石墨增碳剂和脱氧剂是现代铸造与炼钢工艺中不可或缺的重要材料，它们对提升金属液质量、优化产品性能起着关键作用。正确使用这些材料，是确保生产效率和产品质量的核心环节。
一、石墨增碳剂的使用方法
石墨增碳剂主要用于调整铸铁或钢水中的碳含量，以达到预期的化学成分和力学性能。其核心成分是高纯度石墨碳，具有吸收率高、增碳效果稳定的特点。
1. 选型与准备
- 粒度选择：根据熔炉容量和工艺要求选择合适的粒度。一般中频炉可使用1-5mm或5-10mm的颗粒，大型电炉或转炉可选用更大粒度。粒度适中能保证其在金属液中充分溶解，减少飘浮损失。
- 质量要求：应选择固定碳含量高（通常≥98%）、硫、氮等有害杂质含量低的优质增碳剂，以避免对铁水或钢水造成污染。
2. 添加时机与方式
- 炉内加入法：这是最常用的方法。在装料时，将部分增碳剂随废钢、生铁等炉料一同加入炉底或中层。建议避免直接加入高温区，以防止过度烧损。在熔炼后期，可根据碳含量检测结果进行微调补加。
- 出铁槽或钢包加入法：对于需要精确控制终碳量的情况，可在出铁或出钢过程中，将增碳剂均匀撒入铁水流或钢水流中。此方法要求增碳剂粒度细小、溶解速度快，并需充分搅拌以促进溶解和均匀化。
3. 操作要点
- 温度控制：增碳剂在高温下溶解效果更好。一般建议在铁水或钢水温度超过1450℃时加入，并保持足够的熔炼或保温时间，确保其充分溶解扩散。
- 搅拌与静置：加入后需进行充分搅拌（如通过电磁搅拌、吹氩或人工搅拌），然后静置一段时间，使碳元素均匀分布，避免成分偏析。
- 计算与监控：根据目标碳含量和炉料初始碳量，精确计算添加量。实践中需结合光谱分析等快速检测手段，实时监控碳含量变化，实现精准控制。
二、石墨脱氧剂的使用方法
在炼钢过程中，石墨脱氧剂主要用于去除钢水中的溶解氧，减少氧化物夹杂，提高钢的纯净度和力学性能。石墨作为强还原剂，能有效降低氧含量。
1. 脱氧原理与选型
- 石墨脱氧主要利用碳氧反应生成CO气体逸出，从而达到脱氧目的。通常选用高碳、低灰分的石墨材料，或与其他脱氧元素（如硅、铝）制成复合脱氧剂，以增强脱氧效果。
2. 添加流程
- 预脱氧：在氧化期结束后，钢水进入还原期时，可加入部分石墨脱氧剂进行预脱氧，初步降低氧含量，为后续深度脱氧创造条件。
- 终脱氧：在出钢前或钢包精炼过程中，根据氧含量检测结果，加入计算好量的石墨脱氧剂进行最终脱氧。加入后需充分搅拌，使脱氧产物（如CO）顺利上浮排出。
3. 关键注意事项
- 避免增碳过量：石墨脱氧同时会增碳，因此需严格控制加入量，尤其在冶炼低碳钢时，要精确计算，防止碳含量超出规格。
- 温度与时间：脱氧反应是吸热过程，需保证足够的钢水温度（通常≥1600℃）和适当的反应时间，以确保脱氧彻底。
- 渣相配合：良好的还原性炉渣（如白渣）能有效吸收脱氧产物，提高脱氧效率。需保持炉渣的碱度和流动性。
三、综合应用与安全规范
在实际生产中，增碳与脱氧过程往往是相互关联的。例如，在电弧炉炼钢中，氧化期后加入石墨进行扩散脱氧的也起到了增碳作用。因此，工艺制定需统筹考虑，实现碳、氧元素的协同控制。
安全与环保提示：
- 操作人员需穿戴好防护服、面罩和手套，防止高温金属液飞溅灼伤。
- 添加粉状或细粒材料时，应注意防尘，避免粉尘吸入或爆炸风险。
- 生产现场应保持良好的通风，及时排出反应产生的气体（如CO）。
- 使用后的废料应按环保要求妥善处理。
科学合理地使用石墨增碳剂和脱氧剂，是提升铸造与炼钢技术水平、生产高品质铸件和钢材的重要保障。企业应结合自身设备条件和产品要求，不断优化工艺参数，加强过程控制，以实现降本增效和产品质量的持续提升。
