【一文了解增碳剂种类】关键的碳源补充

【一文了解增碳剂种类】关键的碳源补充

增碳剂是一种含碳量高、化学性质稳定的固体添加剂，主要用于钢铁、铸造和其他金属加工行业。在钢铁冶炼行业中普遍应用，在钢铁产品的冶炼过程中，常常会因为冶炼时间、保温时间、过热时间较长等因素，使得铁液中碳元素的熔炼损耗量增大，造成铁液中的含碳量有所下降，导致铁液中的含碳量达不到炼制预期的理论值。在钢铁和铸造行业中，增碳剂一直被视为重要的添加剂，通过向金属或合金中添加适量的增碳剂，可以有效地提高材料的强度、硬度和耐蚀性。

增碳剂按照生产原料可以分为以下几类。

（一）木质碳类

以木材为原料，经过高温炭化处理制成。具有纯度高、吸湿性低等优点，但成本较高，主要用于精密铸造行业。

（二）石墨质类

土状石墨增碳剂

是土状石墨在钢铁冶炼或铸造增碳方面的应用，其主产区在湖南，是土状石墨粉的直接应用，通常碳含量在75-80%，可经过提纯增加产品碳含量。

天然石墨增碳剂

主要是天然石墨，以鳞片石墨为主，碳65-99%不等，主要用于炼钢厂，铸造厂不适用。

复合材料石墨增碳剂

采用石墨粉、焦粉、石油焦等下脚材料，添加不同粘结剂用机器可以压制成型，为棍棒颗粒状。碳含量一般在93-97%之间，硫含量极不稳定，一般在0.09-0.7之间。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。

（三）煤质碳类

以煤焦油为原料，经过脱水、脱硫等处理制成。具有价格便宜、资源丰富等优势，但含硫量较高，需要关注环保问题。

普煅煤增碳剂

普煅煤增碳剂是用低灰、低硫的精洗无烟煤在煅烧炉中经过1250℃左右高温煅烧后出来的产品。

主要产自：宁夏石嘴山，内蒙乌海。

工艺：洗后无烟煤室温烘干→煅烧炉内1300℃高温煅烧→去除挥发份→出炉→破碎→筛分→包装

产品指标：一般为C: 90-93%，S：0.3-0.5%。

用途：主要为炼钢企业使用，电炉炼钢过程中经常通过添加焦炭或者无烟煤作为增碳剂使用。但由于这两者灰分和挥发分比较高，感应电炉熔炼铸铁很少使用它们做增碳剂，部分铸造企业用于灰铸铁。

沥青焦增碳剂

煤焦油加氢生产油的副产品，是从焦油中提取出的一种高碳、低硫、低氮的增碳剂。碳含量在96-99.5%之间，其挥发分较低，结构致密，颗粒机械强度及耐磨性比较高，易石墨化。

冶金焦增碳剂

焦煤烧制，就是通常冲天炉用的大焦，除了冶炼外，还用于金属炉料的增碳。

（四）焦质碳类

以石油焦为原料，经过高温石墨化处理制成。具有含碳量高、杂质少、成本低等优点，广泛应用于钢铁和铸造行业。

煅后石油焦增碳剂

煅后石油焦增碳剂是将低硫石油焦置于煅烧炉中，在1300℃的高温煅烧下，将石油焦中的水分，灰分以及挥发份等杂质进行去除之后的产物。煅烧石油焦外观上呈黑色或暗灰色坚硬固体，该有金属光泽，呈多孔性。

主要产地：辽宁、天津和山东

工艺：原料储存→破碎、输送→滤筒收尘→煅烧→挥发份入罐式炉火道燃烧（燃烧烟气）→冷却、出炉→滤筒收尘（除尘尾气）→储存→煅烧石油焦

产品指标：一般为C:96-99%; S:0.3-0.7%。

用途：煅后石油焦增碳剂可用于炼钢、炼铁、普通铸造等行业，也可以用于制作铸造上的制动盘，曲轴，刹车片等。其具有高碳、低硫、低灰，密度紧凑，不易分解，使用耗时中等等优点，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。

由于其价格和供应在众多品类增碳剂中具有优势，市场应用较为广泛。不但可以补足钢铁冶炼过程中碳的烧损，以保钢铁特定牌号碳含量的要求，还可以用于炉后调整。作为感应电炉熔化铁水的重要原料，其质量和用法直接影响了铁水的状态 。

石墨化石油焦增碳剂

是石油焦在石墨化冶炼炉中经过3000度高温生产的石墨化产品，灰分、硫、气体含量都大幅下降，具有吸收快，碳高硫低的优点。

另一途径来源于制造电极时的切削粒或者废旧电极粉碎而成，由于石墨电极本身经过石墨化处理，其废料也可做增碳剂，另外负极材料尾料也是很好的增碳剂来源。

主要产地：内蒙古、江苏、四川、山东，河南等。

工艺：石墨化增碳剂就是将石油焦经高温处理石墨化后的产物。

石墨化石油焦是将石油焦放置在石墨化炉中，一般采用艾奇逊炉设备，艾奇逊炉炉头炉尾导电电极铺设碳素材料焙烧品作为导电发热芯,即炉头炉尾每一对对应的导电电极之间铺设一条碳素材料焙烧品作为一层导电发热芯，经过3000℃左右的高温处理后，石油焦的无序层状结构碳晶体转变为六方层状结构碳，即石油焦变成石墨，这一过程称为石墨化。 

产品指标：一般为C>98-99.5%;S<0.05-0.03%。

用途：石墨化增碳剂广泛应用于钢铁冶金、铸造、机械、化工等行业，主要用途有：作为钢铁熔炼过程中的碳素添加剂，提高钢铁的品质和性能；作为铸造过程中的覆盖剂，保护铸件表面免受氧化和氮化；作为机械加工过程中的润滑剂，减少摩擦和磨损；作为化工过程中的催化剂或载体，提高反应效率和产物质量 。 

优点：增碳剂中，一品级的是低硫低氮增碳剂，又叫人造石墨。碳素产品通过高温或者其他方式使其的分子结构改变，有规则的排列，这种分子排列方式，碳的分子间距更宽，更利于在铁液或者钢液中分解形核。

①　高固定碳含量，能有效提高钢铁的碳含量和强度；

②　低灰分含量，能减少钢铁中杂质的含量和氧化物的生成；

③　低水分含量，能减低钢铁中氢气的溶解度和气孔率；

④　低硫含量，能减低钢铁中硫化物的形成和脆性；

⑤　低氯含量，能减少钢铁中氯化物的腐蚀和应力腐蚀开裂。

虽然石墨化增碳剂的价格相比较高于其他增碳剂，但从总体使用成本来看，石墨化增碳剂的选择是较经济的。

半石墨化石油焦增碳剂

半石墨化增碳剂又称中温石墨化增碳剂，是石墨化炉(艾奇逊)高温石墨化过程中的保温层，煅烧温度在 1700-2700℃范围，具有固定碳高、溶解速度快、吸收率高，硫含量适中，性价比高等特点。

半石墨化增碳剂经常可以用于铸造厂作增碳剂，价格比石墨化增碳剂要经济比较便宜。两者的区别是硫含量，由于石墨化炉中煅烧温度和石墨化时间的影响，半石墨化增碳剂中的硫含量高于石墨化增碳剂中的硫含量，这是石墨化增碳剂和半石墨化增碳剂的区别。

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