一、核心定义
增碳剂是一种在冶金过程中，特别是炼钢和铸造行业中，用于向金属液（如铁水或钢水）中补充碳元素的材料。简单来说，它的主要作用就是 “给金属加碳”。
在冶炼过程中，由于原料（如废钢）的碳含量不足或工艺流程（如电炉冶炼）会导致碳的烧损，使得最终金属液的碳含量达不到目标要求。这时，就需要通过人工添加增碳剂来精确调整其碳含量。
二、主要作用
增碳剂在冶金过程中的作用至关重要，主要包括：
1. 补充碳元素：这是最基本的功能，确保铸件或钢产品的最终碳含量符合化学成分标准。
2. 提高铸件质量：
强化孕育效果：促进石墨的形核，使铸铁中的石墨更加细小、均匀，从而提升材料的力学性能。
改善机械性能：能有效提高铸件的强度、硬度和耐磨性。
3. 降低生产成本：在电炉冶炼中，可以大量使用价格相对低廉的高碳废钢或回炉料，然后通过添加增碳剂将碳含量调整到所需水平，这比全部使用优质生铁要经济得多。
4. 减少铁水氧化：增碳剂中的碳可以与铁水中的氧反应，降低氧含量，从而减少夹杂物和气孔缺陷。
三、主要种类
增碳剂根据其原料和制造工艺的不同，主要分为以下几类：
1. 人造石墨增碳剂
来源：由石油焦、沥青焦等经过高温石墨化处理（约2500-3000°C）制成。
特点：碳含量高（通常≥98.5%），硫含量极低，吸收率高（通常可达90%以上），是目前质量最好的增碳剂。
应用：主要用于生产高性能球墨铸铁、高级合金钢等对质量要求严格的领域。
2. 煅后石油焦增碳剂
来源：石油焦经过约1200-1300°C的煅烧处理，去除挥发分和水分。
特点：碳含量较高（通常98%-99.5%），但未经石墨化，其晶体结构不同于石墨，吸收率略低于人造石墨。
应用：应用非常广泛，是普通灰铸铁和钢液增碳的常用选择，性价比较高。
3. 天然石墨增碳剂
来源：由天然鳞片石墨经提纯加工而成。
特点：碳含量也较高，但吸收率和稳定性通常不如人造石墨。
应用：在一些特定场合使用。
4. 煤质增碳剂
来源：由无烟煤经高温焙烧制成。
特点：价格最便宜，但碳含量相对较低，硫含量和灰分较高，吸收率也较低。
应用：主要用于对硫含量要求不高的普通灰铸铁或作为辅助增碳剂。
四、关键性能指标
选择增碳剂时，主要看以下几个指标：
固定碳含量：核心指标，越高越好，意味着杂质少，增碳效率高。
硫含量：关键有害指标，硫会阻碍石墨化，导致铸件产生脆性，硫含量越低越好。
灰分：指不能燃烧的无机物杂质，灰分高会增加炉渣量，影响铁水质量。
挥发分：未完全碳化的有机物，挥发分离会影响吸收率并产生烟雾。
水分：必须严格控制，水分会带入氢和氧，导致铸件产生气孔。
氮含量：对于一些钢种，过高的氮含量是有害的，需要特别关注。
吸收率：指实际进入金属液的碳占加入总碳量的百分比。吸收率受增碳剂本身品质、加入方法、铁水温度等多种因素影响。
注：仅供参考