钛铁(ferrotitanium)
主成分为钛和铁的铁合金。还含有铝、硅、碳、硫、磷、锰等杂质。用作炼钢脱氧剂、脱硫剂、除气剂和合金剂。按含钛量的不同主要有3个品种:FeTi30(含Ti25.0%~35.0O%、Al<8.5%、Si<5.0%),FeTi40(含Ti35.0%~45.0%,Al<9..5%,Si<4.0%)和FeTi70(含Ti65%~75%,.Al0.5%~5%,Si<0.5%)。此外,还有多种含钛复合合金如Ti—Si—Fe,Ti—B—Al—V,Ti—B—Al—Cr,Ti—Al,Ni—Ti—Al,Ti—B—Al,Ti—Cr—Al等,用作钛添加剂。
钛是1791年格雷戈尔(W.Gregor)发现的,但当时未命名,直到1795年克拉普罗特(M.H.Klaproth)发现钛后,才命名为“Titans”(钛)。罗西(A.Rossi)于1901年提出电铝热法冶炼钛铁的专利,1937年苏联研究铝热法冶炼钛铁的工艺。从50年代中期起,因废钛金属料的增加,开始生产70%Ti的钛铁。中国于1959年在锦州铁合金厂开始用铝热法工业规模生产钛铁。
性质与用途 钛的原子量为47.90。外层电子结构为3d24s2。熔点1667℃。沸点3285℃。密度(20℃)4.5g/cm3。钛的化学性质较活泼,能与氧、氮、硫、碳生成稳定的化合物。钛铁二元系相图见图1。从图中看出,它们之间有3个金属间化合物,在高温下稳定的化合物为TiFe2,而TiFe和Ti2Fe为转熔化合物,有两个低共熔点,位于Ti约14%、温度1340℃和Ti约68%、温度1085℃处。工业钛铁的物理性能如下:
熔化范围温度/℃ 密度/g•cm-3
FeTi30 1350~1500 约6.2
FeTi40 1300~1480 约5.9
FeTi70 1070~1480 约5.4
钛铁在炼钢中用作脱氧剂、除气剂和碳硫稳定剂。生产镇静钢用钛脱氧,可以减少钢锭上部的偏析,改善钢的质量和提高钢锭的成材率。钛与溶解在钢液中的氮可结合成稳定的氮化钛,能消除氮对钢性能的不良影响。钛与钢液中的硫生成硫化钛,可以消除导致热脆的硫化铁生成。钛与碳生成极稳定的碳化钛,碳化钛的微粒可阻止钢晶粒长大,细化钢的组织,使钢的强度提高。钛与碳间的化学亲和力大于铬与碳,在不锈钢中添加钛铁以固定碳,可消除铬在不锈钢晶界的贫化现象,提高不锈钢的抗腐蚀能力。近年来钛已作为微合金化元素生产高强度低合金钢。铸铁中加入钛,有助于细晶石墨的生成,还起脱气、孕育、净化与细化铸件组织的作用,提高铸件耐磨性。耐热铸铁添加钛可以提高铸铁件的耐热性。此外,超合金与铝合金生产用含钛复合合金作添加剂。电焊条用钛铁作涂料组分,可以提高焊接质量。
生产工艺 工业生产钛铁的原料有钛铁精矿(Fe—TiO3)、金红石(TiO2)、钛白粉(TiO2)及废钛金属料(Ti,Ti—V—Al等),其中除废钛金属料外,都要用还原剂还原才能得到钛铁和钛合金。还原TiO2的主要还原反应的△F。-T图见图2。从图中看出,TiO2是比较难还原的氧化物。用碳还原TiO2只有在高温下才能实现,并且生成TiC而不是Ti。得到高碳钛铁。用硅还原TiO2是不能实现的,但添加CaO作熔剂,则可以促使硅还原反应发生。钛与硅生成稳定的硅化物,对硅还原反应有利,但生产的钛铁含硅高。用铝还原TiO2生成Ti是可能的。但如配铝低于化学计算值,则生成大量TiO。TiO比TiO2更稳定,用铝也不能将它还原。它是强碱性氧化物,能与Al2O3或SiO2组成炉渣。所以要添加CaO来阻止TiO的成渣反应,而且对TiO2的还原也有利。比较图2的反应,用铝还原钛铁矿(FeTiO3)比还原TiO2容易,添加CaO也有同样效果。所以用铝还原钛精矿是生产钛铁的主要方法。得到的产品含碳低,但铝、硅较高。综合上述分析.生产钛铁的主要方法有铝热法,电硅热法和电碳热法,还有废钛金属料重熔法。
图2钛氧化物还原反应△F0一T关系图
名称 | 最新价 | 涨跌 |
---|---|---|
高线 | 4000 | -20 |
热轧平板 | 4610 | - |
低合金板 | 3980 | - |
镀锌管 | 5670 | -20 |
工字钢 | 4330 | -50 |
热镀锌卷 | 5180 | - |
管坯 | 30990 | - |
冷轧取向硅钢 | 11890 | - |
圆钢 | 4070 | -40 |
钼铁 | 220000 | 0 |
低合金方坯 | 3530 | -20 |
铁精粉 | 800 | - |
等外级焦 | 1650 | - |
铝锭 | 19320 | +60 |
中废 | 2050 | 0 |
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