Titanium deoxidation reactions in liquid iron

An experimental study has been made of the equilibrium between titanium and oxygen in liquid iron at 1625° and 1700°C. Equilibrium was established between liquid Fe-Ti-O alloys held in Ti3O5 or Al2O3 crucibles and water vapor-hydrogen gas mixtures which were used to control the oxygen potential of the melt. The gas mixture was bubbled through the melt to give good gas-metal contact and to avoid thermal diffusion effects. In the reactionTi3O5(s) + 5H2(g) ⇌ 3 Ti + 5H2O(g)equilibrium was attained both by reduction of the solid oxide crucible and by oxidation of titanium in the alloy. Quenched samples obtained by suction into SiO2 tubes were analyzed chemically for titanium and by vacuum fusion for oxygen. X-ray diffraction techniques were used to identify the products of deoxidation. Thermodynamic data for Fe-Ti-O alloys are presented and the use of SiO2 sampling tubes at low oxygen potentials is discussed. Results are compared with published data and it is suggested that titanium decreases appreciably the activity coefficient of oxygen in liquid iron and that the deoxidizing power of titanium is closer to that of aluminum than that of silicon or vanadium. Résumé Les auteurs ont étudié l'équilibre entre le tatane et l'oxygène dans le fer liquide à 1625 et 1700°C. Des mélanges vaporeux d'eau-hydrogène ont servi à contrô1er le potentiel d'oxygène dans les alliages liquides Fe-Ti-O dans des creusets de Ti3O5 ou de Al2O3. Le mélange gazeux circulait à travers le bain liquide pour favoriser les échanges gaz-métal et éviter des effets de diffusion thermique.Le point d'équilibre de la réaction:Ti3O5(s) + 5H2(g) ⇌ 3 Ti + 5H2O(g)a été atteint par réduction du creuset d'oxyde solide et par oxydation du titane de l'alliage. Le titane a été dosé par voie chimique et l'oxygéne par fusion sous vide. Les échantillons pour le dosage ont été prélevés par aspiration de l'alliage dans des tubes de silice. Les produits de désoxydation ont été identifiés par diffraction des rayons-X. Les auteurs présentent des données thermodynamiques et discutent de l'utilisation des tubes de silice pour l'echantillonnage.Ils comparent leurs résultats aux données de la littérature: ils rapportent que le titane abaisse le coefficient d'activité de l'oxygéne dans le fer liquide et que le pouvoir désoxydant du titane se rapproche plus de celui de l'aluminiumque de celui du silicium ou du vanadium.