近年来，球墨铸铁由于自身的优点并伴随其铸造技术的日臻成熟，在动力设备和工程机械领域的应用不断扩展，如燃气轮机中持环、压气机轴承座，1000MW超超临界汽轮机轴承座，中压外缸，联合循环汽轮机中低压气缸排气段、中低压气缸、静叶持环等；风电用铸件轮毂、前机舱座等；

柴油打桩机上活塞，这些铸件均为高强度或高韧性、高塑性大型厚壁球铁件，对铸件内在和外表质量要求严格，生产难度大，因此，为减轻或抑制原材料中干扰元素对铸件性能和组织的影响，原材料的选择和使用十分严格。通过增碳工艺获得优质铁液成为生产高质量球墨铸铁的一种选择。

1、增碳剂的选择
按增碳剂中C的存在形式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。

2、增碳剂的使用
增碳方法：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使增碳量的多少确定。
影响增碳剂吸收率的因素：
（1）加入方式
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。增碳剂与铁液润湿浪良好的增碳吸收率一般在90%-95%之间，个别甚至达到100%吸收。
（2）铁液的化学成分
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)+0.028(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，使铁液对C的吸收降低，即降低增碳吸收率；相反，增加铁液中w(Mn)量，会促进铁液对C的吸收，即提高增碳吸收率，因此，在球铁生产中进行增碳处理时应遵循：“先脱硫、后增碳；先增碳，后补硅”的原则。
（3）增碳剂的品质
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，且节约二次增碳产生的能源及材料消耗，降低生产成本。增碳剂的C量越高越好，S、灰分、挥发物、气体（H、O、N）含量越低越好。

3、增碳剂在球铁生产中的作用
（1）减少铁液杂质元素和有害元素的含量, 降低了这种遗传特性的影响。目前国内生铁杂质元素的含量较高（Ti、Pb、As、Zn、Sb等），尤其是w(Ti)量一般在0.050%-0.070%。w(Ti)量高，提高了反球化元素As、Sb、Pb、Bi的活性，增强了这类元素的反球化能力；有害元素如w(P)量在0.040%-0.060%，易使球铁在凝固时形成磷共晶，降低材料的塑性和韧性。故在生产大型厚壁球墨铸铁（尤其是有高塑性、高韧性要求）时，国内外都采用高纯生铁[如w(Ti)<0.020%的南非生铁]进行生产，即选择干扰球化元素（如Ti、Pb、Bi、Sb、As、Zn）、稳定基体珠光体元素（如Mn、Cu、Sn）及形成碳化物元素（如V、Cr、Mn）含量底的材料，要求杂质元素的总量不超过0.10%，其中w(Ti)<0.03%，以降低杂质元素和有害元素对组织和性能的影响。国产生铁w(Ti)在0.02%-0.06%，采用优质钢和增碳工艺能使铁液中的杂质元素和有害元素降至与使用高纯炉料相当的水平，这不仅有益于提高铸件的质量，还拓展了材料的选择范围。
（2）减小石墨遗传性对组织和性能的影响。生铁中存在较多粗大的石墨，这种石墨具有遗传性，降低铸铁的力学性能。溶解这种原料带来的粗大石墨需要经过较长时间的高温保温处理（1500℃超过10h），在生产条件下，一般中频炉熔炼的温度在1500-1530℃，保温时间5-10min，因此很难改善组织中原有石墨的形状，消除石墨的遗传影响。而是用增碳处理后，降低了这种遗传特性的影响，石墨球数量显著增加。

标注：仅供参考