【一文了解增碳剂】性能指标和选择方法

【一文了解增碳剂】性能指标和选择方法

（一）指标性能

固定碳量、灰分、粒度等影响碳的吸收率，而硫分、含氮量、挥发分和水分等会直接导致铸件出现缺陷。

粒度组成

石墨化增碳剂的粒度组成测试可以激光粒度仪法进行，对于不同粒径段的比例、平均粒径、MAX粒径等进行测定。

增碳剂粒度大小应针对不同的熔炼方式、炉型以及熔炼炉的尺寸，选择合适的增碳剂颗粒度。

例如，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，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。

另外还应注意颗粒均匀，颗粒不均匀是造成吸收成效差的原因之一，为了提高增碳成效，对增碳剂应作除去微粉和粗粒的粒度处理。

水分含量

增碳剂的全水分指标应尽量低，水分带进钢水中会增加钢水中的含氢量，而全水分的大小取决于熄焦工艺、存放和运输条件，小袋装增碳剂的水分应≤l%，破碎分装前的原料焦水分应≤3%。

灰分和固定碳含量

增碳剂的固定碳是增碳剂真正有用的部分，值越高越好，固定碳不能直接测定，是一个计算值。增碳剂的灰分和挥发分越低，固定碳就越高。

固定碳和灰分是增碳剂中此消彼长的两个对立参数，也是影响增碳效率的两个核心参数。增碳剂中的固定碳含量高、灰分低，则增碳效率高，反之则增碳效率低。

灰分含量高的增碳剂容易“ 焦化”而形成渣层，渣层将碳颗粒隔离，使其不能溶解，因而减低了碳的吸收率。而且还会使炉渣量增多，从而延长作业时间，增加电耗，增加冶炼过程中的劳动量。采用熔沟式感应电炉，如增碳剂加入炉内，尤应选用低灰分的品种，以免熔沟中聚集氧化物而影响电效率。  

不同种类增碳剂灰分高低差别很大，石墨增碳剂的灰分较低，约为0.5—1.O%，煅烧无烟煤灰分较高，优质的也不会低于4—5%。

从增碳效率考虑，当然希望增碳剂的固定碳含量高一些、灰分低一些，但同时也要考虑生产成本的因素和对铁液质量的影响。

挥发分含量

挥发分是增碳剂的无效部分，挥发分进入钢水也会增加铁水中的气体含量，会增加铸件产生气孔类缺陷的危险性，挥发分取决于增碳剂的煅烧或成焦温度及处理工艺，处理得当的增碳剂挥发在0.5%以下。因此不宜采用无烟煤和生石油焦作增碳剂。

煅烧无烟煤、煅烧石油焦和人造石墨都经过了高温处理，挥发分和水分都很低，故一般不做测试也不作要点考虑。

硫含量

增碳剂的硫份是重要的有害元素,减低钢的延展性和韧性，值越低越好。增碳剂的硫含量取决于增碳剂原料的含硫量和煅烧温度。

硫是干扰球化的有害元素，一般要求生产球墨铸铁的原铁液S≤0.015%，因此球墨铸铁用增碳剂含硫量应尽量低；而灰铸铁为了保证孕育成效，一般要求铁液含S量为0.06-0.12%，因此灰铸铁用增碳剂硫量允许高一些。

氮含量

增碳剂中的N含量在灰铸铁中的作用具有两面性：一般认为，N含量在70~120ppm时，N具有稳定珠光体、使片状石墨弯曲、尖*端钝化，从而提高灰铸铁的力学性能；当灰铸铁中的N含量超过平衡浓度（一般认为约140ppm）时，铸件就会产生裂隙状的氮气孔缺陷；因此增碳剂的选择，合适的氮含量是关键。

一般而言，灰铸铁多选煤质或石油焦增碳剂，其含氮量在1000pmm左右就可以满足大多数铸件材质的要求。而生产球墨铸铁就需要石墨增碳剂，或是石墨化增碳剂。

（二）增碳剂的选择

增碳剂质量不好会给企业带来重大损失，吸收较慢、吸收率低，成本增加，造成不必要的浪费，其他有害元素会影响产品质量，造成损失。

1、高温全石墨化低硫增碳剂含S和N低，可有效防止氮气孔产生，对于高端铸件严格控制S和N指标使用成效良好，而且吸收率高，杂质少，成份稳定，正确的使用吸收率可以达到95%左右；

2、中温石墨化增碳剂相对性价比高，能够在普通球铁和灰铁熔炼过程使用，正确的使用吸收率可≥90%；

3、半石墨化增碳剂主要应用于灰铁铸件，对于熔炼配料中增碳剂加入量比较少的普通球铁产品可以使用，熔化铁水过程尽量在铁水熔化到2/3前加入，正确使用吸收率≥90%；；

4、高硫增碳剂属于非石墨化增碳剂，生产过程没有经过高温处理，相对石墨化处理的增碳剂S和N比较高，应用于灰铁产品比较合适，可以减少硫铁加入量。该增碳剂吸收率在85%-90%之间，熔化吸收速度相对较慢，不适合铁水熔化后期加入。

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