合成铸铁增碳的原理

合成铸铁熔炼过程中，由于废钢加入量大，铁液C含量低，必须采用增碳剂增碳。增碳剂中以单质形式存在的碳，熔化温度为3727℃，在铁液温度下不能熔化，因此，增碳剂中的碳主要通过溶解和扩散两种方式溶于铁液。当铁液的含碳量在2.1%时，石墨增碳剂中的石墨可直接在铁液中溶解直溶。而非石墨增碳的直溶现象基本不存在，只是随着时间的推移，碳在铁液中逐渐地扩散溶解。对于电炉熔炼合成铸铁的增碳，采用晶体石墨增碳的增碳速度显著高于非石墨增碳剂。

电炉熔炼铸铁采用增碳剂进行增碳，其碳在铁液中扩散溶解，国外某大学就这个问题对含碳物质在铁碳溶液中溶解进行了试验研究。试验把温度处在1623～1923K之间的各种含碳物质作为研究对象，研究它们在铁液中的溶解及相互作用。

试验表明，碳在铁液中的溶解受到固体粒子表面液体边界层的碳传质的控制。用焦炭和煤颗粒所得的结果与用石墨所得的结果对比，发现石墨增碳剂在铁液中的扩散溶解速度明显快于焦炭和煤颗粒一类的增碳剂。用电子显微镜观察了部分溶解的焦炭和煤颗粒样品，发现在样品表面形成了一层很薄的粘性灰层，这是影响其在铁液中扩散溶解性能的主要因素。