Ferrotitanium 40 enthält 35 bis 45 % Titan und wird zur Kornverfeinerung, Desoxidation und zur Stabilisierung von Kohlenstoff und Stickstoff in Stahl verwendet. Es wird nicht durch einen einzigen Prozess hergestellt. Drei Routen dominieren die industrielle Versorgung, und jede hinterlässt einen anderen Fingerabdruck in der Analyse, weshalb sich zwei Chargen, die für die gleiche Qualität zertifiziert sind, in der Pfanne unterschiedlich verhalten können. Die Sorten FeTi30, FeTi40 und FeTi70 sind in GB/T 3282 und in ISO 5454 spezifiziert, wobei die Grenzwerte für Aluminium und Silizium mit steigendem Titangehalt strenger werden.
Umschmelzroute
Titanlagerschrott und Stahlschrott werden in einem Induktionsofen zusammengeschmolzen. Das Eisen-{1}}Titan-System hat einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt von etwa 68 % Titan, sodass eine Charge bei mäßiger Temperatur geschmolzen und in Barren gegossen oder in Platten gegossen werden kann. In der Praxis liegt der Titangehalt der Schmelze bei etwa 70 %, weshalb die Umschmelzroute eher mit der reicheren Sorte FeTi70 als mit FeTi40 in Verbindung gebracht wird. Titan brennt bei hoher Temperatur leicht, daher wird die Charge verdichtet, beispielsweise durch Packen von Schrott in Stahlbehälter und Pressen, und die Schmelze wird mit einem Flussmittel mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise einer Chloridmischung, bedeckt, um die Oxidation zu begrenzen. Es treten immer noch Verluste auf, und die resultierende Analyse spiegelt sowohl die Schrottmenge als auch das Ausmaß der Oxidation wider. Derselbe Ofen kann durch Anpassung der Beschickung titanhaltige Verbundlegierungen herstellen. Dies bietet eine nützliche Flexibilität, wenn ein Kunde ein bestimmtes Titan-Eisen-Verhältnis benötigt.
Elektrosilikothermische Reduktion
Bei diesem Weg wird eine titandioxidhaltige Schlacke oder ein Konzentrat durch Ferrosilicium in einem Elektroofen reduziert, wobei Kalk- und Flussspatzusätze die Fließfähigkeit und Aktivität der Schlacke steuern. Bei den Produkten handelt es sich um siliziumhaltige Titanlegierungen wie Fe-Ti-Si und Si-Ca-Ti, und der Prozess kann auf Titan-Verbundlegierungen mit mehreren -Elementen ausgeweitet werden, indem der Ladung weitere Oxide oder Ferrolegierungen hinzugefügt werden. Die Vorteile sind kontinuierlicher Betrieb, geringer Aluminiumgehalt im Produkt und gute Kontrolle der Schlackenchemie; Die Einschränkung besteht darin, dass Silizium ein wesentlicher Bestandteil bleibt, sodass das Produkt nicht für jede Anwendung mit einem FeTi40 mit niedrigem Siliziumgehalt austauschbar ist.
| Route | Reduktionsmittel oder Ladung | Typischer Titangehalt | Charakteristische Analysefunktionen |
|---|---|---|---|
| Umschmelzen | Titan- und Stahlschrott | Nahezu 70 % Ti in der Schmelze | Kohlenstoff aus Stahlschrott, mäßig Silizium |
| Elektrosilikothermisch | Ferrosilicium reduzierende Titanoxidschlacke | Zusammengesetzte Fe-Ti-Si-Produkte | Höherer Siliziumgehalt, geringerer Aluminiumgehalt |
| Aluminothermisches Thermit | Aluminiumreduzierendes Titandioxid | FeTi30- und FeTi40-Reihe | Restaluminium, kohlenstoffarm |
Aluminothermische Thermit-Reduktion
Bei der Thermit-Route reagiert Titandioxid mit Aluminium, wodurch das Oxid reduziert und genügend Wärme erzeugt wird, um die Reaktion selbst-aufrechtzuerhalten. Dies ist die Standardmethode zur Herstellung der niedrigeren Titanqualitäten, die bei der Massenstahlherstellung verwendet werden, und es entsteht ein kohlenstoffarmes Material, da kein Kohlenstoffreduktionsmittel verwendet wird. Der Kompromiss besteht aus Restaluminium, das ab bestimmten Werten für einige Stahlsorten schädlich ist, und einem Produkt, das zerkleinert und auf den gewünschten Größenbereich gesiebt werden muss. Die Reaktion ist exotherm und lässt sich nur schwer genau steuern. Daher arbeiten die Hersteller mit einem festen Ladungsdesign und einer festen Kühlpraxis, um die Analyse von Hitze zu Hitze stabil zu halten.
Schmelzen, Gießen und Größenvorbereitung
Ferrotitan wird normalerweise in Barren, Knöpfe oder Platten gegossen und anschließend zerkleinert. Beim Zerkleinern kommt es zu einer Sauerstoffaufnahme-auf frischen Oberflächen, sodass das Material umgehend gesiebt, entstaubt und verpackt wird und die Grenzwerte für Feuchtigkeit und Feinanteile mit dem Käufer vereinbart werden. Ferrotitanium 40 wird üblicherweise in Größenbereichen von 10 bis 50 mm für die Massenbeschickung und in feineren Fraktionen für Fülldrähte und für Zugaben in der Pfanne geliefert. Feinkorn erzeugt Staub und kann durch Oxidation verloren gehen, während sich übergroßes Material langsam auflöst und die Hitze verzögert. Da die Legierung spröde ist, ist eine Siebanalyse anhand der tatsächlichen Charge sinnvoller als eine Nenngrößenangabe.
Qualitätskontroll- und Bestellstellen
Eine Kaufspezifikation für Ferrotitan 40 sollte den Titanbereich, die Aluminium- und Siliziummaxima, die Kohlenstoff- und Stickstoffgrenzwerte, sofern sie von Bedeutung sind, den Größenbereich mit einer Feinanteilgrenze, die Verpackung und die Standardbasis, entweder GB/T 3282 oder ISO 5454, festlegen. Das Analysezertifikat sollte Messwerte für Titan, Aluminium und Silizium enthalten und die Charge sollte auf die erzeugte Wärme rückverfolgbar sein. Die Probenahme vor dem Zerkleinern und nach dem Sieben beantwortet unterschiedliche Fragen. Daher sollten beide Phasen aufgezeichnet werden, wenn eine Meinungsverschiedenheit über die Größe möglich ist.
Häufig gestellte Fragen
Q:Wie hoch ist der Titangehalt von Ferrotitan 40?
A: Die Bezeichnung entspricht 35 % bis 45 % Titan, der Rest besteht hauptsächlich aus Eisen und einem kontrollierten Aluminium- und Siliziumgehalt. FeTi30 deckt 25 % bis 35 % Titan ab und FeTi70 deckt 65 % bis 75 % Titan ab.
Q:Warum ist Aluminium in Ferrotitan 40 wichtig?
A: Der aluminothermische Weg hinterlässt Restaluminium in der Legierung, und Aluminium beeinflusst die Reinheit des Stahls und die endgültige Aluminiumspezifikation der Hitze. Normalerweise legen Käufer einen Höchstwert für Aluminium fest, anstatt zu akzeptieren, was auch immer die Strecke produziert.
Q:Kann Ferrotitan ohne Aluminium oder Silizium hergestellt werden?
A: Die Umschmelzroute erzeugt das sauberste Material im Hinblick auf Reduktionsmittelrückstände, arbeitet jedoch mit einem hohen Titangehalt von etwa 70 % und ist auf geeigneten Schrott angewiesen. Die Auswahl hängt daher von der benötigten Qualität und nicht von einem einzelnen besten Prozess ab.
Q:Welche Norm deckt Ferrotitan-Sorten ab?
A: GB/T 3282 spezifiziert Ferrotitan-Qualitäten und ihre chemischen Anforderungen, und ISO 5454 deckt Ferrotitan-Spezifikationen und Lieferbedingungen ab. In der Anordnung sollte angegeben werden, welche Grundlage gilt.
Q:Wie wird die Rückgewinnung durch den Titangehalt der Legierung beeinflusst?
A: Ein höherer Titangehalt bedeutet, dass weniger Material pro Titaneinheit hinzugefügt wird, was die Masse verringert, die in die Pfanne gelangt. Die Ausbeute hängt auch von der Zugabemethode, der Temperatur und der Schlackenpraxis ab und sollte daher für die jeweilige Stahlherstellungsroute festgelegt werden.
Q:Welcher Größenbereich wird für Fülldrähte verwendet?
A: Bei Fülldrähten wird normalerweise eine feiner gesiebte Fraktion mit kontrollierter Feinkorngrenze verwendet, damit das Pulver gleichmäßig in den Mantel fließt. Der genaue Bereich sollte mit der Drahtfüllausrüstung des Anwenders abgestimmt werden.
