Ⅰ 人造石墨增碳劑用途
增碳劑
可以用作鑄鐵增碳劑的材料很多，常用的有人造石墨、煅燒石油焦、天然石墨、焦炭、無煙煤以及用這類材料配成的混合料。
1．人造石墨
上述各種增碳劑中，品質最好的是人造石墨。
製造人造石墨的主要原料是粉狀的優質煅燒石油焦，在其中加瀝青作為粘結劑，再加入少量其他輔料。各種原材料配合好以後，將其壓製成形，然後在2500～3000℃、非氧化性氣氛中處理，使之石墨化。經高溫處理後，灰分、硫、氣體含量都大幅度減少。
由於人造石墨製品的價格昂貴，鑄造廠常用的人造石墨增碳劑大都是製造石墨電極時的切屑、廢舊電極和石墨塊等循環利用的材料，以降低生產成本。
熔煉球墨鑄鐵時，為使鑄鐵的冶金質量上乘，增碳劑宜首選人造石墨，為此，最好向附近用電弧爐煉鋼的企業或電解鋁生產企業購買廢電極，自行破碎到要求的粒度。
2．石油焦
石油焦是目前廣泛應用的增碳劑。
石油焦是精煉原油得到的副產品，原油經常壓蒸餾或減壓蒸餾得到的渣油及石油瀝青，都可以作為製造石油焦的原料，再經焦化後就得到生石油焦。生石油焦的產量大約不到所用原油量的5%。美國生石油焦的年產量約3000萬t。生石油焦中的雜質含量高，不能直接用作增碳劑，必須先經過煅燒處理。
生石油焦有海綿狀、針狀、粒狀和流態等品種。
海綿狀石油焦是用延遲焦化法製得的，由於其中硫和金屬含量較高，通常用作鍛燒時的燃料，也可作為煅燒石油焦的的原料。經鍛燒的海綿焦，主要用於制鋁業和用作增碳劑。
針狀石油焦，是用芳香烴的含量高、雜質含量低的原料，由延遲焦化法製得的。這種焦炭具有易於破裂的針狀結構，有時稱之為石墨焦，煅燒後主要用於製造石墨電極。
粒狀石油焦呈硬質顆粒狀，是用硫和瀝青烯含量高的原料，用延遲焦化法製得的，主要用作燃料。
流態石油焦，是在流態床內用連續焦化法製得的，呈細小顆粒狀，結構無方向性，硫含量高、揮發分低。
石油焦的煅燒，是為了除去硫、水分、和揮發分。將生石油焦於1200～1350℃煅燒，可以使其成為基本上純凈的碳。
煅燒石油焦的最大用戶是制鋁業，70%用以製造使鋁礬土還原的陽極。美國生產的煅燒石油焦，用於鑄鐵增碳劑的約佔6%。
各種石油焦製品的大致成分列於表1，供參考。
表1各種石油焦製品的大致成分（%）
品種 固定碳 硫 灰分 揮發分 水分
生石油焦 85～89 1～6 0．2～0．5 10～14 8～10
煅燒石油焦 98．5 0．02～3．5 0．2～0．5 0．3～0．5 ≤0．5
合成炭製品 99 0．01～0．03 0．1～0．5 — ≤0．5
低硫合成碳製品 99．9 0．01～0．03 0．01～0．03 — ≤0．2
3．天然石墨
天然石墨可分為鱗片石墨和微晶石墨兩類。
微晶石墨灰分含量高，一般不用作鑄鐵的增碳劑。
鱗片石墨有很多品種：高碳鱗片石墨需用化學方法萃取，或加熱到高溫使其中的氧化物分解、揮發，這種鱗片石墨產量不多、價格高，一般也不作增碳劑；低碳鱗片石墨中的灰分含量高，不宜用作增碳劑；用作增碳劑的主要是中碳石墨，但用量也不多。
天然石墨的大致成分見表2。
表2 天然石墨的大致成分（%）
品種 固定碳 硫 灰分 揮發分 水分
鱗片石墨 85～95 0．1～0．7 5～15 1～2 ——
微晶石墨 60～85 0．1～0．2 20～40 1～2 0．5
4．焦炭和無煙煤
電弧爐煉鋼過程中，可以在裝料時配加焦炭或無煙煤作為增碳劑。由於其灰分和揮發分含量較高，感應電爐熔煉鑄鐵很少用作增碳劑。
關於鑄鐵行業常用的幾種增碳劑的成分和堆密度，表3列出了一些典型的測定數據，供參考。
表3 常用增碳劑的成分和堆密度(典型的測定數據，供參考)
增碳劑 碳含量（%） 灰分（%） 水分（%） 揮發分（%） 硫（%） 氮（%） 氫（%） 堆密度的概略值（g/cm3）
人造石墨 99.2 0.4 0.20 0.10 0.05 0.005 ― 0.84
鱗片石墨 85.3 13.2 0.06 0.44 0.35 0.060 ― ―
煅燒石油焦(中硫) 96.5 0.4 0.40 0.30 1.50 0.600 0.15 0.77
煅燒石油焦(低硫) 98.3 0.4 0.10 0.20 0.30 0.080 0.04 0.800
乾燥焦炭 87.7 9.0 0.30 1.00 1.00 1.000 ― 0.64
優質
無煙煤 90.0 2.5 2.00 3.5 0.25 0.600 1.10 0.64
瀝青焦 97.0 0.5 0.50 0.5 0.4 0.700 0.20 0.55