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增碳剂

增碳剂的原料有很多种，生产工艺也各异，有木质碳类，煤质碳类，焦炭类，石墨类等，其中各种分类下又有很多小种类。增碳剂一般指经过石墨化的增碳剂，在高温条件下，碳原子的排列呈石墨的微观形态，所以称之为石墨化。石墨化可以降低增碳剂中杂质的含量，提高增碳剂的碳含量，降低硫含量。

增碳剂在铸造时使用，可大幅度增加废钢用量，减少生铁用量或不用生铁。电炉熔炼的投料方式，应将增碳剂随废钢等炉料一起往里投放，小剂量的添加可以选择加在铁水表面。但是要避免大批量往铁水里投料，以防止氧化过多而出现增碳效果不明显和铸件碳含量不够的情况。增碳剂的加入量，根据其他原材料的配比和含碳量来定。不同种类的铸铁，根据需要选择不同型号的增碳剂。增碳剂特点本身选择纯净的含碳石墨化物质，降低生铁里过多的杂质，增碳剂选择合适可降低铸件生产成本。

增碳剂的使用

在冶炼过程中，由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因，有时造成钢中碳含量没有达到顶期的要求，这时要向钢液中增碳。常用的增碳剂有增碳生铁、电极粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。转炉冶炼中、高碳钢种时，使用含杂质很少的石油焦作为增碳剂。对顶吹转炉炼钢用增碳剂的要求是固定碳要高，灰分、挥发分和硫、磷、氮等杂质含量要低，且干燥、干净、粒度适中。

其固定碳组分为:

w(C)>96%，挥发分≤1.0%，w(S)≤0.5%，w(水分)≤0.55%，粒度为1一5mm.

粒度太细容易烧损，太粗加入后浮在钢液表面，不容易被钢水吸收。针对感应电炉的颗粒度在0.2-6mm，其中钢和其他黑色金属颗粒度在1.4-9.5mm，高碳钢要求低氮，颗粒度在0.5-5mm，等等具体需要根据具体的炉型冶炼工件的种类等等细节具体判断和选用。

影响增碳剂使用效果的几个因素

1增碳剂本身的质量

如前所述，增碳剂是否晶体态的石墨形还是非晶体态的非石墨形，本身决定了石墨的形态，晶体态的石墨片层碳原子结合紧密，在铁水中溶解扩散后形成石墨原子集团和分子团，结构稳定，与铁水中的石墨形态相近，增碳效果明显；非晶体态的增碳剂石墨本身不稳定，增碳效果差。

2增碳剂在炉料中的分布

由于增碳剂跟铸铁相比质量要轻而其又与铸铁一样具有导磁性，其块度在炉料中又小，在铸铁熔化的初期，受电炉磁场的影响，很容易从炉内“逸出”既影响环境又影响增碳效果；所以，一般情况下布料时尽量把增碳剂放在熔炉的中下部位，上面再加其他炉料，使其一方面在炉料刚开始熔化送电时不能外逸，另一方面只要炉内开始化铁时就能与铁液接触立即增碳；放在炉底的增碳剂还可以缓冲铁料加入时对炉底的冲击起到保护炉底炉衬的作用。如果是容量大的电炉可以分多次加入，便于增碳剂的溶解扩散和吸收。

3铁水的温度

增碳剂在铁水中增碳的过程是其石墨在铁水中溶解扩散被吸收的过程，所以增碳的过程也遵循有关扩散的理论，而且是非稳定态的扩散，即遵循所谓的“菲克第二定律”。

也就是说除碳的浓度外，温度、时间、距离等都会影响增碳的效果。温度低时没有铁水浸润增碳剂，增碳剂不能溶解也没有扩散；只有当温度使铁材料熔化超过了1148℃铁液生成后，增碳剂才有可能完全浸泡在铁水中形成增碳的充分条件，温度再进一步升高后碳与氧发生氧化反应，增碳剂出现烧损却不利于增碳。经验是1420℃～1500℃时增碳。

4熔炼操作方法

除了把增碳剂置放在熔炉的中下部，让铁水充分浸润等待增碳剂溶解扩散被吸收等，当铁水温度达到要求的温度后应该有一个2～3分钟的保温增碳时间，不要立即扒渣出水，因为增碳剂总比铁水轻，容易上浮在铁水表面，这时候若立即扒渣就会将表面的增碳剂搅和在炉渣中和炉渣一起扒出，而浪费增碳剂，影响增碳剂的使用效果。

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增碳剂分为多少种？石墨增碳剂与煤质增碳剂有什么区别？

按照材质分，一般可以分为：冶金焦增碳剂，煅煤增碳剂，石油焦增碳剂，石墨化增碳剂，石墨增碳剂，复合材料增碳剂。

1、石油焦增碳剂

石油焦增碳剂采用石油焦煅烧提纯等加工而成，外观成圆粒或多棱形。其特点高碳、低硫，低灰是冶金化工、机械、电力等行业理想的加碳材料和反应中间体，得到广泛应用。

2、冶金焦增碳剂

就是通常冲天炉用的大焦，其作用除了熔炼之外，还有就是为金属炉料增碳。

3、煅煤增碳剂

主要产自宁夏石嘴山，内蒙乌海。成分一般为C：90-93%，S0.3-0.5%。主要用于炼钢企业使用，部分铸造企业用于灰铸铁。缺点是，碳含量低，融化慢，浪费电能，残余量大。

4、石油焦增碳剂

主要产于辽宁，天津和山东，辽宁主要生产弹丸焦，用于铸造不太好，山东和天津的石油焦可以用于铸造灰铸铁。成分一般为C：96-99%；S0.3-0.7%。主要用于炼钢，灰铸铁，刹车片，包芯线等等。

5、石墨化增碳剂

主要产地为山东，河南等，生产厂家较少，主要材质是石墨化石油焦和石墨化电极。一般成分为碳含量>98-99.5%；硫<0.05-0.03%。主要用于球墨铸铁。特点是吸收快，碳高硫低。

6、石墨增碳剂

主要是石墨，碳65-99%不等，主要用于炼钢厂，铸造厂不适用。

7、复合材料增碳剂

近期市面上有一些人工制造的棍状颗粒或者规则球状颗粒增碳剂，采用石墨粉，焦粉，石油焦等等下脚材料，添加粘结剂用机器压制成型，碳一般在93-97%之间，硫不稳定，一般在0.09-0.7%之间浮动。特点是价格便宜，缺点是使用时无法稳定加入量和控制硫含量。

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