锰的脱氧反应

在液态金属中加入适量锰，可进行如下脱氧反应：

式中，

为渣中

的活度系数；

为渣中的

活度；

为液态金属中

的活度；

为液态金属中

的活度；

为渣中氧化锰的质量分数；

为平衡常数，是温度的函数，温度降低，

增大，有利于脱氧。

当金属中含

和

量少时，其活度系数近似为1，于是可得到

由公式

可以看出，增加金属中的含

量，减少渣中的

，可以提高脱氧效果。熔渣的性质对锰的脱氧效果也有很大的影响。在酸性渣中含有较多的

和

，它们与脱氧产物

生成复合物

和

从而使

的活度系数减小，因此脱氧效果较好。相反，在碱性渣中

的活度系数较大，不利于锰脱氧，且碱度越大，锰的脱氧效果越差，正是因为这个原因，一船造酸性渣的钢液中可用锰铁作为脱氢剂．而碱件渣的钢液中不单独用锰铁作脱氧剂。

根据钢液中锰的浓度不同，其脱氧产物

和

既可形成液态产物，又可形成固态产物，如右图所示。出现液态或固态产物的临界含锰量既取决于钢液的温度，也与钢液中加入的锰铁量有关。显然，在一定的温度下，加入过多的锰会形成固态产物，易造成夹杂。此外，温度下降使锰的删氧能力提高，在焊接熔池尾部，由于温度下降，有利于锰朋氧。但相对其他常用的脱氧剂

、

和

来说，锰是一种弱脱氧剂。

硅的脱氧反应

在钢液中加入脱氧剂硅铁或含硅较高的合金，可进行如下反应

显然，提高熔渣的碱度和金属中的含硅量，可以提高硅的脱氧效果。

硅的脱氧能力比锰大，但生成的

熔点高。通常认为

处于固态，不易聚合为大的质点，同时

与钢液的界面张力小，润湿性好，不易从钢液中分离，所以易造成杂夹。一因此，一般不单独使用硅脱氧。

硅锰联合脱氧反应

把硅和锰按适当的比例加入液态金属中进行复合脱氧时，其脱氧产物为不饱和液态硅酸盐，它的密度小，熔点低，易于浮出，并易被熔渣吸收，从而减少钢中的夹杂物和含氧量，脱氧效果十分显著。

在熔炼钢铁和焊接冶金中经常采用硅锰联合脱氧。例如，在转炉炼钢时，炉内加入一定量的硅锰合金进行预脱氧，结果使钢中氧含量大大降低；碱性焊条药皮中和二氧化碳气体保护焊焊丝中常加入适当比例的锰和硅进行联合脱氧，脱氧效果较好。

采用含两种以上脱氧元素的复合脱氧剂一直被铸造和焊接冶金工作者所重视。因为这种脱氧剂熔点低，熔化快，且各种反应在同一区域进行，有利于低熔点脱氧产物形成、聚合和排除，减少夹杂物的数量。例如，钙的脱氧能力很强，但它的蒸气压高，在钢液中溶解度低，脱氧效果变差；如果用硅钙合金作脱氧剂，则可提高钙的溶解度，减少蒸发损失，易生成低熔点的硅酸钙，对

还起助熔作用。因此，硅钙合金不仅是有效的脱氧剂，而且起到消除夹杂物，净化钢液的作用。