铸铁用增碳剂的种类

    根据增碳剂中碳的晶体结构，增碳剂可分为非晶态和结晶态；根据碳原子的存在形式可分为石墨化增碳剂和非石墨化增碳剂。石墨化增碳剂主要有石墨化石油焦和石墨电极两类。石墨化石油焦增碳剂在铸造行业中应用最广泛，其生产工艺是将原材料石油焦在石墨化炉中经过2200-2600℃的高温加热，使石油焦无定形的乱层结构碳晶化转变成三维有序石墨晶体的高温热处理过程，即经过石墨化过程，达到石墨化状态。非石墨化增碳剂主要有：煅烧石油焦、煤质增碳剂等等，煅烧石油焦是指石油焦经1200-1500℃高温加热处理，处理温度较低，晶体结构未发生改变。煤质增碳剂由于灰分和挥发分较高，现在电弧炉熔炼时已很少使用。衡量增碳剂优劣的指标主要有固定碳含量、硫份、挥发份、灰份、氮含量及水份等。石墨化增碳剂经高温石墨化处理后，硫分、氮含量大大低于非石墨化增碳剂。

    1固定碳、灰份、挥发份

    增碳剂的固定碳不同于含碳量，固定碳值是根据样品的水分、挥发份、灰分、硫分计算得出的，而含碳量可直接用仪器检测出来。固定碳含量高、灰分低，则增碳效果越好。增碳剂中的灰分含量高在熔炼过程中产生大量烟尘、炉渣，增加能耗，加大扒渣劳动强度。

2硫分

    石墨化增碳剂硫含量一般低于0.05%。在普通铸铁中，硫元素具有稳定渗碳体，阻止石墨化扩展的作用，在生产球墨铸铁、蠕墨铸铁件时应选用含硫量低的石墨化增碳剂，若硫含量过高将影响球化效果，消耗更多的球化剂，增加生产成本；煅烧石油焦增碳剂由于煅烧温度较低，硫含量较高，一般在1%以下，可用于某些灰铸铁件的生产。

    3氮含量

    氮含量是衡量增碳剂品质好坏的一个重要指标。一般铸造厂在购买增碳剂时，一是关注增碳剂的价格；二是增碳剂中的固定碳、硫、灰分、挥发分、水分的含量，对氮含量关注较少。普通煅烧石油焦增碳剂，煅烧温度偏低，氮、硫含量偏高。生产灰铸铁件时，由于炉料中废钢自身会带入一部分氮元素，若废钢加入比例较多，增碳剂用量也相应加大，若使用氮含量较高的普通煅烧石油焦增碳剂，铁水中的氮含量会大幅度提高。铁液中过量溶解的N会阻碍石墨化，增加碳化物的稳定性，促进D型石墨的形成，提高硬度，恶化铸件加工性能。对于灰铸铁，适量的N元素可以使石墨片长度缩短，弯曲程度增加，端部钝化，长宽比减小，能够稳定基体的珠光体，起到细化晶粒组织，提高铸件抗拉强度及硬度的作用。有资料介绍[1]，当铁水中N＞0.012%时，铸件有出现氮气孔缺陷的可能。氮气孔常见于铸件内部、表面或近表面，呈大小不等的圆形、长方形及不规则形态，是铸造生产中常见缺陷之一。

    石墨化增碳剂经高温脱硫脱氮处理，氮、硫元素含量很低，使用石墨化增碳剂熔炼的铁水氮含量一般很低。