فروتیتانیوم ( فروتیتانیم )

فروتیتانیوم چیست ؟

فروتیتانیوم افزودنی آلیاژی است که از آهن و تیتانیوم با حداقل درصد وزنی تیتانیوم 20% و حداکثر 75% است که از طریق ذوب و یا کاهش تولید می‌شوند.

همچنین ، تولید شمش آلیاژ تیتانیوم و اینگونه محصولات منجر به تولید قراضه های فلزی می شود. برخی از قراضه ها را می‌توان بازیافت کرد و از آن برای شارژ مجدد استفاده کرد. بعلاوه برخی از این قراضه ها خارج از حالت استاندارد بوده و به دلیل درجه اکسیداسیون ، بندها و سایر موارد نمی توان بازیافت کرد.

ویژگی‌های این کالا چیست ؟

تیتانیوم از نظر شیمیایی در دماهای بالا فعال است و میل خاصی به گوگرد ، کربن و گازهایی مانند اکسیژن و نیتروژن دارد. از این رو فروتیتانیوم در نتیجه در پالایش فولاد برای دفع اکسیداسیون و در بعضی موارد بعنوان جبرانساز استفاده می شود.

در مواد آهنی از تیتانیوم به دلیل تأثیر آن در تولید کاربیدها و اندازه های دانه ریزتر ، کمک به بهبود کیفیت فولاد و فولاد ضد زنگ و همچنین در تولید مواد جدید استفاده می شود.

تیتانیوم به دلیل داشتن خاصیت دفع کنندگی ، باعث کنترل سایز ریزدانه و همچنین برای کنترل و تثبیت کربن و نیتروژن در ساخت فولاد مورد استفاده قرار می گیرد.

فروتیتانیم به دلیل داشتن نقطه ذوب پایین و تراکم بالاتر برای افزودن تیتانیوم به فولاد آلیاژی (به جای ضایعات تیتانیوم) مورد استفاده قرار می گیرد.

طبقه بندی فروتیتانیوم به چه صورت است ؟

این فروآلیاژ را می‌توان با توجه به درصد تیتانیوم موجود در آن طبقه بندی کرد. بطور کلی فروتیتانیوم در درصدهای 65 الی 75 درصد موجود است و کاربرد دارد و معمولا یا در جامبو بگ های 1 تنی و یا بشکه های آهنی  عرضه می‌شوند.

بطور کلی این کالا در سایز های 10 الی 60 میلیمتر موجود بوده و نام های مختلفی برای آن مانند موارد زیر استفاده می‌کنند.

• فرو تیتانیوم
• فرو تیتانیم
• FeTi

کاربردهای فرو تیتانیوم در کجاست ؟

این فروآلیاژ کاربردهای بسیاری مخصوصا در صنعت و فولاد دارد. فروتیتانیوم ، در صنعت آهن و فولاد در مقایسه با تیتانیوم خالص ، از مزایای حلالیت بهتر (نقطه ذوب پایین و تراکم بالاتر) و قیمت پایین تر برخوردار است.

با این حال ، از آنجا که میل تیتانیوم به اکسیژن به طور قابل توجهی بالاتر از کربن است ، فولاد باید به طور موثر قبل از افزودن تیتانیوم دی اکسیداسیون شود. تیتانیوم فقط در موارد خاص برای این دفع اکسیداسیون مورد استفاده قرار می گیرد. فروتیتانیم همچنین برای از بین بردن نیتروژن و پیوند با گوگرد استفاده می شود.

در تولید فولادهای استیل ضد زنگ کروم نیکل ، تیتانیوم را اضافه می‌کنند  تا با مقدار کمی از کربن موجود برای تشکیل TiC (“تثبیت”) ترکیب شود و از این طریق از خوردگی جلوگیری می کند. همچنین افزودن فروتیتانیوم به فولادهای ابزاری، منجر به این شده که دانه ظریف تری می دهد و باعث کاهش عمق سخت شدن و از این رو تمایل به ترک خوردگی را کاهش می‌دهد.

اضافه کردن تیتانیوم چه تاثیراتی در فولاد دارد؟

تیتانیوم ترکیبی پایدار را در دمای فولادسازی با اکسیژن، کربن ، نیتروژن و سولفور می‌دهد. برخی اوقات در فولادسازی از این فروآلیاژ استفاده می‌کنند تا اثرات مخرب این عناصر را کاهش دهند. همچنین، از تیتانیوم در بسیاری از فولادها به منظور پالایش دانه نیز استفاده می‌شود.

در بسیاری از جهات، عملکرد تیتانیوم شبیه به افزودن آلومینیوم و نیوبیوم است و از این فروآلیاژ بعنوان دی اکسیدایزر استفاده می‌کنند.

واکنش پذیری فروتیتانیوم بسیار شبیه به منیزیم است و می‌تواند به راحتی مشتعل شود. این اشتعال با نور زیادی همراه است و می‌تواند مضر باشد.

از آنجایی که کاربرد اصلی تیتانیوم بعنوان ریلکس کننده و پاک کننده عناصر اکسیژن ، نیتروژن ، کربن و اکسیژن است، از این رو بهتر است از فروتیتانیوم که این عناصر در آن حداقل است استفاده شود.

خواص فروتیتانیم چیست ؟

خواص کلی آن به صورت زیر است :

• شکل ظاهری : کلوخه
• رنگ : نقره ای مایل به خاکستری
• بو : بدون بو
• دمای ذوب : 975 تا 1500 درجه سانتیگراد
• چگالی : 5.6 تا 6.8 گرم بر سانتی متر مکعب

این محصول در شرایط طبیعی پایدار بوده ولی نباید در معرض آب ، اسید و یا اکسیداسیون شدید قرار گیرد. همچنین آماده سازی آن طبق استانداردهای اروپا هیچگونه خطری نداشته و جزء کالاهای خطرناک برای حمل و نقل نمی‌باشد.

تولید فروتیتانیوم چگونه است ؟

مواد اولیه تولید فرتیتانیوم عبارتند از ایلمنیت ، لوکوکسن ، پرووفسکیت و کنسانتره سرباره که از ایلمنیت تولید می شود. به دلیل افزایش در دسترس بودن قراضه تیتانیوم ، از این قراضه ها برای تولید فروتیتانیوم (بیشتر> 70٪ Ti) و سایر آلیاژهای تیتانیوم نیز استفاده می شود.

روش کاهش کربن

تولید کربوترمیک در کوره های قوس الکتریکی منجر به ایجاد مقدار بالای از کربن در فروتیتانیم می شود. اگرچه، بیشترین استفاده از فروتیتانیوم ، ترکیب آن با کربن در فولاد است. از طرفی ، وجود کربن در فروتیتانیوم نامطلوب است و بنابراین این روش تولید مناسب گرید های بالا نیست.

تولید از ضایعات تیتانیوم و اسفنج

از آنجا که در دسترس بودن ضایعات تیتانیوم با رشد در مصرف تیتانیوم رو به افزایش است ، به طور گسترده برای تولید فروتیتانیوم (مواد با درجه بالا و حاوی 65% – 75%) و فروتیتانیوم-سیلیکون استفاده می شود.

آلیاژ حاوی 70% تیتانیوم به دلیل نقطه ذوب پایین (حدود 1100 درجه سانتیگراد) ذوب می شود و به آسانی می‌توان از کوره های القایی و کوره های قوس برای تولید استفاده نمود.