煤质增碳剂-增碳剂-科恩碳材料有限公司

高密科恩铸造-浅谈增碳剂的选择与使用

　　增碳剂一种含碳量很高的黑色或者灰色颗粒的产物，增碳剂，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，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不同，价格差异很大。传统的熔炼方式比如冲天炉熔炼：使用生铁，回炉料，废钢钛合金等作为金属炉料;新的合成铸铁生产工艺：使用废钢作为炉料，利用增碳剂来调整铁液的碳当量。后一种生产工艺更容易保证铁液，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，我们能用非常差的（废钢）冶炼出非常好的（铸件）。

国外增碳剂技术已经日趋成熟，国内此项新工艺近几年才开始发展，业内很多人对增碳剂的品质和质量了解不够深入。有的铸造工作者选用增碳剂存在误区。例如混淆增碳剂的固定碳含量和含碳量的含义，固定碳值是根据样品的水分，挥发份，灰份和硫份计算得来的，而含碳量直接测碳仪便可以获得。有些增碳剂的灰份高，含碳量也高，但是它的固定碳值一定不会太理想。还有些铸造工作者片面的从增碳剂的固定碳含量和其物质性质便断定其是否，其结果可能误入歧途，导致选用的增碳剂物不所值。

   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。通常用来增碳的物质主要有煤粉，增碳生铁，电极粉，石油焦粉，沥青粉，木炭粉和焦炭粉。对增碳剂的要求是，固定碳越高越好，灰份，挥发份及硫份等有害杂质含量越低越好，以免污染铁水。

　　铸件的冶炼使用含杂质很少的石油焦经过高温焙烧后的增碳剂，这是增碳工艺中非常重要的环节。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举足轻重的作用。

　　全废钢电炉熔炼时，优先选用经过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zui好，以利于促进石墨化。因此，石油焦增碳剂，我们应该要选用经过高温石墨化处理的增碳剂。因为高温石墨化处理时硫份被生成SO2气体溢出而降低。所以的增碳剂含硫份很低，w (s)小于0.05%，zui好的w（s）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简洁指标。如果选用的增碳剂没有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量，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，磷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，诸如水份，灰份，挥发份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。

       针对不同的熔炼方式，炉形以及熔炼炉的尺寸，选择合适的增碳剂颗粒度也很重要，可以有效提高铁液对增碳剂的吸收速度和吸收率。针对感应电炉的颗粒度在0.2—5mm，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。

　　转炉炼钢对增碳剂的要求

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，并要干燥，干净，粒度要适中。其固定碳wC≥96％，挥发分≤1.0％，wS≤0.5％，水分≤0.5％，粒度在1-5mm；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。

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高密科恩铸造-增碳剂在灰铁铸造中需要注意的事项

  1.增碳剂的成分，应该以氮含量的成分多少来区分。以感应炉加入50---60%以上的废钢，熔炼合成铸铁而论，废钢加入量越大，铁水氮含量也越大。由于合成铸铁铁液中的钛、铅、锑等有害元素低，所以应该使用低氮的增碳剂。如果增碳剂氮含量较高，则容易使铸件出现氮气孔。一般而言，低端增碳剂含氮都比较高。

   由于铁水中钛的含量很低，不可能用Ti消耗大量的氮，使铸件容易因为氮含量太高而出现氮气孔，裂隙状氮气孔或者有关缺陷。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，特别强调合成铸铁熔炼，关键在使用质量好的，氮含量低的煅烧石油焦。很多铸造朋友以为，增碳剂硫量较高，煤质增碳剂，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. 国际上增碳剂标牌注名只有高氮，中氮，低氮三种之分，增碳剂的氮含量是非常重要的指标！目前国内对铸造使用增碳剂尚没有建立标准，普通煤，没有煅烧的石油焦氮含量很高，一般超过500-4000PPM（0.05-0.40%）。经过高温煅烧的石油焦，氮含量一般小于300PPM，但是供应商生产增碳剂时，煅烧温度等等控制措施不同，氮含量也有不同，特别是氮含量的检测，炼钢增碳剂，很多工厂不具备，造成工厂验收比较盲目，只是看碳的石墨化成度，以增碳剂颗粒在白纸上书写，手感舒适，笔画清晰与否来判断。的石油焦增碳剂氮含量小于100PPM。

    3.当然各种增碳剂在国内还在逐步适应，特别是高氮增碳剂，牵涉铸件成本，也在大量使用，石墨化不好的石油焦，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？还是铁水在熔炼保温中，气体排出？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，（只达40-60%），二是吸收速度慢，三是炉内产生渣l子多。容易使铁水氮含量超标，产生氮气孔。有时没有出现大量气孔缺陷，其中原因，估计与铁水中鈦，镐等元素有关，这些元素与氮亲和力较强，希望大家注意，逐步总结经验。

   4.增碳剂的加入方法，在做合成铸铁时，增碳剂加入量很大，在电炉熔炼加料前期或中期都可以加入，和废钢同时加入，同时配合加入碳化硅。其中牵涉到熔炼后期加入量，起到预处理，增加石墨作用，这时必须加入氮含量低的增碳剂，加入量不要太多，不要超过0.2%，避免石墨粗大。补充增碳剂，理想铁水温度在1500度左右，加在扒净渣l子的干净液面，几分钟之后，温度合适就可以出炉，不要理会液面没有吸收的残余增碳剂，因为它在出炉铁水的冲击搅拌过程中，也可以起到孕育作用。

   5.氮含量高的增碳剂，在熔炼灰铁铁水时，极易产生氮气孔缺陷，对球铁铁水，氮气孔缺陷也有出现，几率比灰铁较低，估计是因为球化剂里面有稀土等除气元素起了作用。

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增碳剂的类型

增碳剂可以用作铸铁增碳剂的材料很多，常用的有人造石墨、煅烧石油焦、天然石墨、焦炭、煤以及用这类材料配成的混合料。

石油焦

石油焦是目前广泛应用的增碳剂。

粒状石油焦呈硬质颗粒状，是用硫和沥青烯含量高的原料，用延迟焦化法制得的，主要用作燃料。

流态石油焦，是在流态床内用连续焦化法制得的，呈细小颗粒状，结构无方向性，硫含量高、挥发分低。

石油焦的煅烧，是为了除去硫、水分、和挥发分。将生石油焦于1200~1350℃煅烧，可以使其成为基本上纯净的碳。

煅烧石油焦的用户是制铝业，70%用以制造使铝矾土还原的阳极。美国生产的煅烧石油焦，用于铸铁增碳剂的约占6%。