碳还原法生产铌条

碳热还原法制铌棒是利用碳在真空条件下将Nb2O5还原成金属铌，是制备铌棒的主要工业方法之一。

然后通过电子束熔炼工艺直接生产出高纯铌锭(≥99.95%)，可用于超导高温合金材料、电子、化工、冶金等工业领域。

碳热还原法铌棒杂质含量(质量分数w /%): Ta0.13、Ti0.006、Fe0.03、Si0.01、Cu0.05、Na0.005、O0.1、N0.12、H0.002、C0.08。

该方法以石墨粉为还原剂，价格便宜，反应产生的CO气体可从真空泵排出，生产工艺少，铌回收率高，可达98%以上。

机理:由于碳对氧的亲和力大于铌对氧的亲和力，还原剂碳可以与Nb2O5反应生成CO气体，反应如下:

Nb2O5＋7C＝2NbC＋5CO

Nb2O5＋5NbC＝7Nb＋5CO

碳热还原法包括两个主要步骤:碳化和真空还原。

首先，将Nb2O5与石墨粉按一定的碳比混合。

混合均匀后加载到石墨用具,并放置在水平石墨碳与电阻加热管式炉,采用连续推杆式送料方式,推杆式速度是10毫米/分钟。在这个过程中,Nb2O5碳化成NbC,为了保证产品的纯度和所需大小的NbC粉,生产中采用高温二碳化法。

第一次配制时，按缺碳约2%混合配料，第二次配制时总碳含量约为11.5% NbC按补碳。

碳化反应在1573K左右温度开始，但我们在生产过程中采用2073 ~ 2173K高温碳化，整个过程置于氢气的还原气氛中，真空还原是将NbC磨成0.147mm的粒度，并与Nb2O5按3%的过氧化物比混合，将混合材料压入坯棒，将坯棒的上端穿入钼丝中，并挂在石墨坩埚上部的石墨带上，以防止坯棒的收缩和弯曲。最后，在真空加热竖式石墨碳管炉中进行还原反应，为保证完全还原，采用隔热段的还原方法。