硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量的碳和其他元素組成的合金，是一種用途較廣，產(chǎn)量較大的鐵合金。在冶煉鋼鐵生產(chǎn)中主要作為脫氧劑和添加劑使用。其主要原理是以碳為還原劑、電為熱能進(jìn)行的一種各元素有序還原的冶化過程。

 在爐料的冶煉受熱過程中，爐料中的錳和鐵的高價氧化物在爐料區(qū)高溫區(qū)被分解或一氧化碳還原成低價氧化物，到1373-1473K時，高價氧化錳逐漸被充分還原成MnO，全部的Fe O進(jìn)一步還原成 Fe。Mno比較穩(wěn)定，只能用碳進(jìn)行直接還原，由于爐料中SiO2較高，MnO還沒來得及還原就與之反應(yīng)結(jié)合成了低熔點(diǎn)的硅酸錳。因此，MnO的還原反應(yīng)實(shí)際上是液態(tài)爐渣的硅酸錳中進(jìn)行的。硅酸錳的狀態(tài)和熔點(diǎn)為：MnO+SiO2=MnSiO3,    t熔=1250℃

2MnO+SiO2=Mn2SiO34  t熔=1345℃

    由于錳與碳能生成穩(wěn)定的化合物Mn3C，用碳直接還原得到的是錳的碳化物Mn3C 反應(yīng)式是：

       MnO·SO2+4/3C=1/3Mn3C+SiO2+CO↑

   爐料中的氧化鐵比氧化錳容易還原，預(yù)先出來的鐵與錳形成共熔體(Mn·Fe)3C，極大地改善了MnO的還原條件。隨著溫度的增高，硅也被還原出來，其反應(yīng)式是：

     SiO2+2C=Si+2CO↑

   由于硅與錳能夠生成比Mn3C更穩(wěn)定的化合物MnSi，當(dāng)還原出來的Si遇到Mn3C ，M,3C中的碳就被置換了出來，造成合金中碳量下降，其反應(yīng)式為：

1/3Mn3C+Si=MnSi+1/3C。隨著還原出來的硅含量的提高，碳化錳受到破壞，合金中的碳含量進(jìn)一步降低。用碳從液態(tài)爐渣中還原生產(chǎn)錳硅合金的總反應(yīng)式為：MnO·SiO2+3C=MnSi+3CO   △G°=3821656.6-2435.67T

   爐料中的磷的氧化物在較低溫度下即被還原，還原反應(yīng)按下式進(jìn)行：2/5P2O5+2C==2/5P2+2CO↑

其開始反應(yīng)溫度為773℃，爐料中的磷約有75%進(jìn)入合金。在硅錳冶煉生產(chǎn)中，為了改善硅的還原條件，爐料中必須有足夠的二氧化硅以保證冶煉過程始終處于酸性渣中進(jìn)行。但是如果渣中二氧化硅過高也會造成排渣困難，不利于工況的穩(wěn)定。

   對錳硅合金所用錳礦的評價主要由以下幾項指標(biāo)來衡量(1)入爐錳礦石品位。一般要求混配后的入爐礦含錳在30%以上。錳礦的含錳量是影響冶煉指標(biāo)的主要因素，對單位產(chǎn)品電耗及錳的回收率有著較大的影響。在冶煉錳合金時錳入合金率常隨入爐礦的含錳量的增加而提高，隨之產(chǎn)量也得到提高。據(jù)不完全統(tǒng)計，錳礦品位每降低1%，錳硅合金電耗增加135kW·h。盡可能地提高入爐錳礦石的品位，是提高錳的回收率、降低電耗，改善其他各項指標(biāo)的重要手段。(2)入爐錳礦石中鐵和磷的含量。在冶煉硅錳合金時，爐料中約有95%的鐵和約75%的磷進(jìn)入合金。而入爐料中的鐵和磷絕大部分是由錳礦帶入，所以錳礦中的鐵、磷含量直接影響到錳硅合金的質(zhì)量。由于使用單一錳礦石很難冶煉出合格產(chǎn)品，必須將不同成分的錳礦進(jìn)行巧妙搭配，使混配后的錳礦符合冶煉錳硅合金的技術(shù)工藝要求。

   錳的回收率與原料、爐況況、產(chǎn)品等級等許多因素有關(guān)，波動范圍也比較大，配料計算時好根據(jù)物料平衡和生產(chǎn)實(shí)際反算獲得的錳收率進(jìn)行具體確定。鑒于硅錳冶煉的工藝特性，在硅錳冶煉生產(chǎn)中通常采用幾種錳礦石相互搭配生產(chǎn)錳硅合金，為了保證在冶煉出合格產(chǎn)品的同時穩(wěn)定和改爐況，取得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，除了混合礦的錳鐵比和錳磷比需要滿足求外，混合礦的各種有效成分也應(yīng)當(dāng)接近于工藝控制要求。