感应炉越来越多地用于熔化铸铁。 一般在感应炉中，仅靠添加金属炉料是无法保证铁水所需的碳量的，必须添加增碳剂。 因此，对于感应炉，特别是中频感应炉来说，添加增碳剂是冶炼操作的重要组成部分。 本文将介绍一些有关感应炉增碳剂使用的知识。
1、增碳剂中未熔颗粒的石墨化
在铁水中，增碳剂不仅包括已渗透到铁水中的碳，还包括以石墨形式剩余的未渗透的碳，并以粒状形式参与搅拌的液流中。 未熔的粗大石墨颗粒，通电时大部分浮在靠近炉壁的铁水表面，一部分粘附在炉壁中部，相当于搅拌死角。 这时，一旦停止供电，粗大的石墨颗粒就会因压力的作用而慢慢飘落下来。 石墨熔化过程中，超出光学显微镜观察范围的极小颗粒，不仅在通电时，而且在停电时，都能漂浮在铁水中。
据介绍，越接近构成共晶晶核的物质，虽然添加的石墨的结晶度与晶界石墨有些不同，但与其他可确定产生石墨核的物质相比，其结晶程度融合势必会更大。 由此看来，可以认为，漂浮的细小石墨颗粒有利于石墨核的形成，可以防止铸铁的过冷和白化。
2 渗碳剂细度对渗碳疗效的影响
2.1 增碳剂细度对渗碳时间的影响
增碳剂的细度是影响增碳剂熔入铁水中的主要因素。 采用表1中成分大致相同但细度不同的渗碳剂A、B、C进行渗碳效果测试，结果如图1所示。虽然处理后的渗碳率相同，渗碳达到90%渗碳率的时间差异较大。 使用未经细化处理的C增碳剂需要8分钟，而去除细粉和粗颗粒的A增碳剂只需6分钟。 这说明渗碳剂的细度对渗碳时间影响很大，细粉和粗颗粒混合不好，特别是细粉浓度较高时。
图1 增碳剂细度对渗碳时间的影响
表1 试验用增碳剂成分及细度(mm)分布(1)
2.2 增碳剂细度对增碳剂的影响
台湾洪亚、望月曾对质量分数99.8%C、质量分数0.023%S的增碳剂用量进行试验，细度分布见表2。试验结果见图2 .. 从图中可以看出，细度较细的增碳剂E，增碳效果很差，细度较细的增碳剂G较好； 增碳剂A的渗碳效果最好。
上述事实否定了，为了提高渗碳效果，应对渗碳剂进行精细处理，去除细粉和粗颗粒。
图2 增碳剂细度对增碳量的影响
表2 试验(2)增碳剂成分及细度(mm)分布
3 铁水物理成分对增碳剂增碳效果的影响
3.1硅对增碳剂疗效的影响
铁水中的硅对渗碳效果影响很大。 硅纯度高的铁水渗碳效果不好。 有人让铁水中Si的质量分数在0.6%~2.1%范围内变化，并添加如表1所示的两种增碳剂A和B，并观察添加增碳剂后渗碳时间的差异。 结果如图3所示。当铁水中Si的质量分数较高时，渗碳速度较慢。
图3 铁水中硅含量对渗碳的影响
3.2 硫对渗碳剂渗碳效果的影响
正如铁水中硅的质量分数对渗碳效果有影响一样，硫的浓度对渗碳也有一定的影响。 采用表2中的A增碳剂，添加前添加试剂硫化铁，观察S的质量分数对增碳的影响。 添加硫化铁且铁水中S质量分数为0.045%时，与不添加硫化铁且铁水中S质量分数为0.0014%的贫煤铁水相比，渗碳速度慢得多。
4 增碳剂的选择及添加方法
4.1 应选用含氮量较少的增碳剂
铸铁铁水中氮的质量分数一般在以下。 如果氮含量超过此含量（150-或更高），则容易引起坯料开裂、缩孔或气孔缺陷，并且更容易形成厚壁坯料。 这是因为当废铝比例减少时，增碳剂的添加量应增加。 焦炭增碳剂，特别是沥青焦，富含氮。 电极石墨中氮的质量分数小于0.1%或极少量，而沥青热解氮的质量分数约为0.6%。 如果添加2%的质量分数为0.6%氮的增碳剂，仅这样就减少了质量分数的氮。 大量的氮易形成铸造缺陷，但氮可使碳化物致密，铁素体硬化，强烈提高硬度。
4.2 增碳剂的添加方法
铁水的搅拌可以促进渗碳。 因此，与搅拌力强的工频感应炉相比，搅拌力弱的中频感应炉增碳难度要大得多。 因此，中频感应炉有增碳和跟不上金属炉料熔化速度的可能。
虽然是搅拌力较强的工频感应炉，但渗碳操作也不能忽视。 这是因为，从感应电炉熔炼示意图可以看出，感应电炉内有上下分离的搅拌铁流，其分界处靠近炉壁还存在死角。 如果不对铁水进行过度加热和长期保温，则留在和附着在炉壁上的石墨团不能熔入铁水。 铁水过度加热和长期保温会降低铁水的过冷度，往往会强化铸铁的白化。 据悉，对于在炉壁附近形成强感应电压的中频感应炉，如果附着在炉壁上的石墨团藏在铁水中，在下次炉冶炼时，隐藏的金属就会被熔化，造成侵蚀并损坏炉壁。 为此，当废铝比例高，增碳剂添加较多时，更应注意增碳剂的添加。
增碳剂的添加时间不可忽视。 增碳剂加入过早，易使其粘附在炉底，附着在炉壁上的增碳剂不易熔入铁水中。 反之，加入时间过晚，就会失去渗碳的机会，造成冶炼和加热时间的延误。 这不仅耽误了物理元件的分析和调整，还可能因温升过高而造成危害。 因此增碳剂最好在加入金属炉料的过程中一点点加入。
