フェロチタン (FeTi) — 鉄鋼用の脱酸剤・結晶粒微細化剤・窒素固定剤

フェロチタン（FeTi）は、製鋼サイクルの終端で三つの異なる冶金機能——最終脱酸、結晶粒微細化、窒素固定——を担う多用途な鉄チタン合金です。チタン原料（イルメナイト、チタンスクラップ、ルチル）と鉄をアルミ熱法またはシリコン熱法で還元して製造し、通常の製鋼用途には 20–35% チタン級を、特殊用途には 65–75% 高チタン級を供給します。数キロ／ヒート程度の少量添加ですが、鋳造組織・清浄度・製品靭性に与える影響は大きく、製鋼における最も費用効果の高い微細合金添加の一つです。

チタンの脱酸力は一般的な製鋼元素の中で最も高い部類に入ります。フェロシリコンやアルミニウムによる一次脱酸の後、取鍋に添加すると、それらが捕獲できなかった残留溶解酸素を捕捉し、安定なチタン酸化物として固定します。これはスラグ中に保持されるか、無害な微細分散介在物として残留します。この最終的な酸素除去は、軸受鋼・管路鋼・HSLA 鋼などのクリーン鋼で最も重要です。溶存酸素は介在物を生み、疲労寿命と靭性を損なうからです。フェロチタンは残留酸素を極めて低い基準に下げ、一次脱酸単独では到達できない清浄度の差を埋めます。

第二の機能である結晶粒微細化が、高靭性鋼にフェロチタンを不可欠にします。鋼に溶けた少量のチタンは、凝固・冷却中に微細な TiC・TiN として析出し、オーステナイト粒界をピン止めして熱間圧延や溶接中の結晶粒成長を抑制します。最終結晶粒が細かいほど靭性が高くなり（延性-脆性遷移温度の低下として測定）、これがチタン微細合金化を API 5L 管路鋼（X60–X80）、高強度構造用鋼、衝撃吸収が必要な自動車用鋼の主力にしている理由です。

第三の機能は窒素固定です。鋼中に溶存する遊離窒素は有害で、冷間加工品にひずみ時効と転位の固定を引き起こし、靭性を低下させます。チタンは窒素との親和力が極めて高く、これを TiN として固定し、固溶体外に追い出して脆化を中和します。高窒素スクラップやアーク炉で製造する鋼種で特に有用です。窒素を固定する TiN は上記の結晶粒微細化析出物でもあり、一度の添加で二つの利益を得られます。

実際上、フェロチタンの冶金価値はチタン歩留まりの管理にかかっています。添加されたチタンが酸化やスラグへ流失せず鋼中に溶ける割合です。歩留まりは添加瞬間の酸・スラグ化学、ならびに FeTi 自身の物理的形状と粒度に敏感です。当社のフェロチタンは管理された粒度（5–50 mm）で供給し、チタン含量を証明書付き、粒度を均一にし、製鋼所が歩留まり想定を守るための過添加ではなく、目標とする溶存 Ti 残留で配合できるようにします。過添加は意図的に避けます。チタンが過剰だと筋状介在物を生じ、連鋳浸漬ノズルを詰まらせて表面欠陥と鋳造中断を招きます。調達と溶鋼計画について、FeTi 調達は三つのパラメータに集約されます。証明書付きチタン含量と低炭素・低不純物、歩留まり予測を守る安定粒度、そして供給信頼性。少量だが冶金上重要な合金で、在庫切れは高価値ヒートの等級下げを余儀なくさせます。フェロモリブデンや広くフェロアロイ供給元と長期的な供給関係を築くことは、ヒート間のチタン歩留まりを安定化し、現代の管路鋼・構造用鋼・自動車用鋼プログラムの厳しい靭性規格を満たす最も効果的な手段の一つです。