กระบวนการผลิตเหล็กไทเทเนียม

วัตถุดิบสำหรับการผลิตเหล็กไทเทเนียมทางอุตสาหกรรม ได้แก่ เหล็กไทเทเนียมเข้มข้น (Fe-TiO3), รูไทล์ (TiO2), ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) และวัสดุโลหะไทเทเนียมเสีย (Ti, Ti-V-Al ฯลฯ ) ยกเว้นวัสดุโลหะไทเทเนียมที่เป็นของเสีย วัสดุทั้งหมดจะต้องถูกลดขนาดลงด้วยสารรีดิวซ์เพื่อให้ได้เหล็กไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม TiO2 ค่อนข้างจะลดออกไซด์ได้ยาก การลด TiO2 ด้วยคาร์บอนสามารถทำได้ที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น และสร้าง TiC แทน Ti หาเหล็กไทเทเนียมที่มีคาร์บอนสูง ไม่สามารถลด TiO2 ด้วยซิลิคอนได้ แต่การเติม CaO เป็นฟลักซ์สามารถส่งเสริมปฏิกิริยาการลดซิลิกอนได้ ไทเทเนียมและซิลิกอนก่อให้เกิดซิลิไซด์ที่เสถียร ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อปฏิกิริยารีดักชันของซิลิกอน แต่เหล็กไทเทเนียมที่ผลิตขึ้นจะมีซิลิคอนสูง สามารถลด TiO2 ด้วยอะลูมิเนียมเพื่อสร้าง Ti ได้ แต่หากปริมาณอะลูมิเนียมต่ำกว่าค่าการคำนวณทางเคมี จะทำให้เกิด TiO จำนวนมาก TiO2 มีความเสถียรมากกว่า TiO2 และไม่สามารถลดลงได้แม้จะใช้อะลูมิเนียมก็ตาม เป็นอัลคาไลน์ออกไซด์เข้มข้นที่สามารถสร้างตะกรันได้ด้วย Al2O3 หรือ SiO2 ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติม CaO เพื่อป้องกันปฏิกิริยาการเกิดตะกรันของ TiO2 และยังเป็นประโยชน์ต่อการลด TiO2 อีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบปฏิกิริยาในรูปที่ 2 การลดอิลเมไนต์ (FeTiO3) ด้วยอะลูมิเนียมได้ง่ายกว่าการลด TiO2 และการเติม CaO ก็ให้ผลเช่นเดียวกัน ดังนั้นการลดความเข้มข้นของไทเทเนียมด้วยอลูมิเนียมจึงเป็นวิธีการหลักในการผลิตเหล็กไทเทเนียม ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับมีปริมาณคาร์บอนต่ำ แต่มีปริมาณอลูมิเนียมและซิลิกอนสูงกว่า จากการวิเคราะห์ข้างต้น วิธีการหลักในการผลิตเหล็กไทเทเนียม ได้แก่ วิธีอะลูมิเนียมความร้อน วิธีอิเล็กโตรซิลิโคเทอร์มอล และวิธีอิเล็กโตรคาร์บอเทอร์มอล ตลอดจนวิธีการหลอมโลหะไทเทเนียมที่เป็นของเสียอีกครั้ง
.