碳是鋼鐵材料的主要合金元素，因此鋼鐵材料也可以稱為鐵碳合金。碳在鋼材中的主要作用是：1.形成固溶體組織，提高鋼的強度，如鐵素體、奧氏體組織，都溶解有碳元素；2.形成碳化物組織，可提高鋼的硬度及耐磨性。如滲碳體，即Fe3C，就是碳化物組織。因此，碳在鋼材中，含碳量越高，鋼的強度、硬度就越高，但塑性、韌性也會隨之降低；反之，含碳量越低，鋼的塑性、韌性越高，其強度、硬度也會隨之降低。目前我國主要的煉鋼方式為氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼，即將高爐鐵水運至轉(zhuǎn)爐后，向轉(zhuǎn)爐中噴吹氧氣，依靠氧元素將鐵水中的碳、硅、錳、磷等元素氧化形成氧化物進入渣中，進而形成富氧半鋼，隨后根據(jù)不同的鋼種需求在出鋼過程中進行脫氧、增碳、合金化過程。全部增碳劑一次性加入鐵液中，同時用固體爐料將其壓入鐵液中不讓其露出鐵液表面。上海新型增碳劑標準

石油焦是目前廣泛應(yīng)用的增碳劑。石油焦是精煉原油得到的副產(chǎn)品，原油經(jīng)常壓蒸餾或減壓蒸餾得到的渣油及石油瀝青，都可以作為制造石油焦的原料，再經(jīng)焦化后就得到生石油焦。生石油焦的產(chǎn)量大約不到所用原油量的5%。美國生石油焦的年產(chǎn)量約3000萬t。生石油焦中的雜質(zhì)含量高，不能直接用作增碳劑，必須先經(jīng)過煅燒處理。生石油焦有海綿狀、針狀、粒狀和流態(tài)等品種。海綿狀石油焦是用延遲焦化法制得的，由于其中硫和金屬含量較高，通常用作煅燒時的燃料，也可作為煅燒石油焦的的原料。經(jīng)煅燒的海綿焦，主要用于制鋁業(yè)和用作增碳劑。云南碳化增碳劑公司為了補足鋼鐵熔煉過程中燒損的碳含量而添加的含碳類物質(zhì)稱之為增碳劑。

增碳劑適于在感應(yīng)爐中熔煉使用，但依據(jù)工藝要求具體使用也不盡相同。（1)）在中頻電爐熔煉中使用增碳劑，可按配比或碳當量要求隨料加入電爐中下部位，回收率可達95%以上；（2)）如果碳量不足調(diào)整碳分時，先打凈爐中熔渣，再加增碳劑，通過鐵液升溫，電磁攪拌或人工攪拌使碳溶解吸收，回收率可在90%左右，如果采用低溫增碳工藝，即爐料只熔化一部分，熔化的鐵液溫度較低的情況下，全部增碳劑一次性加入鐵液中，同時用固體爐料將其壓入鐵液中不讓其露出鐵液表面。這種方法鐵液增碳可達1.0%以上。

增碳劑的使用方法：①爐內(nèi)投入法，在中頻電爐熔煉中使用增碳劑，可按配比或碳當量要求隨料加入電爐中下部位，回收率可達95%以上；如果碳量不足調(diào)整碳分時，先打凈爐中熔渣，再加增碳劑，通過鐵液升溫，電磁攪拌或人工攪拌使碳溶解吸收，回收率可在90%左右。②爐外增碳，選用石墨粉做增碳劑，吹入量為40kg/t，預(yù)期能使鐵液含碳量從2%增到3%。隨著鐵液碳含量逐漸升高，碳量利用率下降，增碳前鐵液溫度1600℃，增碳后平均為1299℃。噴石墨粉增碳，一般采用氮氣做載體。微晶石墨灰分含量高，一般不用作鑄鐵的增碳劑。

目前，各鋼廠利用增碳劑來進行鋼水增碳，常用的增碳劑有瀝青焦增碳劑、錳碳合金球增碳劑、碳粉包芯線增碳劑等等。然而，上述增碳劑都存在一定問題：瀝青焦增碳劑理化指標為碳大于等于98，粒度在5到15mm之間，其在鋼水出鋼時一起加入到鋼包內(nèi)，依靠鋼水的高溫溶解，實現(xiàn)鋼水增碳，這種增碳劑的主要缺點為其比重小，*0.6g/cm3，而鋼水比重達到7.8g/cm3，因此在增碳劑加入到鋼水后很快上浮到鋼水表面，進入渣中而燒損。錳碳合金球增碳劑雖然通過將錳鐵粉與石墨粉混合壓制成球，提高了整體密度，但錳鐵粉與石墨粉本身存在比重差，在生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)偏析，導致增碳不穩(wěn)定。而碳粉包芯線增碳劑是將碳粉包裹于鋼帶之內(nèi)，雖然成分均勻，寫能夠?qū)崿F(xiàn)精確增碳，但受包芯線米重較輕的原因限制，在鋼水需要大增碳量之時需要較長時間，無法滿足生產(chǎn)需求。使用增碳劑不僅可以補足鋼鐵冶煉過程中碳的燒損，確保鋼鐵特定牌號碳含量的要求，還可以用于爐后調(diào)整。云南石墨增碳劑

常用的增碳劑有增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。上海新型增碳劑標準

石焦油增煤劑：根據(jù)石油焦結(jié)構(gòu)和外觀，石油焦產(chǎn)品可分為針狀焦、海綿焦、彈丸焦和粉焦4種：（1）針狀焦，具有明顯的針狀結(jié)構(gòu)和纖維紋理，主要用作煉鋼中的高功率和超高功率石墨電極。由于針狀焦在硫含量、灰分、揮發(fā)分和真密度等方面有嚴格質(zhì)量指標要求，所以對針狀焦的生產(chǎn)工藝和原料都有特殊的要求。（2）海綿焦，化學反應(yīng)性高，雜質(zhì)含量低，主要用于煉鋁工業(yè)及炭素行業(yè)。（3）彈丸焦或球狀焦：形狀呈圓球形，直徑0.6-30mm，一般是由高硫、高瀝青質(zhì)渣油生產(chǎn)，只能用作發(fā)電、水泥等工業(yè)燃料。（4）粉焦：經(jīng)流態(tài)化焦化工藝生產(chǎn)，其顆粒細（直徑0.1-0.4mm），揮發(fā)分高，熱脹系數(shù)高，不能直接用于電極制備和炭素行業(yè)。上海新型增碳劑標準

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