增碳剂属于外加炼钢

1、增碳剂分炼钢用增碳剂（中华人民共和国黑色冶金行业标准，YB/T 192-2001 炼钢用增碳剂）和铸铁用增碳剂，以及其他一些添加材料也有用到增碳剂，譬如刹车片用添加剂，作摩擦材料。 增碳剂属于外加炼钢、炼铁增碳原料。 优质增碳剂是生产优质钢材必不可少的辅助添加剂。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。优质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

2、用生铁。目前绝大多数增碳剂都适用于电炉熔炼，也有少部分吸收速度特别快的增碳剂用于冲天炉。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。一种含碳量很高的黑色或者灰色颗粒 （或块状）的焦碳后续产物， 加入到金属冶炼炉里，提高铁液里碳的含量， 一方面可以降低铁液里氧的含量，

3、另一方面更重要的是提高冶炼金属或者铸件的力学性能。增碳剂 的来源很多，形态各异，根据其加工工艺和成分等不同，价格差异很大。传统的熔炼方式类似冲天炉熔炼：使用生铁、回炉料、废钢、铁合金等作为金属炉料；新的合成铸铁生产工艺：使用废钢作炉料，利用增碳剂 来调整铁液的碳当量。后一种生产方式更容易保证优质铁液，同时通过少用或者取代生铁改用废钢大大降低成本。通俗的说，利用 增碳剂 ，我们能用最差的（废钢）炼出最好的（铸件） 。一、增碳剂 的选择及其指标性能在冶炼过程中， 由于配料或装料不当以及脱碳过量等原因，有时造成钢或铁中碳含量没有达到预期的要求，这时要向钢或铁液中增碳。通常用来 增碳的主要物质有无烟煤

4、粉、 增碳生铁、电极粉、石油焦粉、沥青焦、木炭粉和焦炭粉。对增碳剂 的要求是，固定碳含量越高越好，灰分、挥发分及硫等有害杂质含量越低越好，以免污染钢。铸件的冶炼使用含杂志很少的石油焦经过高温培烧后的优质增碳剂 ，这是 增碳 工艺中最重要的环节。 增碳剂 质量好坏决定了铁液质量的好坏，也决定了能否获得好的石墨化效果。简言之，减少铁液收缩 增碳剂 起到举足轻重的作用。全废钢电炉熔炼时，优先选用经过了石墨化处理的增碳剂 ，经过高温石墨化处理的增碳剂 ，碳原子才能从原来的无序排列变成片状排列，片状石墨才能成为石墨形核的最好核心，以利促进石墨化。 因此，我们应该要选用经过高温石墨化处理的增碳剂 。因为高

5、温石墨化处理时，硫分被生成 SO2气体逸出而降低。 所以高品质的 增碳剂 含硫分很低， w（ s） 一般小于 0.05%，更好的 w（s）甚至小于 0.03%。同时，这也是判断是否经过高温石墨化处理以及石墨化是否良好的一个间接指标。如果选用的 增碳剂 没经过高温石墨化处理，石墨的形核能力就大大降低，石墨化能力减弱，即使也能达到同样的碳量，但结果完全不一样。所谓 增碳剂 ，就是要在加入后可以有效提高铁液中碳的含量，所以增碳剂 的固定碳含量一定不能太低，否则要达到一定的含碳量，就需要加入相比高碳的增碳剂 更多的样品，这样无疑增加了 增碳剂 中其他不利元素的量，使铁液不能获得较好的收益。低的硫、氮、

6、氢元素是防止铸件产生氮气孔的关键，这样就要求增碳剂 的含氮量越低越好。增碳剂 的其他指标，诸如水分、灰分、挥发分的量越低的固定碳量就越高，所以高的固定碳量，这些有害成分的含量一定不会高。二、加 增碳剂 熔炼新工艺对比传统工艺生铁中有许多粗大的过共晶石墨， 这种粗大的石墨具有遗传性， 熔炼温度低， 粗大石墨不易被消除， 粗大的石墨从液态遗传到了固态铸铁组织中， 一方面降低铸铁所能达到的强度， 降低了材料的性能， 另一方面使凝固过程中本来应该产生的石墨化析出的膨胀作用削弱， 使铁液凝固过程中的收缩倾向增大。在冲天炉熔炼时，尽量降低生铁炉料的用量，使用 增碳剂 来保证高碳当量，相对提高废钢用量。这样

7、，在高温熔炼的条件下，可以渗碳方式获得活性好，石墨化作用更显著的碳。在铸件上反映出石墨的形态更好，从而有利于提高力学性能，减少收缩倾向，改善加工性能。电炉熔炼时，同样通过低生铁用量甚至零用量，以渗碳方式获得优质铁液。从材质性能上来说， 过去那种大比例的生铁用量做法， 与同样成分的高废钢用量相比， 其力学性能也要低半个牌号。因此，加 增碳剂 熔炼的新工艺比传统上那种大比例的生铁用量相比无论从成本还是成品性能都要优越。三、增碳剂 对熔炼的影响及使用同样的化学成分，采用不同的熔炼工艺、 不同配料和配料比， 铁液的冶金质量完全不同。获得好的渗碳效果，电炉采用的是 增碳 技术，冲天炉采用的是高温熔炼技术

8、。 增碳剂 对熔炼的影响主要有三方面。1.铁液 增碳 技术，在熔炼过程中特别是电炉熔炼，可以增加石墨晶核。冲天炉熔炼中加入碳化硅还能增加铁液的长效石墨晶核，同时减少铁液氧化。2.增碳 是防止或减轻收缩倾向最好的措施。由于铁液凝固过程中的具有石墨化膨胀的作用，因此良好的石墨化会减少铁液的收缩倾向。3. 在高的碳量条件下，为获得高强度的灰铸铁铸件，熔炼过程采用全废钢加增碳剂 的工艺，使铁液更加纯净，生产的铸件材料性能高。熔炼要用不含油污的干净料，避免产生漏电或浮渣过多的现象。铁屑， 使线圈出现电火花，曾认为是炉衬料含铁太高而产生漏电。某厂前几炉因使用了油浸废其实是因为熔炼的铁屑含有油污，容易出现碳

9、沉积。碳积沉部位是在炉衬冷面，甚至沉积到隔热层中，由于炉衬尚未充分烧结， CO 渗入炉衬后部，发生COC+O2 反应，生成 C 沉积在炉衬冷面或隔热材料的气孔中。 当产生碳沉积时， 会造成炉体接地漏电，造成线圈冒火花。 改用纯净料即可避免。另外一个厂因为采购的废钢来源混乱，甚至表层涂附有油漆、 石灰、煤等物质， 造成浮渣多，在后期除渣工作消耗了大量的人力与物力。一般认为，铁水温度越高，作用时间越长，碳的吸收率越高。但实际正好相反，在感应电炉内是低温 增碳 ，高温增硅，即在高温时，非但不增碳，反而是降碳，这是因为：石墨碳主要损失于向炉外大气的气相扩散；铁水中的氧化性与C-Si-O 的平衡有关，铁

10、水中的 CO不断地被氧化为 CO2,而 CO2又会被 C 还原，反应产生的 CO,CO2气体上浮溢出铁水表面，使铁水中的碳含量下降。 反应速度与平衡温度有关，而平衡温度又随着碳硅含量的不同而变化。对于球铁原铁水，平衡温度大约为1450 20，灰铁原铁水约为 1400 20。铁水在平衡温度以上碳的氧化变得剧烈。反应的结果使铁水中的碳不断地被氧化烧损，硅的烧损减少。这时在铁水表面加入的增碳剂 使铁水中的 增碳和降碳达到平衡。根据以上分析，下面是 增碳剂在感应电炉内 增碳 的正确使用方法：1.使用 5T 以上的电炉 ,原料单一稳定，我们推荐分散加入法。根据含碳量的要求，按配料比，将增碳剂 与金属炉料

11、随各批料一同加入电炉中下部位，一层金属炉料一层增碳剂 ，碳的吸收率可达 90%-95% ， 增碳剂 在熔化时不要打渣，否则易裹在废渣里，影响碳的吸收；2.使用 3T 左右中频感应电炉，原料单一稳定，我们推荐集中加入法。在炉内先熔化或剩余少量铁水时，将需配加的增碳剂 一次性加在铁水表面，并立即加金属炉料，将增碳剂 全部压入铁水中，使 增碳剂 与铁水充分接触，吸收率在90%以上；3.使用小型电炉 ,原料夹有生铁等高碳物质的 ,我们推荐 增碳剂 微调。钢 /铁水熔化后，调整碳分，可以加在钢 /铁水表面，通过电炉熔炼时钢（铁）水的涡流搅拌或人工搅拌使本产品溶解吸收，碳的吸收率在 93%左右。四、优质

12、增碳剂 具备的特性1.颗粒大小适中，孔隙度大，吸收速度快。2.化学成分纯净，高碳、低硫、有害成分极微，吸收率高。3.产品石墨晶体结构好，提高原铁液的形核能力四、优质 增碳剂 具备的特性1.颗粒大小适中，孔隙度大，吸收速度快。2.化学成分纯净，高碳、低硫、有害成分极微，吸收率高。3.产品石墨晶体结构好，提高原铁液的形核能力感应电炉 增碳剂 熔炼使用注意事项感应电炉 增碳剂 熔炼使用注意事项（一）现在大家对于感应电炉熔炼灰铁，球铁，在熔炼中注重预处理，提高铁水的冶金质量，以及大量使用废钢做合成 铸造铸铁都比较熟悉了，增碳剂 ，碳化硅，高含钡的硅铁预处理剂的使用也逐步广泛，对于增碳剂来讲，结合最近得

13、到的信息和以前实际经验，加上前人的发表文章，我感觉在熔炼中要注意几点：1。 增碳剂的成分，应该以氮含量的多少来区分，则使用时，选择什么级别的氮含量，很重要！我们现在以感应电炉加入 60% 以上的废钢，熔炼合成铸铁，由于其中钛等有害元素很低，所以应该使用低氮的增碳剂 。我在以前的帖子里面介绍过，美国，日本高端客户对普通灰铁的验收，需要化验铸铁里面氮，钛，铅，砷等等有害元素的含量， （机械性能方面，不仅要做抗拉，硬度，还要做灰铁的屈服强度），其中对于氮的含量，一般希望在80-120PPM最好，这时如果你使用高氮增碳剂 （一般都属于低端增碳剂 产品），由于铁水中钛的含量很低， 不可能消耗大量的氮，使

14、铸件容易因为氮含量太高而出现大量气孔，气缩或者有关缺陷，这种现象，已经在我以前工作过的单位发生，许多专家在其发表的文章中也谈过，增碳剂 质量不好带给他们的重大损失。（具体是谁？记不清了，好像是一位姓金的专家在铸造杂志上写过）。很多铸造朋友以为，增碳剂 硫量较高，不会影响普通灰铁（孕育铸铁）的质量，但是增碳剂硫量高，伴随着其中的氮也会很高，带来质量问题。 2。 99年在台湾首屋（台湾帝屋在青岛的工厂）工作时，其库房里面增碳剂 很多，标牌注名只有高氮，中氮，低氮三种之分，但是根本不知其中缘故，现在经历多了，才逐步体会到此点。当然很多东西在国内还在逐步适应，特别是高氮增碳剂 ，也在大量使用，石墨化不

15、好的石油焦，精煤等等，这些低端产品针对什么铸铁熔炼使用？是否是高含钛铸铁使用？还需要今后逐步获得经验。石墨化不好的增碳剂，加入铁水，一是吸收率低，慢，二是渣子多，三是其他有害元素影响铁水质量，希望大家注意！3。增碳剂 的加入方法，在论坛里面很多朋友都谈了，在电炉熔炼加料前期，中期以及后期都可以加入，和废钢加入同时加入等等，其中牵涉到熔炼后期加入，起到预处理，增加石墨核心作用，这时的高端增碳剂 的加入量最好不要太多，记得 4 月份扬州铸铁熔炼会上，帝守固的宋克非女士谈到，不要超过0.2%，避免石墨粗大。希望大家随着合成铸铁，铁水预处理等熔炼操作实践，不断总结经验，丰富增碳剂 的使用方法，引起大家

16、的讨论研究，不足请批评，指正石墨 增碳剂 的使用方法关于石墨 增碳剂 的使用，以下方法仅供参考（固定碳 96% ，吸收率 90% 计算）1 、炉料要求：无油无锈, 废钢要求表面不许有过度氧化现象。2、一般按每加入100 公斤废钢加入 增碳剂 4公斤准备。3 、出炉温度控制在1550 ，预计球化降温100 ,手包降温 50 。4 、第一炉生产时采取在电炉底加入10-20 公斤优质铁削。第二炉起，生产时采取上一炉剩余铁液20-40公斤。5 、铁削加入后用塑料口袋装入规定配入的增碳剂 放入铁削上。第二炉起在剩余铁液20-40 公斤上投入塑料口袋装得 增碳剂 投入铁液面。6 、加入碳素小颗粒（小于50

17、 50 面积）废钢 50 公斤 ,紧密覆盖整个炉塘。7 、启动熔化 ,加入剩余废钢 加配入生铁 加配入回炉铁（注意回炉铁的表面粘砂不要过多，防止与砂粘合影响吸收） 。增碳剂8 、铁液熔化完毕后用覆盖剂覆盖,温度达到 1400 时反复 2-3 次清理炉渣。、球化处理吊包装入球化剂、硅铁后用优质铁削覆盖表面。10 、熔炼完毕用优质除渣剂清理炉内液面溶渣2-3 次 ,检测铁液温度1550 -1600 。11 、铁液出炉采用出铁三分之二铁液时, 立即在炉嘴处顺流加入二次硅钡孕育剂。、用优质除渣剂清理溶渣。在铸造过程中，选用同种类的增碳剂 在不同的时候吸收率会或多或少的不同，主要产生不同的原因有如下几种

18、：1、 废钢质量不稳定，如：杂质太多，1吨废钢出 700 公斤铁水，30% 的浪费。表面有油类物质，将增碳剂包裹起来离开铁液，不与铁水结合分解。2、 不分解吸收，如：颗粒度掌握太大或太少，与炉型或投入时间不匹配。废钢表面有油类。增碳剂 加入时间过早（氧化）或过晚（分解不好）。选用 增碳剂 不合理，如后期调整用选用类型及颗粒度不对等。3、 过分饱和，当铁水含碳量大于3.9 以上的时候吸收率会有所下降。增碳剂 的用法和调整 ,配料时调整碳份，根据含碳量的要求熔化钢（铁）水时，随金属炉料加入电炉中部偏下部位，碳的吸收率可达 90%-95% ，增碳剂 没有熔化时不要打渣，否则易裹在废渣里面，影响碳的吸

19、收；2、钢（铁）水熔化后，如果碳的含量不达标。需要调整碳份，可以加在钢（铁）水表面，通过电炉熔炼时钢（铁）水的涡流搅拌或人工搅拌使碳溶解吸收，碳的吸收率在85% 左右。孕育剂作为冶炼球墨铸铁、灰铸铁的应用，其铁水与孕育剂的比例为1 0.03 0.07 ，1生产质量控制措施1.1 炉料的控制 (1) 生铁由于锰使白口倾向增加, 磷显著降低球铁的塑性和冲击韧度, 提高脆性转变温度 , 硫能加大球化剂消耗量, 因此选用生铁的锰、磷、硫的质量分数( 下同 ) 不大于 0.5% 、 0.08% 、0.03%, 同时还必须严格控制干扰球化的元素, 如 Ti、 Sn、 Zn、Al 、Cu、Zr 、Se、 Te、 Pb、 As、Sb、 Bi其含量总和 M0.09% 。使用本溪生铁( M=0.062%)能满足生产的要求。等,废钢为降低炉料的含碳量 , 往往在冲天炉内加 5%15% 的废钢。废钢的截面厚度不小于 3mm, 长度不大于1/3 炉膛内径,以防搭棚和氧化严重。要获得优质球铁液可用新的碳钢冲裁废料,对锈蚀较严重的废钢应进行甩抛除锈处理。但如使用易切钢、弹簧钢、齿轮钢、轴承钢或经电镀等表面处理的废钢时, 会