फेरोटाइटेनियम (FeTi) — इस्पात हेतु विऑक्सीडेंट, ग्रेन रिफाइनर और नाइट्रोजन फिक्सर

फेरोटाइटेनियम (FeTi) एक बहुउपयोगी लोहा-टाइटेनियम मिश्रधातु है जो इस्पात-निर्माण चक्र के अंत में तीन विशिष्ट metallurgical कार्यों हेतु प्रयुक्त होती है: अंतिम विऑक्सीकरण, ग्रेन रिफाइनिंग, और नाइट्रोजन फिक्सिंग। टाइटेनियम-युक्त कच्चे माल (इल्मेनाइट, टाइटेनियम स्क्रैप, रूटाइल) का लोहे के साथ एलुमिनोथर्मिक या सिलिकोथर्मिक अपचयन करके निर्मित, यह मुख्य रूप से 20–35% टाइटेनियम ग्रेड में नियमित इस्पात-कारखाना उपयोग हेतु आपूर्त की जाती है, साथ ही 65–75% Ti-समृद्ध ग्रेड विशेष अनुप्रयोगों हेतु। यद्यपि यह थोड़ी मात्रा में — प्रति हीट कुछ किलोग्राम — जोड़ा जाता है, फेरोटाइटेनियम का ढलाई-संरचना, स्वच्छता और परिणामी इस्पात की टफ़नेस पर असमानुपातिक प्रभाव पड़ता है।

टाइटेनियम की विऑक्सीकरण शक्ति सामान्य इस्पात-निर्माण तत्वों में सबसे ऊँची में से है। फेरोसिलिकॉन या एल्युमिनियम से प्राथमिक विऑक्सीकरण के बाद लैडल में जोड़े जाने पर, यह उन जोड़ों द्वारा न पकड़े गए घुले हुए ऑक्सीजन को स्थिर टाइटेनियम ऑक्साइडों के रूप में ठीक कर देता है, जो स्लैग में रहते हैं या हानिरहित महीन फैले अशुद्धियों के रूप में बने रहते हैं। यह अंतिम ऑक्सीजन-प्रशमन स्वच्छ इस्पातों — बेयरिंग, पाइपलाइन और HSLA — में सर्वाधिक महत्वपूर्ण है, जहाँ घुला ऑक्सीजन अशुद्धि बनाता है और थकान जीवन व टफ़नेस घटाता है।

दूसरा कार्य, ग्रेन रिफाइनिंग, फेरोटाइटेनियम को उच्च-टफ़नेस इस्पात हेतु अनिवार्य बनाता है। इस्पात में घुला थोड़ा-सा टाइटेनियम ठोसीकरण व शीतलन के दौरान महीन TiC व TiN कणों के रूप में अवक्षेपित होता है जो ऑस्टेनाइट ग्रेन सीमाओं को पिन करते हैं और हॉट-रोलिंग व वेल्डिंग चक्र के दौरान ग्रेन वृद्धि को सीमित करते हैं। सूक्ष्म अंतिम ग्रेन सीधे उच्च टफ़नेस देता है (निम्न नम्य-से-भंगुर संक्रमण तापमान के रूप में मापा जाता है), यही कारण है कि टाइटेनियम माइक्रो-अलॉयिंग पाइपलाइन इस्पात (API 5L X60–X80), उच्च-सामर्थ्य संरचनात्मक इस्पात और ऑटोमोटिव ग्रेड का स्तंभ है।

तीसरा कार्य नाइट्रोजन फिक्सिंग है। इस्पात में घुला मुक्त नाइट्रोजन एक हानिकारक तत्व है: यह शीत-संरूपित उत्पादों में स्ट्रेन एजिंग व डिस्लोकेशन लॉकिंग करता है और टफ़नेस घटाता है। टाइटेनियम की नाइट्रोजन के प्रति अत्यधिक आत्मीयता है, यह उसे TiN के रूप में बाँध लेता है, घोल से हटाता है और भंगुरता प्रभाव को उदासीन करता है। यह उच्च-नाइट्रोजन स्क्रैप या आर्क भट्टियों से बने इस्पात में विशेष रूप से मूल्यवान है। वही TiN कण जो नाइट्रोजन फिक्स करते हैं वे ऊपर वर्णित ग्रेन-रिफाइनिंग अवक्षेप भी हैं: एक ही जोड़, दोहरा लाभ।

व्यवहार में, फेरोटाइटेनियम का metallurgical मूल्य टाइटेनियम प्राप्ति के नियंत्रण पर निर्भर करता है — जोड़े गए टाइटेनियम का वह अंश जो इस्पात में घुल जाता है बजाय ऑक्सीकरण या स्लैग में नष्ट होने के। प्राप्ति जोड़ के क्षण की ऑक्सीजन-स्लैग रसायन और FeTi की भौतिक संरचना व साइज़िंग के प्रति संवेदनशील है। हमारा फेरोटाइटेनियम नियंत्रित सिक्का श्रेणियों (5–50 मिमी) में प्रमाणित टाइटेनियम सामग्री के साथ आता है, ताकि इस्पात-कारखाना प्राप्ति-धारणा की रक्षा हेतु अति-जोड़ के बजाय लक्ष्य घुले-Ti अवशिष्ट पर खुराक दे सके। अति-जोड़ जानबूझकर टाला जाता है: अत्यधिक टाइटेनियम स्ट्रिंगर समावेश बनाता है और क्रमागत-ढलाई डूबी हुई नोज़ल को ब्लॉक कर सकता है। खरीद एवं इस्पात-योजना हेतु, FeTi स्रोत तीन मापदंडों पर केंद्रित है: प्रमाणित टाइटेनियम सामग्री निम्न कार्बन व निम्न ट्रेस के साथ; सुसंगत साइज़िंग जो प्राप्ति बचाती है; और आपूर्ति विश्वसनीयता। फेरोमोलिब्डेनम एवं व्यापक फेरो-मिश्रधातु मंच के साथ दीर्घकालिक आपूर्ति संबंध स्थापित करना टाइटेनियम प्राप्ति हीट-दर-हीट स्थिर करने और आधुनिक पाइपलाइन, संरचनात्मक एवं ऑटोमोटिव इस्पात कार्यक्रमों की कठोर टफ़नेस विनिर्देश पूरे करने के सबसे प्रभावी साधनों में से एक है।