Конструкции некоторых печей для плавки титана напоминают боксы для испытания реактивных двигателей. Печь размещается в шахте из армированного железобетона и оборудуется специальными защитными устройствами, которые обеспечивают максимальную степень безопасности. Оператор находится в железобетонном отсеке и наблюдает за печью через окно из толстого и прочного стекла. Отдельные печи для производства титана оснащены сложной контрольной аппаратурой, оптическими перископами, телевизионными установками.
Промышленный выпуск металлического титана ведут двумя распространенными способами: восстановлением тетрахлорида титана (TiCl4 ) магнием или натрием. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.
Натриетермический метод восстановления титана был разработан гораздо раньше, чем способ восстановления металла расплавленным магнием. Его развивали и осваивали и Кириллов, и Нильсон, и Петерсон. Ведь именно при помощи натрия, как уже упоминалось, был получен чистый металлический титан Хантером в 1910 году. Но очень существенные трудности, неизбежно возникающие при работе с химически активным натрием, и представления о взрывном характере процесса затормозили развитие этого способа. Вильгельм Кролль, к примеру, считал его совершенно не имеющим перспективы. А перспектива имелась. Этот метод получил распространение в Англии (благодаря тому, что из-за отсутствия дешевого сырья там недостаточно развито производство металлического магния, тогда как производство натрия находится на высоте).
Восстановление титана натрием имеет целый ряд преимуществ перед восстановлением магнием. Благодаря большей химической активности натрия скорость процесса гораздо выше, что увеличивает и производительность реакторов. Натрий используется в реакции полностью, тогда как магний лишь на две трети. Мало того, при натриетермическом восстановлении титан получают в виде порошка, что позволяет выплавлять более однородные слитки. Есть и еще некоторые преимущества.
Но и недостатки способа также весьма существенны. При работе с натрием необходимо соблюдать специальные меры предосторожности, аппаратура должна быть предельно герметичной и надежной, что, помимо всего прочего, не дает возможности отводить из реактора в ходе процесса побочные продукты реакции. Серьезную трудность представляет и огромное количество тепла, которое надо быстро и эффективно отводить.
Но, пожалуй, самый серьезный недостаток этого способа — необходимость производства в больших количествах натрия — неконструкционного материала, который не находит достаточного применения, тогда как магний имеет самостоятельное значение и широко используется в технике. И потому магниетермический способ стал основным промышленным методом получения титана как у нас в стране, так и в США и Японии.
СТУПЕНИ РОСТА
Титановая промышленность, как уже известно, начала свое развитие в США. Несколько лет никто в мире, кроме США, не производил титановую губку. Эта монополия объяснялась как тем обстоятельством, что американцам удалось заполучить не только патент Кролля, но и самого автора, так и агрессивным курсом крупнейшей капиталистической державы, резкой милитаризацией ее экономики. Но в 1952 году производство титана началось в Японии и США утратили свою монополию. Японцы быстро нарастили мощности по выпуску губки и уже к концу 1957 года выпуск ее превышал 3000 тонн. Основное количество титановой губки страна экспортирует, в том числе и преимущественно в США, так как по своему качеству японская губка гораздо лучше, чем американская. Она лучше и той продукции, которую выпускают все другие капиталистические страны.
В Англии производство титана началось в 1953 году. Спустя два года после начала опытного выпуска металла был введен в действие титановый завод в графстве Йоркшир. Англия—вторая держава капиталистического мира по выпуску титанового проката. Небольшое количество титана производит в последнее время ФРГ. Западногерманская фирма ”Контимет” перерабатывает импортную титановую губку в различные полуфабрикаты. Опытное производство титана налажено во Франции, Италии, Норвегии и Канаде. Но крупной титановой промышленностью располагают в мире только четыре державы “СССР, США, Англия, Япония.