鑄鐵用增碳劑的種類

    根據(jù)增碳劑中碳的晶體結構，增碳劑可分為非晶態(tài)和結晶態(tài)；根據(jù)碳原子的存在形式可分為石墨化增碳劑和非石墨化增碳劑。石墨化增碳劑主要有石墨化石油焦和石墨電極兩類。石墨化石油焦增碳劑在鑄造行業(yè)中應用最廣泛，其生產工藝是將原材料石油焦在石墨化爐中經(jīng)過2200-2600℃的高溫加熱，使石油焦無定形的亂層結構碳晶化轉變成三維有序石墨晶體的高溫熱處理過程，即經(jīng)過石墨化過程，達到石墨化狀態(tài)。非石墨化增碳劑主要有：煅燒石油焦、煤質增碳劑等等，煅燒石油焦是指石油焦經(jīng)1200-1500℃高溫加熱處理，處理溫度較低，晶體結構未發(fā)生改變。煤質增碳劑由于灰分和揮發(fā)分較高，現(xiàn)在電弧爐熔煉時已很少使用。衡量增碳劑優(yōu)劣的指標主要有固定碳含量、硫份、揮發(fā)份、灰份、氮含量及水份等。石墨化增碳劑經(jīng)高溫石墨化處理后，硫分、氮含量大大低于非石墨化增碳劑。

    1固定碳、灰份、揮發(fā)份

    增碳劑的固定碳不同于含碳量，固定碳值是根據(jù)樣品的水分、揮發(fā)份、灰分、硫分計算得出的，而含碳量可直接用儀器檢測出來。固定碳含量高、灰分低，則增碳效果越好。增碳劑中的灰分含量高在熔煉過程中產生大量煙塵、爐渣，增加能耗，加大扒渣勞動強度。

2硫分

    石墨化增碳劑硫含量一般低于0.05%。在普通鑄鐵中，硫元素具有穩(wěn)定滲碳體，阻止石墨化擴展的作用，在生產球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵件時應選用含硫量低的石墨化增碳劑，若硫含量過高將影響球化效果，消耗更多的球化劑，增加生產成本；煅燒石油焦增碳劑由于煅燒溫度較低，硫含量較高，一般在1%以下，可用于某些灰鑄鐵件的生產。

    3氮含量

    氮含量是衡量增碳劑品質好壞的一個重要指標。一般鑄造廠在購買增碳劑時，一是關注增碳劑的價格；二是增碳劑中的固定碳、硫、灰分、揮發(fā)分、水分的含量，對氮含量關注較少。普通煅燒石油焦增碳劑，煅燒溫度偏低，氮、硫含量偏高。生產灰鑄鐵件時，由于爐料中廢鋼自身會帶入一部分氮元素，若廢鋼加入比例較多，增碳劑用量也相應加大，若使用氮含量較高的普通煅燒石油焦增碳劑，鐵水中的氮含量會大幅度提高。鐵液中過量溶解的N會阻礙石墨化，增加碳化物的穩(wěn)定性，促進D型石墨的形成，提高硬度，惡化鑄件加工性能。對于灰鑄鐵，適量的N元素可以使石墨片長度縮短，彎曲程度增加，端部鈍化，長寬比減小，能夠穩(wěn)定基體的珠光體，起到細化晶粒組織，提高鑄件抗拉強度及硬度的作用。有資料介紹[1]，當鐵水中N＞0.012%時，鑄件有出現(xiàn)氮氣孔缺陷的可能。氮氣孔常見于鑄件內部、表面或近表面，呈大小不等的圓形、長方形及不規(guī)則形態(tài)，是鑄造生產中常見缺陷之一。

    石墨化增碳劑經(jīng)高溫脫硫脫氮處理，氮、硫元素含量很低，使用石墨化增碳劑熔煉的鐵水氮含量一般很低。