随着铬锰系不锈钢等低碳合金钢的快速发展,高碳锰铁的脱碳问题日益受到冶金界的关注。目前,锰铁脱碳基本都是在液相下进行的,但是由于锰的蒸气压相对较高,锰与氧的结合能较大,在液相下进行脱碳时,金属锰挥发损失、氧化严重,锰的回收率比较低,致使锰铁液相脱碳受到严重影响。高碳锰铁的固相脱碳由于能够避免金属锰的高温挥发损失而成为研究的热点。微波流化床是结合了微波的加热特点和流化床的特性而设计的新型流化床。微波可快速地加热高碳锰铁粉,且不与物料接触,使物料不受外界的污染;高碳锰铁粉在流化状态下进行加热,物料与气体之间有很好的传热传质作用,在很大程度上能改善高碳锰铁粉的脱碳动力学条件,有助于高碳锰铁的快速脱碳。对高碳锰铁粉进行固相脱碳首先要对固相脱碳热力学研究。本文以O₂、CO₂、水蒸气为脱碳剂,对高碳锰铁粉与气体脱碳剂之间反应的热力学关系进行了研究。研究表明,用O₂作为脱碳剂进行高碳锰铁固相脱碳,高碳锰铁粉中的锰铁碳化物容易在O₂气氛中进行脱碳,但是由于O₂具有极大的氧化性,生成的金属Mn和金属Fe也极易被氧化,生成氧化锰和氧化铁;用CO₂作为脱碳剂进行高碳锰铁固相脱碳,当温度高于925K时Fe₃C可脱碳转变为金属铁,温度高于1226K时碳化锰可全部脱碳,转变为金属锰;用H₂O水蒸气作为脱碳剂进行高碳锰铁固相脱碳,当温度高于905K时Fe3C脱碳转变为金属铁,温度高于1312K时碳化锰可全部脱碳,转变为金属锰。用O₂、CO₂、H2O水蒸气作为脱碳剂进行高碳锰铁固态脱碳,高碳锰铁颗粒中外部的碳可被脱除。由于金属锰铁颗粒表面易被O₂、CO₂、水蒸气所氧化,故脱碳反应由气-固相之间的反应转变为颗粒内部的碳化锰和表面氧化锰之间的固-固相反应,使高碳锰铁继续脱碳。本文在常温下对不同重量、不同粒度的高碳锰铁粉进行了冷态流化试验。研究表明,高碳锰铁粉的合适流化粒度为-100～+150目、-150～+200目,合适的流化物料重量为500 g,流化气体的最佳流量为0.4～0.8 m3/h。