高碳锰铁配加碳酸钙高碳锰铁粉在微波加热场中进行固相脱碳可以实现高碳锰铁的深度脱碳,其中残留的纯净氧化钙又可辅助脱碳锰铁在冶炼过程中对钢水进行脱硫脱磷。因此,对这种新型冶金物料进行物相组成和显微结构研究在冶金理论和实际应用中具有重要意义和参考价值。本文通过碳含量分析、金相分析、电子探针显微和成分分析、XRD物相分析等方法,并采用试验对比的方法,系统研究了微波加热和常规加热配加碳酸钙高碳锰铁粉固相脱碳物料的物相组成和显微结构,对物料在微波加热场和常规加热场中的升温特性、固相脱碳效果进行了对比分析,并探讨了微波加热场非热效应对固相脱碳反应的作用和机理。主要研究结论如下：(1)高碳锰铁合金的金相组织结构主要为镶嵌结构、蚕食结构和包裹结构,物相组成主要为富碳碳化物相(Mn0.86Fe0.14)7C3,占47%左右；中间碳化物相(Mn0.80Fe0.20)5C2,占32%左右；富金属碳化物相(Mn0.78Fe0.22)23C6,占21%左右。高碳锰铁除了主要的锰铁复合碳化物外,还存在有Fe3C、Fe3Si、Feo.4Mn3.6C、Mn15C4和游离石墨等物相。(2)配加碳酸钙高碳锰铁粉混合物料对微波具有良好的吸收性,根据物料脱碳摩尔配比(CO：碳酸钙粉：C高碳锰铁粉)的不同,微波加热物料的比升温速率为10℃/min.kg～50℃/min.kg；对于配比相同的物料,微波加热的平均比升温速率高于马弗炉加热的平均比升温速率。提高脱碳温度和增加脱碳时间有助于固相脱碳率的提高；在脱碳温度和脱碳时间相同的条件下,脱碳摩尔配比越高,脱碳物料的含碳量越低,脱碳效果越好。(3)在试验条件(脱碳温度为900℃、1000℃、1100℃、1200℃,保温脱碳时间为60min)相同的情况下,高碳锰铁微波加热配加碳酸钙高碳锰铁粉的固相脱碳率分别为76.70%、82.90%、84.12%和85.78%,特别是在低温段均远高于马弗炉加热的固相脱碳率31.92%、57.19%、58.85%和88.05%。这种现象说明微波加热场较常规加热场存在着一种脱碳的非热效应,微波加热非热效应在较低的脱碳温度下能明显提高高碳锰铁粉中碳的扩散能力,改善低温固相脱碳反应的动力学条件；而常规加热脱碳的反应动力学条件明显受到温度的控制,固相脱碳的温度越高,高碳锰铁粉的脱碳率才会越高。(4)微波加热配加碳酸钙高碳锰铁粉可以实现高碳锰铁的固相脱碳,脱碳物料的金相组织结构主要为球形层状结构、球壳状结构和实心球形结构。物相组成主要为金属锰、金属锰铁相,占58%左右；富金属碳化物相,占19%左右；氧化钙相,占23%左右,无有害杂质,可辅助脱碳锰铁对钢水进行脱硫和脱磷。在微波加热固相脱碳条件下,微波加热场能够促进同种金属的聚合,异种金属的分离；在脱碳温度900℃时,固相脱碳的综合效果比较好,脱碳锰铁物料中金属锰铁的实际碳含量为1.54%,金属锰铁的氧化率低,且无锰酸钙、硅酸钙等物相的产生,金属锰的挥发损失低。(5)在常规加热的脱碳物料中,金属锰铁相呈不规则蝴蝶状结构和大小不一的实心球形结构,且脱碳物料中只存在金属锰铁相,而没有出现单一的金属锰相和金属铁相。常规加热场中没有出现类似于微波加热场所具有促进同种金属聚合、异种金属分离的现象。(6)在相同的脱碳温度下,微波加热脱碳物料的氧化程度明显低于常规加热脱碳物料的氧化程度,这表明在微波加热场中,高碳锰铁粉中碳的扩散速率大于氧化速率,故脱碳物料的氧化程度相对较低；而在常规加热场中,高碳锰铁粉中碳的扩散速率小于氧化速率,不仅物料的脱碳效果差,高碳锰铁且脱碳物料的氧化程度相对较高。