1. الاستخراج: من الصعب الحصول على خامات التيتانيوم وصقلها
الحديد للفولاذ المقاوم للصدأ: يتم استخراج الحديد بشكل أساسي من الخامات عالية التركيز مثل الهيماتيت (Fe₂O₃) أو المغنتيت (Fe₃O₄). من السهل نسبيًا معالجة هذه الخامات: حيث يتم سحقها وتحميصها لإزالة الشوائب، ثم تحويلها إلى حديد معدني في فرن لافح باستخدام فحم الكوك (مصدر كربون رخيص)-وهي عملية ناضجة ومنخفضة التكلفة-تم تحسينها لأكثر من قرن من الزمان.
معالجة خام التيتانيوم: تحتوي خامات التيتانيوم على محتوى منخفض من التيتانيوم (يحتوي الإلمنيت عادةً على 30-45% فقط من TiO₂) وغالبًا ما يتم خلطه مع معادن أخرى (مثل أكاسيد الحديد والسيليكا). لعزل التيتانيوم، تخضع الخامات أولاًإثراء(الفصل المادي عبر الطرق المغناطيسية أو الجاذبية) لزيادة تركيز TiO₂. هذه الخطوة وحدها تضيف تكلفة، لأنها تتطلب معدات متخصصة وطاقة.
2. الإنتاج: يتطلب التيتانيوم طاقة-عمليات مكثفة ومتخصصة
الكلورة: يتم تفاعل خام التيتانيوم المستفيد (TiO₂) مع غاز الكلور (Cl₂) والكربون عند درجة حرارة 900-1000 درجة لإنتاجرابع كلوريد التيتانيوم (TiCl₄)-سائل سام ومسبب للتآكل يتطلب معالجة وتنقية دقيقة (لإزالة الشوائب مثل كلوريد الحديد).
تخفيض: يتم بعد ذلك اختزال TiCl₄ إلى تيتانيوم معدني باستخدام المغنيسيوم المنصهر (Mg) أو الصوديوم (Na) في مفاعل مغلق وذو درجة حرارة عالية - (700-800 درجة). ينتج عن هذا التفاعل "إسفنجة" مسامية من التيتانيوم، والتي يجب معالجتها بشكل أكبر لإزالة بقايا المغنيسيوم/الصوديوم والكلور.
توحيد: يتم سحق إسفنجة التيتانيوم، وضغطها إلى كتل كبيرة ("سبائك")، ثم صهرها في أفرن القوس الفراغي (VAR)أو فرن الشعاع الإلكتروني لإزالة الفراغات وضمان التجانس. تعتبر هذه الخطوة ضرورية للتطبيقات الهيكلية ولكنها تضيف تكاليف كبيرة للطاقة والمعدات.
يتم صهر الحديد (من الأفران العالية).الكروم(لإضافة مقاومة للتآكل)،النيكل(للليونة، في الدرجات الأوستنيتي مثل 304/316)، وكميات صغيرة من السبائك الأخرى (مثل الموليبدينوم) فيفرن القوس الكهربائي (EAF)أوفرن الأكسجين الأساسي (BOF). يتم بعد ذلك صب الفولاذ المصهور في ألواح، أو دحرجته إلى صفائح، أو تشكيله إلى أشكال-كل ذلك باستخدام معدات ناضجة وعالية الحجم- تقلل من تكاليف كل-وحدة.
3. خصائص المواد: سمات التيتانيوم "الممتازة" تبرر ارتفاع التكاليف
4. ديناميكيات السوق: انخفاض حجم التداول=لا توجد وفورات الحجم
لا توجد تخفيضات كبيرة في التكاليف-من الإنتاج الموحد.
ارتفاع أسعار المعدات المتخصصة (مثل أفران القوس الفراغي) والمواد الخام (مثل المغنيسيوم لعملية كرول).
المنافسة المحدودة بين المنتجين (تسيطر مجموعة قليلة من الشركات على إمدادات التيتانيوم العالمية، على سبيل المثال VSMPO-Avisma في روسيا، وTIMET في الولايات المتحدة)، مما يؤدي إلى تقليل ضغط الأسعار.
