تشمل الأنواع الشائعة من مواد الكربنة في الصين عامل الكربنة بالجرافيت، وفحم الكوك البترولي المكلس، وفحم الأنثراسيت المكلس.
تُصنع المواد الخام لعامل الكربنة المحلي من مخلفات الزيوت الثقيلة الناتجة عن عملية تكرير البترول لإنتاج فحم الكوك، وتحديدًا فحم الكوك البترولي وفحم الكوك الإسفلتي. يُكلس فحم الكوك البترولي الخام ليتحول إلى فحم كوك بترولي مكلس. ويُستخلص عامل الكربنة الجرافيتي من خلال عملية التغرافيت لفحم الكوك البترولي الخام. تُسهم عملية التغرافيت في تقليل نسبة الشوائب، وزيادة نسبة الكربون، وخفض نسبة الكبريت.
يُستخدم عامل الكربنة على نطاق واسع في صناعة الصلب، والصب، والصهر، وغيرها من الصناعات. يُمكن أن يُؤدي استخدام عامل الكربنة في الصب إلى زيادة كبيرة في كمية خردة الصلب، وتقليل كمية الحديد أو انعدام الحديد الزهر. كما يُحسّن عامل الكربنة من توزيع الجرافيت، ويُعزز عملية التغرافيت في الحديد الزهر، ويزيد من نوى بلورات الجرافيت وكرات الجرافيت الدقيقة في الحديد المنصهر، مما يجعله أكثر تجانسًا في المادة الأساسية ويُحسّن جودة المنتجات.
يُستخدم فحم الكوك البترولي المكلس بشكل رئيسي في صناعة الألومنيوم. وفي عملية صناعة الصلب، يمكن إضافة فحم الأنثراسيت المكلس كعامل مُكربن.
يُطلق على مادة الكربون المضافة/رافعة الكربون أيضًا اسم "فحم الأنثراسيت المكلس"، أو "فحم الأنثراسيت المكلس بالغاز".
المادة الخام الرئيسية هي أنثراسيت عالي الجودة وفريد من نوعه، يتميز بانخفاض نسبة الرماد والكبريت. يُستخدم مُضاف الكربون بشكل أساسي كوقود ومادة مضافة. عند استخدامه كمُضاف كربون في صهر وصب الصلب، قد تصل نسبة الكربون المُثبّت إلى أكثر من 95%.
يُصنع أنثراسيت عالي الجودة كمادة خام، حيث يُكلس بدرجة حرارة عالية تتجاوز 2000 درجة مئوية باستخدام مكلس كهربائي يعمل بالتيار المستمر، مما يُزيل الرطوبة والمواد المتطايرة بكفاءة، ويُحسّن الكثافة والتوصيل الكهربائي، ويُعزز المتانة الميكانيكية ومقاومة الأكسدة. يتميز هذا الأنثراسيت بخصائص جيدة، فهو منخفض الرماد، ومنخفض المقاومة، ومنخفض الكربون، وعالي الكثافة. يُعدّ هذا الأنثراسيت أفضل مادة لمنتجات الكربون عالية الجودة، ويُستخدم كمضاف كربوني في صناعة الصلب أو الوقود.
| غرض | جي بي سي (فحم الكوك البترولي المُجرافيت) | شبه GPC | فحم الكوك البترولي المكلس (CPC) | GCA (الفحم الحجري المكلس بالغاز) | GCA (الفحم الحجري المكلس بالغاز) | GCA (الفحم الحجري المكلس بالغاز) | قصاصات أقطاب الجرافيت |
| الكربون الثابت | ≥ 98.5% | ≥ 98.5% | ≥ 98.5% | ≥ 90% | ≥ 92% | ≥ 95% | ≥ 98.5% |
| محتوى الكبريت | ≤ 0.05% | ≤ 0.30% | ≤ 0.50% | ≤ 0.50% | ≤ 0.40% | ≤ 0.25% | ≤ 0.05% |
| المواد المتطايرة | ≤ 1.0% | ≤ 1.0% | ≤ 1.0% | ≤ 1.5% | ≤ 1.5% | ≤ 1.2% | ≤ 0.8% |
| رماد | ≤ 1.0% | ≤ 1.0% | ≤ 1.0% | ≤ 8.5% | ≤ 7.5% | ≤ 4.0% | ≤ 0.7% |
| محتوى الرطوبة | ≤ 0.5% | ≤ 0.5% | ≤ 0.5% | ≤ 1.0% | ≤ 1.0% | ≤ 1.0% | ≤ 0.5% |
| حجم الجسيمات/مم | 0–1؛ 1–3؛ 1–5؛ إلخ. | ٠-١؛ ١-٣؛ ١-٥؛ إلخ | ٠-١؛ ١-٣؛ ١-٥؛ إلخ | ٠-١؛ ١-٣؛ ١-٥؛ إلخ | ٠-١؛ ١-٣؛ ١-٥؛ إلخ | ٠-١؛ ١-٣؛ ١-٥؛ إلخ | ٠-١؛ ١-٣؛ ١-٥؛ إلخ |
1) عند استخدام فرن كهربائي بسعة تزيد عن 5 أطنان، ومادة خام واحدة مستقرة، نوصي بطريقة الإضافة اللامركزية. وفقًا لمتطلبات محتوى الكربون، تُضاف مادة الكربون المضافة وشحنة المعدن إلى الجزء الأوسط والسفلي من الفرن الكهربائي مع كل دفعة. لا تُكوّن مادة الكربون المضافة خبثًا أثناء الصهر، أو يسهل أن تتراكم في الخبث الناتج، مما يؤثر على امتصاص الكربون.
٢) باستخدام فرن حث متوسط التردد بسعة ٣ أطنان تقريبًا، وبما أن المادة الخام واحدة ومستقرة، نوصي بطريقة الإضافة المركزية. عند إضافة كمية صغيرة من الحديد المنصهر أو تركها في الفرن، يجب إضافة مادة الكربون المضافة إلى سطح الحديد المنصهر دفعة واحدة، ثم إضافة الفحم المعدني فورًا، ويجب ضغط مادة الكربون المضافة داخل الحديد المنصهر لضمان تلامس عامل الكربنة معه بشكل كامل.
3) عند استخدام فرن كهربائي صغير أو متوسط التردد، يُنصح بتعديل نسبة الكربون في المواد الخام التي تحتوي على الحديد ومواد أخرى غنية بالكربون. بعد صهر الحديد، يمكن تعديل محتوى الكربون وإضافته إلى سطح الحديد المنصهر. يمكن إذابة المنتج وامتصاصه بواسطة التيار الدوامي أو التحريك اليدوي للحديد المنصهر أثناء عملية الصهر في الفرن الكهربائي.
