采用电炉熔炼，由于废钢加入量大，铁液w（C）量低，所以必须添加增碳剂进行增碳。

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，增碳剂中的碳主要是通过溶解和扩散两种方式溶于铁液的。

增碳方法一般有两种：一种是在熔化过程中与炉料一起分批直接加入熔化炉内进行增碳；另一种是炉料化清并去除炉渣后在铁液表面进行增碳。选择何种增碳方法应视增碳量的多少确定。

影响增碳剂吸收率的因素主要有加入方法、铁液化学成分增碳剂，应综合考虑这些因素的影响情况来选择所使用的增碳剂。

加入增碳剂后，应使增碳剂与铁液充分润湿，避免增碳剂漂浮在铁液表面产生结团燃烧现象，加入量大的应采取分批加入的方式；在铁液表面增碳时，应注意铁液的搅拌强度及增碳剂的加入速度，确保增碳剂的吸收率。

增碳剂与铁液润湿良好，增碳吸收率一般在90%～95%之间，个别甚至达到100%。

C在铁液中的溶解度为：

w（C）max=1.3+0.025T－0.31w（Si）－0.33w（Ｐ）－0.45w（Ｓ）+0.028w（Mn）

式中T为铁液的摄氏温度。由上式可知，增加铁液中的w（Si）、w（P）、w（S）量会降低C的溶解度，即降低增碳吸收率；相反，增加铁液中的w（Mn）量，会促进铁液对C的吸收，即提高增碳吸收率。

不同品质的增碳剂具有不同的增碳吸收率。优质增碳剂具有稳定的吸收率，有利于生产控制，且节约因二次增碳产生的能源及材料消耗，降低生产成本。

按Ｃ的存在形式，增碳剂分为晶体型石墨增碳剂和非晶体型增碳剂。研究认为，增碳铸铁的特性和凝固行为取决于增碳剂的结构特性。用晶体型石墨增碳剂进行增碳处理时，石墨容易溶解，同时促进铁液按Fe—C稳定系进行共晶凝固，并增加熔融铁液中的结晶核心、降低激冷倾向。所以，增碳剂的类型决定了增碳铁液的质量，也影响铁液在结晶过程中的形核能力，在选择增碳剂时应优先考虑选用晶体型石墨增碳剂。

晶体型石墨增碳剂是经过高温石墨化处理的，其C原子从原来的无序排列变成片状有序排列，能成为石墨形核的最好核心。

增碳剂的来源很多，形态各异，根据其加工工艺和成分不同，价格差异很大，表1为某公司增碳剂指标及其适用性情况。

表1 增碳剂指标及其优缺点

针对不同的熔炼方式、炉型以及熔炼炉的尺寸，选择合适的增碳剂颗粒度，可以有效提高铁液对增碳剂的吸收速度和吸收率，避免因过小的颗粒度而引起的增碳剂氧化烧损。其粒度最好为：100 kg炉小于1 mm，500 kg炉小于1.5 mm，1.5吨炉小于5 mm，20吨炉小于30 mm。

铸件情况及生产条件描述：加Cu合金化的HT250发动机缸盖，采用2吨中频电炉熔炼，炉料为：废钢30%、回炉料10%、生铁60%，加入固定碳80%、w（S）量0.1%的天然石墨增碳剂进行增碳，化学成分为：w（C） ~3.3%、w（Si） ~1.9%、 w（Cu） ~0.7%、w（S） ~0.4%；树脂砂造型工艺。

存在问题：铸件抗拉强度只有220 MPa，加工后的铸件压气漏水率达50%。

改进措施：改用w（N）量0.05%、固定碳量98.5%的石墨化石油焦增碳剂，废钢由原来的30%调整到80%，加入硫化铁控制w（S）量在0.9%左右，其他化学成分不变。

改进效果：铸件抗拉强度稳定达到260 MPa以上，漏水率3%以下。

原因分析：①改用的石墨化石油焦增碳剂是经过高温石墨化处理的增碳剂，其C原子的有序片状排列是石墨形核的最好核心，有利于促进石墨化，从而使铸件能有效进行石墨化自膨胀消除渗漏。②加大废钢用量可以避免生铁中粗大石墨的遗传性问题，提高铸件抗拉强度。

铸件情况及生产条件描述：材料牌号为EN-GJS-400-18U-LT的一风电铸件，原生产工艺用传统生铁+废钢+回炉铁熔炼准备原铁液。

存在问题：冲击韧度不能满足验收标准要求。

改进措施：采用优质废钢和增碳工艺准备原铁液。

改进效果：冲击韧度稳定满足验收标准要求，不仅节约能源，降低成本，还缩短了生产周期。

增碳工艺不仅能改善铸件的性能和组织，而且还能降低一定的生产成本，曾有铸造企业对使用国产生铁、进口生铁后进行增碳工艺的成本比较（表2、表3），其回炉铁的加入量均为20%。由表2和表3可知，使用增碳工艺后原材料分别降低174元/t和474元/t。

表2 使用国产生铁增碳前后的原材料成本

表3 使用进口生铁增碳前后的原材料成本

选用合适的增碳剂并大量使用废钢生产的合成铸铁比传统熔炼工艺生产的铸铁在成本和质量上都是有优势的，但要注意的是优质增碳剂应具备以下特性：

1）颗粒大小适中，孔隙度大，吸收速度快；

2）化学成分纯净，高碳、低硫、有害成分极微，吸收率高；

3）产品石墨晶体结构好。