鑄鐵常用的增碳劑是一種碳質(zhì)材料，主要成分是碳。碳質(zhì)材料主要有石墨和無定形碳。石墨為六方層片結(jié)晶，石墨晶體中的碳原子是層狀排列的，在同層原子之間是以共價(jià)鍵結(jié)合，其結(jié)合力較強(qiáng)；而層與層之間則是以極性鍵結(jié)合，其結(jié)合力較弱。因此，石墨極易分層剝離，強(qiáng)度極低。由于石墨晶體具有這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此在鐵液中長(zhǎng)大時(shí)就容易長(zhǎng)成片狀結(jié)構(gòu)。無定形碳也是六方層片狀結(jié)晶，與石墨不同之處在于六角形配列不完整，層間距離略大。

   依據(jù)增碳劑中碳的晶體結(jié)構(gòu)，增碳劑可分為非晶態(tài)和晶體態(tài)。根據(jù)碳在增碳劑中的存在形態(tài)，分為石墨增碳劑和非石墨增碳劑。石墨增碳劑主要有石墨電極、石墨電極邊角料及碎屑、天然石墨壓粒、微晶石墨等；此外，碳化硅（SiC）具有和石墨相似的六方結(jié)構(gòu)，也被列為石墨增碳劑的一種特殊形態(tài)。非石墨增碳劑主要有瀝青焦、鍛燒石油焦、焦炭壓料、鍛燒無煙煤等。

    增碳原理

   增碳劑中以單質(zhì)形式存在的碳，熔化溫度為3727℃，在鐵液溫度下不能熔化，因此，增碳劑中的碳主要通過溶解和擴(kuò)散兩種方式溶于鐵液。當(dāng)鐵液的wC＝2.1%時(shí)，石墨增碳劑中的石墨可直接在鐵液中溶解直溶。而非石墨碳的直溶現(xiàn)象基本不存在，只是隨著時(shí)間的推移，碳在鐵液中逐漸擴(kuò)散溶解。因此，對(duì)于電爐熔煉合成鑄鐵的增碳，采用石墨增碳的增碳速度顯著高于非石墨增碳劑。

   有資料顯示，碳在鐵液中的溶解受到達(dá)固體粒子表面液體邊界層傳制動(dòng)的影響。用焦炭和煤顆粒所得的結(jié)果與石墨所得的結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)石墨增碳劑在鐵液中的擴(kuò)散溶解速度明顯快于焦炭和煤顆粒一類的增碳劑。用電子顯微鏡觀察了部分溶解的焦炭和煤顆粒樣品，發(fā)現(xiàn)在樣品表面形成了一層很薄的粘性灰層，這是影響其在鐵液中擴(kuò)散溶解性的主要原因。

    增碳劑的選用

   對(duì)于電爐熔煉，增碳技術(shù)的核心是使用高品質(zhì)的增碳劑。參考有關(guān)資料，認(rèn)為所選用的增碳劑應(yīng)具備以下特征：

   （1）選用經(jīng)過高溫石墨化處理的增碳劑，只有經(jīng)高溫處理后，碳原子才能從原來的無序排列變成片狀排列，片狀石墨才能成為石墨形核的核心，促進(jìn)石墨化。

    （2）好的增碳劑含硫都非常低，wS＜0.03%是一個(gè)重要指標(biāo)。

   （3）增碳劑的孔隙率對(duì)增碳效果和增碳劑吸收率也很重要，因此高溫石墨化的石油焦增碳劑比電極石墨碎，增碳效果更好。