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1、增碳剂介绍增碳剂介绍 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
2、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。 2 2 碳剂的使用碳剂的使用 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
3、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。 1.炉内投入法： 增
4、碳剂适于在感应炉中熔炼使用，但依据工艺要求具体使用也不尽相同。 (1) 在中频电炉熔炼中使用增碳剂，可按配比或碳当量要求随料加入电炉中下部位，回收率可达 95% 以上； (2) 如果碳量不足调整碳分时，先打净炉中熔渣，再加增碳剂，通过铁液升温，电磁搅拌或人工搅拌 使碳溶解吸收，回收率可在 90%左右，如果采用低温增碳工艺，即炉料只熔化一部分，熔化的铁液温 度较低的情况下， 全部增碳剂一次性加入铁液中， 同时用固体炉料将其压入铁液中不让其露出铁液表 面。这种方法铁液增碳可达 1.0%以上。 2.炉外增碳： (1)包内喷石墨粉 选用石墨粉做增碳剂，吹入量为 40kg/t，预期能使铁液含碳量从 2%
5、增到 3%。随着铁液碳含量逐渐升 高，碳量利用率下降，增碳前铁液温度 1600，增碳后平均为 1299。喷石墨粉增碳，一般采用氮 气做载体，但在工业生产条件下，用压缩空气更方便，而且压缩空气中的氧燃烧产生 CO,化学反应热 可补偿部分温降，而且 CO 的还原气氛利于改善增碳效果。 (2)出铁时使用增碳剂 可将 100300 目的石墨粉增碳剂放到包内，或从出铁槽随流冲入，出完铁液后充分搅拌，尽可能使 碳溶解吸收，碳的回收率在 50%左右。 3 3 增碳剂的作用增碳剂的作用 用于铸造， 铸铁、 铸钢， 铸件会有对碳的一个要求， 那么增碳剂顾名思义就是来增加铁液中的碳含量， 又比如说，在熔炼中常用炉
6、料为生铁、废钢、回炉料，生铁的碳含量高，但是却采购价格相对废钢来 说是要高出一节的，所以增加废钢投放量，降低生铁投放量，加增碳剂，能起到一定的降低铸件成本 的作用。 4 4 增碳剂的种类增碳剂的种类 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、无烟煤 以及用这类材料配成的混合料。 1人造石墨 上述各种增碳剂中，品质最好的是人造石墨。 制造人造石墨的主要原料是粉状的优质煅烧石油焦， 在其中加沥青作为粘结剂， 再加入少量其他辅料。 各种原材料配合好以后，将其压制成形，然后在 25003000、非氧化性气氛中处理，使之石墨化。 经高温处理后，灰分、硫、气体含量都
7、大幅度减少。 由于人造石墨制品的价格昂贵， 铸造厂常用的人造石墨增碳剂大都是制造石墨电极时的切屑、废旧电 极和石墨块等循环利用的材料，以降低生产成本。 熔炼球墨铸铁时，为使铸铁的冶金质量上乘，增碳剂宜首选人造石墨。 2石油焦 石油焦是目前广泛应用的增碳剂。 石油焦是精炼原油得到的副产品， 原油经常压蒸馏或减压蒸馏得到的渣油及石油沥青， 都可以作为制 造石油焦的原料，再经焦化后就得到生石油焦。生石油焦的产量大约不到所用原油量的 5%。美国生石油焦的年产量约 3000 万 t。生石油焦中的杂质含量高，不能直接用作增碳剂，必须先经过煅烧处 理。 生石油焦有海绵状、针状、粒状和流态等品种。 海绵状石油
8、焦是用延迟焦化法制得的，由于其中硫和金属含量较高，通常用作煅烧时的燃料，也可作 为煅烧石油焦的的原料。经煅烧的海绵焦，主要用于制铝业和用作增碳剂。 针状石油焦，是用芳香烃的含量高、杂质含量低的原料，由延迟焦化法制得的。这种焦炭具有易于破 裂的针状结构，有时称之为石墨焦，煅烧后主要用于制造石墨电极。 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 12001350煅烧，可以使其成为 基本上纯净的碳。 煅烧石油焦的最大用户是制铝业，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%。 3天然石墨 天然石墨可分为鳞片石墨和微晶石墨两类。 微晶石墨灰分含量高，一般不用作铸铁的增碳剂。 鳞片石墨有很多品种：高碳鳞片石墨需用化学方法萃取，或加热到高温使其中的氧化物分解、挥发， 这种鳞片石墨产量不多、价格高，一般也不作增碳剂；低碳鳞片石墨中的灰分含量高，不宜用作增碳 剂；用作增碳剂的主要是中碳石墨，但用量也不多。 4焦炭和无烟煤 电弧炉炼钢过程中，可以在装料时配加焦炭或无烟煤作为增碳剂。由于其灰分和挥发分含量较高，感 应电炉熔炼铸铁很少用作增碳剂。
