增碳劑屬于外加煉鋼

1、增碳劑分煉鋼用增碳劑（中華人民共和國黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，YB/T 192-2001 煉鋼用增碳劑）和鑄鐵用增碳劑，以及其他一些添加材料也有用到增碳劑，譬如剎車片用添加劑，作摩擦材料。 增碳劑屬于外加煉鋼、煉鐵增碳原料。 優(yōu)質(zhì)增碳劑是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材必不可少的輔助添加劑。增碳劑的原料有很多種，生產(chǎn)工藝也各異，有木質(zhì)碳類，煤質(zhì)碳類，焦炭類，石墨類等，其中各種分類下又有很多小種類。優(yōu)質(zhì)增碳劑一般指經(jīng)過石墨化的增碳劑，在高溫條件下， 碳原子的排列呈石墨的微觀形態(tài)，所以稱之為石墨化。石墨化可以降低增碳劑中雜質(zhì)的含量，提高增碳劑的碳含量，降低硫含量。增碳劑在鑄造時(shí)使用，可大幅度增加廢鋼用量，減少 生鐵 用量或不

2、用生鐵。目前絕大多數(shù)增碳劑都適用于電爐熔煉，也有少部分吸收速度特別快的增碳劑用于沖天爐。電爐熔煉的投料方式， 應(yīng)將增碳劑隨廢鋼等爐料一起往里投放，小劑量的添加可以選擇加在鐵水表面。但是要避免大批量往鐵水里投料，以防止氧化過多而出現(xiàn)增碳效果不明顯和鑄件碳含量不夠的情況。增碳劑的加入量， 根據(jù)其他原材料的配比和含碳量來定。 不同種類的鑄鐵，根據(jù)需要選擇不同型號(hào)的增碳劑。增碳劑特點(diǎn)本身選擇純凈的含碳石墨化物質(zhì)，降低生鐵里過多的雜質(zhì)，增碳劑選擇合適可降低鑄件生產(chǎn)成本。一種含碳量很高的黑色或者灰色顆粒 （或塊狀）的焦碳后續(xù)產(chǎn)物， 加入到金屬冶煉爐里，提高鐵液里碳的含量， 一方面可以降低鐵液里氧的含量，

3、另一方面更重要的是提高冶煉金屬或者鑄件的力學(xué)性能。增碳劑 的來源很多，形態(tài)各異，根據(jù)其加工工藝和成分等不同，價(jià)格差異很大。傳統(tǒng)的熔煉方式類似沖天爐熔煉：使用生鐵、回爐料、廢鋼、鐵合金等作為金屬爐料；新的合成鑄鐵生產(chǎn)工藝：使用廢鋼作爐料，利用增碳劑 來調(diào)整鐵液的碳當(dāng)量。后一種生產(chǎn)方式更容易保證優(yōu)質(zhì)鐵液，同時(shí)通過少用或者取代生鐵改用廢鋼大大降低成本。通俗的說，利用 增碳劑 ，我們能用最差的（廢鋼）煉出最好的（鑄件） 。一、增碳劑 的選擇及其指標(biāo)性能在冶煉過程中， 由于配料或裝料不當(dāng)以及脫碳過量等原因，有時(shí)造成鋼或鐵中碳含量沒有達(dá)到預(yù)期的要求，這時(shí)要向鋼或鐵液中增碳。通常用來 增碳的主要物質(zhì)有無煙煤

4、粉、 增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、瀝青焦、木炭粉和焦炭粉。對(duì)增碳劑 的要求是，固定碳含量越高越好，灰分、揮發(fā)分及硫等有害雜質(zhì)含量越低越好，以免污染鋼。鑄件的冶煉使用含雜志很少的石油焦經(jīng)過高溫培燒后的優(yōu)質(zhì)增碳劑 ，這是 增碳 工藝中最重要的環(huán)節(jié)。 增碳劑 質(zhì)量好壞決定了鐵液質(zhì)量的好壞，也決定了能否獲得好的石墨化效果。簡(jiǎn)言之，減少鐵液收縮 增碳劑 起到舉足輕重的作用。全廢鋼電爐熔煉時(shí)，優(yōu)先選用經(jīng)過了石墨化處理的增碳劑 ，經(jīng)過高溫石墨化處理的增碳劑 ，碳原子才能從原來的無序排列變成片狀排列，片狀石墨才能成為石墨形核的最好核心，以利促進(jìn)石墨化。 因此，我們應(yīng)該要選用經(jīng)過高溫石墨化處理的增碳劑 。因?yàn)楦?/p>

5、溫石墨化處理時(shí)，硫分被生成 SO2氣體逸出而降低。 所以高品質(zhì)的 增碳劑 含硫分很低， w（ s） 一般小于 0.05%，更好的 w（s）甚至小于 0.03%。同時(shí)，這也是判斷是否經(jīng)過高溫石墨化處理以及石墨化是否良好的一個(gè)間接指標(biāo)。如果選用的 增碳劑 沒經(jīng)過高溫石墨化處理，石墨的形核能力就大大降低，石墨化能力減弱，即使也能達(dá)到同樣的碳量，但結(jié)果完全不一樣。所謂 增碳劑 ，就是要在加入后可以有效提高鐵液中碳的含量，所以增碳劑 的固定碳含量一定不能太低，否則要達(dá)到一定的含碳量，就需要加入相比高碳的增碳劑 更多的樣品，這樣無疑增加了 增碳劑 中其他不利元素的量，使鐵液不能獲得較好的收益。低的硫、氮、

6、氫元素是防止鑄件產(chǎn)生氮?dú)饪椎年P(guān)鍵，這樣就要求增碳劑 的含氮量越低越好。增碳劑 的其他指標(biāo)，諸如水分、灰分、揮發(fā)分的量越低的固定碳量就越高，所以高的固定碳量，這些有害成分的含量一定不會(huì)高。二、加 增碳劑 熔煉新工藝對(duì)比傳統(tǒng)工藝生鐵中有許多粗大的過共晶石墨， 這種粗大的石墨具有遺傳性， 熔煉溫度低， 粗大石墨不易被消除， 粗大的石墨從液態(tài)遺傳到了固態(tài)鑄鐵組織中， 一方面降低鑄鐵所能達(dá)到的強(qiáng)度， 降低了材料的性能， 另一方面使凝固過程中本來應(yīng)該產(chǎn)生的石墨化析出的膨脹作用削弱， 使鐵液凝固過程中的收縮傾向增大。在沖天爐熔煉時(shí)，盡量降低生鐵爐料的用量，使用 增碳劑 來保證高碳當(dāng)量，相對(duì)提高廢鋼用量。這樣

7、，在高溫熔煉的條件下，可以滲碳方式獲得活性好，石墨化作用更顯著的碳。在鑄件上反映出石墨的形態(tài)更好，從而有利于提高力學(xué)性能，減少收縮傾向，改善加工性能。電爐熔煉時(shí)，同樣通過低生鐵用量甚至零用量，以滲碳方式獲得優(yōu)質(zhì)鐵液。從材質(zhì)性能上來說， 過去那種大比例的生鐵用量做法， 與同樣成分的高廢鋼用量相比， 其力學(xué)性能也要低半個(gè)牌號(hào)。因此，加 增碳劑 熔煉的新工藝比傳統(tǒng)上那種大比例的生鐵用量相比無論從成本還是成品性能都要優(yōu)越。三、增碳劑 對(duì)熔煉的影響及使用同樣的化學(xué)成分，采用不同的熔煉工藝、 不同配料和配料比， 鐵液的冶金質(zhì)量完全不同。獲得好的滲碳效果，電爐采用的是 增碳 技術(shù)，沖天爐采用的是高溫熔煉技術(shù)

8、。 增碳劑 對(duì)熔煉的影響主要有三方面。1.鐵液 增碳 技術(shù)，在熔煉過程中特別是電爐熔煉，可以增加石墨晶核。沖天爐熔煉中加入碳化硅還能增加鐵液的長(zhǎng)效石墨晶核，同時(shí)減少鐵液氧化。2.增碳 是防止或減輕收縮傾向最好的措施。由于鐵液凝固過程中的具有石墨化膨脹的作用，因此良好的石墨化會(huì)減少鐵液的收縮傾向。3. 在高的碳量條件下，為獲得高強(qiáng)度的灰鑄鐵鑄件，熔煉過程采用全廢鋼加增碳劑 的工藝，使鐵液更加純凈，生產(chǎn)的鑄件材料性能高。熔煉要用不含油污的干凈料，避免產(chǎn)生漏電或浮渣過多的現(xiàn)象。鐵屑， 使線圈出現(xiàn)電火花，曾認(rèn)為是爐襯料含鐵太高而產(chǎn)生漏電。某廠前幾爐因使用了油浸廢其實(shí)是因?yàn)槿蹮挼蔫F屑含有油污，容易出現(xiàn)碳

9、沉積。碳積沉部位是在爐襯冷面，甚至沉積到隔熱層中，由于爐襯尚未充分燒結(jié)， CO 滲入爐襯后部，發(fā)生COC+O2 反應(yīng)，生成 C 沉積在爐襯冷面或隔熱材料的氣孔中。 當(dāng)產(chǎn)生碳沉積時(shí)， 會(huì)造成爐體接地漏電，造成線圈冒火花。 改用純凈料即可避免。另外一個(gè)廠因?yàn)椴少彽膹U鋼來源混亂，甚至表層涂附有油漆、 石灰、煤等物質(zhì)， 造成浮渣多，在后期除渣工作消耗了大量的人力與物力。一般認(rèn)為，鐵水溫度越高，作用時(shí)間越長(zhǎng)，碳的吸收率越高。但實(shí)際正好相反，在感應(yīng)電爐內(nèi)是低溫 增碳 ，高溫增硅，即在高溫時(shí)，非但不增碳，反而是降碳，這是因?yàn)椋菏贾饕獡p失于向爐外大氣的氣相擴(kuò)散；鐵水中的氧化性與C-Si-O 的平衡有關(guān)，鐵

10、水中的 CO不斷地被氧化為 CO2,而 CO2又會(huì)被 C 還原，反應(yīng)產(chǎn)生的 CO,CO2氣體上浮溢出鐵水表面，使鐵水中的碳含量下降。 反應(yīng)速度與平衡溫度有關(guān)，而平衡溫度又隨著碳硅含量的不同而變化。對(duì)于球鐵原鐵水，平衡溫度大約為1450 20，灰鐵原鐵水約為 1400 20。鐵水在平衡溫度以上碳的氧化變得劇烈。反應(yīng)的結(jié)果使鐵水中的碳不斷地被氧化燒損，硅的燒損減少。這時(shí)在鐵水表面加入的增碳劑 使鐵水中的 增碳和降碳達(dá)到平衡。根據(jù)以上分析，下面是 增碳劑在感應(yīng)電爐內(nèi) 增碳 的正確使用方法：1.使用 5T 以上的電爐 ,原料單一穩(wěn)定，我們推薦分散加入法。根據(jù)含碳量的要求，按配料比，將增碳劑 與金屬爐料

11、隨各批料一同加入電爐中下部位，一層金屬爐料一層增碳劑 ，碳的吸收率可達(dá) 90%-95% ， 增碳劑 在熔化時(shí)不要打渣，否則易裹在廢渣里，影響碳的吸收；2.使用 3T 左右中頻感應(yīng)電爐，原料單一穩(wěn)定，我們推薦集中加入法。在爐內(nèi)先熔化或剩余少量鐵水時(shí)，將需配加的增碳劑 一次性加在鐵水表面，并立即加金屬爐料，將增碳劑 全部壓入鐵水中，使 增碳劑 與鐵水充分接觸，吸收率在90%以上；3.使用小型電爐 ,原料夾有生鐵等高碳物質(zhì)的 ,我們推薦 增碳劑 微調(diào)。鋼 /鐵水熔化后，調(diào)整碳分，可以加在鋼 /鐵水表面，通過電爐熔煉時(shí)鋼（鐵）水的渦流攪拌或人工攪拌使本產(chǎn)品溶解吸收，碳的吸收率在 93%左右。四、優(yōu)質(zhì)

12、增碳劑 具備的特性1.顆粒大小適中，孔隙度大，吸收速度快。2.化學(xué)成分純凈，高碳、低硫、有害成分極微，吸收率高。3.產(chǎn)品石墨晶體結(jié)構(gòu)好，提高原鐵液的形核能力四、優(yōu)質(zhì) 增碳劑 具備的特性1.顆粒大小適中，孔隙度大，吸收速度快。2.化學(xué)成分純凈，高碳、低硫、有害成分極微，吸收率高。3.產(chǎn)品石墨晶體結(jié)構(gòu)好，提高原鐵液的形核能力感應(yīng)電爐 增碳劑 熔煉使用注意事項(xiàng)感應(yīng)電爐 增碳劑 熔煉使用注意事項(xiàng)（一）現(xiàn)在大家對(duì)于感應(yīng)電爐熔煉灰鐵，球鐵，在熔煉中注重預(yù)處理，提高鐵水的冶金質(zhì)量，以及大量使用廢鋼做合成 鑄造鑄鐵都比較熟悉了，增碳劑 ，碳化硅，高含鋇的硅鐵預(yù)處理劑的使用也逐步廣泛，對(duì)于增碳劑來講，結(jié)合最近得

13、到的信息和以前實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，加上前人的發(fā)表文章，我感覺在熔煉中要注意幾點(diǎn)：1。 增碳劑的成分，應(yīng)該以氮含量的多少來區(qū)分，則使用時(shí)，選擇什么級(jí)別的氮含量，很重要！我們現(xiàn)在以感應(yīng)電爐加入 60% 以上的廢鋼，熔煉合成鑄鐵，由于其中鈦等有害元素很低，所以應(yīng)該使用低氮的增碳劑 。我在以前的帖子里面介紹過，美國，日本高端客戶對(duì)普通灰鐵的驗(yàn)收，需要化驗(yàn)鑄鐵里面氮，鈦，鉛，砷等等有害元素的含量， （機(jī)械性能方面，不僅要做抗拉，硬度，還要做灰鐵的屈服強(qiáng)度），其中對(duì)于氮的含量，一般希望在80-120PPM最好，這時(shí)如果你使用高氮增碳劑 （一般都屬于低端增碳劑 產(chǎn)品），由于鐵水中鈦的含量很低， 不可能消耗大量的氮，使

14、鑄件容易因?yàn)榈刻叨霈F(xiàn)大量氣孔，氣縮或者有關(guān)缺陷，這種現(xiàn)象，已經(jīng)在我以前工作過的單位發(fā)生，許多專家在其發(fā)表的文章中也談過，增碳劑 質(zhì)量不好帶給他們的重大損失。（具體是誰？記不清了，好像是一位姓金的專家在鑄造雜志上寫過）。很多鑄造朋友以為，增碳劑 硫量較高，不會(huì)影響普通灰鐵（孕育鑄鐵）的質(zhì)量，但是增碳劑硫量高，伴隨著其中的氮也會(huì)很高，帶來質(zhì)量問題。 2。 99年在臺(tái)灣首屋（臺(tái)灣帝屋在青島的工廠）工作時(shí)，其庫房里面增碳劑 很多，標(biāo)牌注名只有高氮，中氮，低氮三種之分，但是根本不知其中緣故，現(xiàn)在經(jīng)歷多了，才逐步體會(huì)到此點(diǎn)。當(dāng)然很多東西在國內(nèi)還在逐步適應(yīng)，特別是高氮增碳劑 ，也在大量使用，石墨化不

15、好的石油焦，精煤等等，這些低端產(chǎn)品針對(duì)什么鑄鐵熔煉使用？是否是高含鈦鑄鐵使用？還需要今后逐步獲得經(jīng)驗(yàn)。石墨化不好的增碳劑，加入鐵水，一是吸收率低，慢，二是渣子多，三是其他有害元素影響鐵水質(zhì)量，希望大家注意！3。增碳劑 的加入方法，在論壇里面很多朋友都談了，在電爐熔煉加料前期，中期以及后期都可以加入，和廢鋼加入同時(shí)加入等等，其中牽涉到熔煉后期加入，起到預(yù)處理，增加石墨核心作用，這時(shí)的高端增碳劑 的加入量最好不要太多，記得 4 月份揚(yáng)州鑄鐵熔煉會(huì)上，帝守固的宋克非女士談到，不要超過0.2%，避免石墨粗大。希望大家隨著合成鑄鐵，鐵水預(yù)處理等熔煉操作實(shí)踐，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，豐富增碳劑 的使用方法，引起大家

16、的討論研究，不足請(qǐng)批評(píng)，指正石墨 增碳劑 的使用方法關(guān)于石墨 增碳劑 的使用，以下方法僅供參考（固定碳 96% ，吸收率 90% 計(jì)算）1 、爐料要求：無油無銹, 廢鋼要求表面不許有過度氧化現(xiàn)象。2、一般按每加入100 公斤廢鋼加入 增碳劑 4公斤準(zhǔn)備。3 、出爐溫度控制在1550 ，預(yù)計(jì)球化降溫100 ,手包降溫 50 。4 、第一爐生產(chǎn)時(shí)采取在電爐底加入10-20 公斤優(yōu)質(zhì)鐵削。第二爐起，生產(chǎn)時(shí)采取上一爐剩余鐵液20-40公斤。5 、鐵削加入后用塑料口袋裝入規(guī)定配入的增碳劑 放入鐵削上。第二爐起在剩余鐵液20-40 公斤上投入塑料口袋裝得 增碳劑 投入鐵液面。6 、加入碳素小顆粒（小于50

17、 50 面積）廢鋼 50 公斤 ,緊密覆蓋整個(gè)爐塘。7 、啟動(dòng)熔化 ,加入剩余廢鋼 加配入生鐵 加配入回爐鐵（注意回爐鐵的表面粘砂不要過多，防止與砂粘合影響吸收） 。增碳劑8 、鐵液熔化完畢后用覆蓋劑覆蓋,溫度達(dá)到 1400 時(shí)反復(fù) 2-3 次清理爐渣。、球化處理吊包裝入球化劑、硅鐵后用優(yōu)質(zhì)鐵削覆蓋表面。10 、熔煉完畢用優(yōu)質(zhì)除渣劑清理爐內(nèi)液面溶渣2-3 次 ,檢測(cè)鐵液溫度1550 -1600 。11 、鐵液出爐采用出鐵三分之二鐵液時(shí), 立即在爐嘴處順流加入二次硅鋇孕育劑。、用優(yōu)質(zhì)除渣劑清理溶渣。在鑄造過程中，選用同種類的增碳劑 在不同的時(shí)候吸收率會(huì)或多或少的不同，主要產(chǎn)生不同的原因有如下幾種

18、：1、 廢鋼質(zhì)量不穩(wěn)定，如：雜質(zhì)太多，1噸廢鋼出 700 公斤鐵水，30% 的浪費(fèi)。表面有油類物質(zhì)，將增碳劑包裹起來離開鐵液，不與鐵水結(jié)合分解。2、 不分解吸收，如：顆粒度掌握太大或太少，與爐型或投入時(shí)間不匹配。廢鋼表面有油類。增碳劑 加入時(shí)間過早（氧化）或過晚（分解不好）。選用 增碳劑 不合理，如后期調(diào)整用選用類型及顆粒度不對(duì)等。3、 過分飽和，當(dāng)鐵水含碳量大于3.9 以上的時(shí)候吸收率會(huì)有所下降。增碳劑 的用法和調(diào)整 ,配料時(shí)調(diào)整碳份，根據(jù)含碳量的要求熔化鋼（鐵）水時(shí)，隨金屬爐料加入電爐中部偏下部位，碳的吸收率可達(dá) 90%-95% ，增碳劑 沒有熔化時(shí)不要打渣，否則易裹在廢渣里面，影響碳的吸

19、收；2、鋼（鐵）水熔化后，如果碳的含量不達(dá)標(biāo)。需要調(diào)整碳份，可以加在鋼（鐵）水表面，通過電爐熔煉時(shí)鋼（鐵）水的渦流攪拌或人工攪拌使碳溶解吸收，碳的吸收率在85% 左右。孕育劑作為冶煉球墨鑄鐵、灰鑄鐵的應(yīng)用，其鐵水與孕育劑的比例為1 0.03 0.07 ，1生產(chǎn)質(zhì)量控制措施1.1 爐料的控制 (1) 生鐵由于錳使白口傾向增加, 磷顯著降低球鐵的塑性和沖擊韌度, 提高脆性轉(zhuǎn)變溫度 , 硫能加大球化劑消耗量, 因此選用生鐵的錳、磷、硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)( 下同 ) 不大于 0.5% 、 0.08% 、0.03%, 同時(shí)還必須嚴(yán)格控制干擾球化的元素, 如 Ti、 Sn、 Zn、Al 、Cu、Zr 、Se、 Te、 Pb、 As、Sb、 Bi其含量總和 M0.09% 。使用本溪生鐵( M=0.062%)能滿足生產(chǎn)的要求。等,廢鋼為降低爐料的含碳量 , 往往在沖天爐內(nèi)加 5%15% 的廢鋼。廢鋼的截面厚度不小于 3mm, 長(zhǎng)度不大于1/3 爐膛內(nèi)徑,以防搭棚和氧化嚴(yán)重。要獲得優(yōu)質(zhì)球鐵液可用新的碳鋼沖裁廢料,對(duì)銹蝕較嚴(yán)重的廢鋼應(yīng)進(jìn)行甩拋除銹處理。但如使用易切鋼、彈簧鋼、齒輪鋼、軸承鋼或經(jīng)電鍍等表面處理的廢鋼時(shí), 會(huì)