锰硅合金冶炼原理

    在炉料的冶炼受热过程中，炉料中的锰和铁的高价氧化物在炉料区被高温分解或被CO还原成低价氧化物，到1373~1473K时，高价氧化锰逐渐被充分还原为MnO,全部的FeO进一步还原成Fe;MnO比较稳定，只能用碳进行直接还原，由于炉料中SiO₂较高，MnO还没来得及还原就与之反反应结合成了低熔点的硅酸锰。因此，MnO的还原反应实际上是在液态炉渣的硅酸锰中进行的，硅酸锰的状态和熔点为
                      MnO+SiO₂===MnSiO₃  t_熔=1250℃
                     2MnO+SiO₂===Mn₂SiO₄  t_熔=1345℃
    由于锰与碳能生成稳定的化合物Mn₃C，用碳直接还原得到的是锰的碳化物Mn₃C。其反应式是
                      MnO•SiO₂+4/3C===1/3Mn₃C+SiO₂+CO↑
    炉料中的氧化铁比氧化锰容易还原,预先出来的铁与锰形成共熔体(MnFe)₃C,极大地改善了MnO的还原条件。
    随着温度的增高。硅也被还原出来，其反应式是
                        SiO₂+2C===Si+2CO↑
    由于硅与锰能生成比Mn₃C更稳定的化合物MnSi，当还原出来的Si遇到Mn₃C时，Mn₃C中的碳就被置换出来，造成合金中碳量下降，其反应式为
                      1/3Mn₃C+Si===MnSi+1/3C
    随着还原出来的硅含量的提高，碳化锰受到破坏，合金中的碳含量进一步降低。
    用碳从液态炉渣中还原生产锰硅合金的总反应式为

    其开始反应温度为773℃。炉料中的磷约有75%进入合金。
    在锰硅合金的冶炼过程中，为了改善硅的还原条件，炉料中必须有足够的SiO₂,以保证冶炼过程始终处在酸性渣下进行；但是，如果渣中SiO₂过量，又会造成排渣困难，通常冶炼锰硅合金的炉渣成分为
                       w(SiO₂)=34%~42%
                       n(CaO+MgO)/nSiO₂=0.6~0.8
                       w(Mn)＜8%