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钛元素

钛的最大缺点是难于提炼。

主要是因为钛在高温下化合能力极强,可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。

因此,不论在冶炼或者铸造的时候,人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。

在冶炼钛的时候,空气与水当然是严格禁止接近的,甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用,因为钛会从氧化铝里夺取氧。

人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用,来提炼钛。

人们利用钛在高温下化合能力极强的特点,在炼钢的时候,氮很容易溶解在钢水里,当钢锭冷却的时候,钢锭中就形成气泡,影响钢的质量。

所以炼钢工人往钢水里加进金属钛,使它与氮化合,变成炉渣一—氮化钛,浮在钢水表面,这样钢锭就比较纯净了。

钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白。

以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛。

钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的。

特别可贵的是钛白无毒。

它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等
铁水变稠,主要受钛的溶解和析出的影响,[Si]对钛具有消弱作用,铁水中∑[Si+Ti]为0.6%左右时,含钛量在0.29%以下时,钛对铁水粘度的影响较小,适宜炉温的选择是为了防止含钛铁水变稠,铁水粘罐,渣铁难以分离。

由于钒钛矿石中含有大量钛的氧化物,这就造成冶炼过程中出现一些使用普通矿所没有的特殊问题:钒钛矿量的增加会引起炉渣中二氧化钛的增加,钛的还原增加,并溶解于铁水中,同时还有一定量的TiC、TiN和Ti(CN)生成,这一过程对高炉冶炼以及铁水的后续处理过程有很大影响。

前人研究结果表明:钛对高温液态含钛铁水流动性能的影响最大口。

炉内钛的还原主要是通过渣中TiO:与焦炭中固定碳反应进行的,高炉内还原出的钛可以溶人铁水中,但当含量超过一定限度后就会从铁中析出,并很易与C,N等生成高熔点的钛化物(TiC,TiN,Ti(CN))等。

这些物质具有很高的熔点,从而会引起铁水粘度升高、熔点升高、铁水粘罐以及铁水脱硫能力降低等问题。

其中主要为TiC,由于TiC的熔点高达3 150℃,呈固体微粒散布在铁水中,当TiC的量达到一定程度后将使铁水粘度急剧增大。

铁水中钛的溶解度决定于炉温和铁水中钛的活度系数石i,结合式(6)分析,当炉温一定时,[Si]增加使^增加,从而使钛的溶解度降低。

因此,冶炼低硅铁对提高钛在铁水中的溶解度,防止TiC析出有重要作用。

含钛量不同导致含钛铁水黏度发生变化,钛在熔铁中之所以使黏度增大,是因为钛原子的半径大于铁原子,减小了铁熔体的自由空间所致。

在Fe—Ti—C系中钛对黏度的影响,主要与钛在铁水中的溶解度和析出的形态有关。

高炉中还原出来的钛溶入铁水,当[Ti]超过溶解度后就会从铁水中析出,使铁水黏度升高。

结合[si]、[Ti]含量对铁水黏度综合影响,∑[Si+Ti]为0.6左右时,钛量在0.29%以下,钛对完全熔融铁水的黏度影响较小,不会对铁水流动性构成威胁。

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