峰值，说明外部炉气正被某种有规律的力量卷进来。


    钛合金高温保护要求更严。


    团队沿气幕布置三十二只氧探头，发现浓度波动不是随机发生，而是每隔十一秒出现一次。


    周期与循环风机叶片通过频率一致。


    风机每转一圈，炉内压力波就像看不见的手，在气幕顶部掀开一道缝。


    关闭循环风机能让气幕稳定，却会使钛坯内外温差失控。


    周野让气幕流量不再保持恒定。


    它根据风机相位提前零点四秒增加顶部供气，压力波到来前先把薄弱位置补厚，压力波过去再降回正常流量。


    第三次冷态测试。


    顶部氧浓度峰值从百万分之八十降到百万分之十二。


    平均值只有百万分之五。


    但真正炉温下，氩气密度、炉气黏度和钛坯热浮力都会变化。


    冷态成功只证明方向正确。


    工艺团队再次放入试样，升到九百八十度。


    前两个小时，气幕内部氧浓度稳定。


    第三小时，炉门右上角探头突然从百万分之六跳到百万分之四百。


    炉压没变。


    风机也没变。


    一道肉眼看不见的新鲜空气，正在穿过炉墙进入气幕。