Комплексное использование Si и Мn для раскисления имеет два преимущества по сравнению со случаями применения для этой цели каждого элемента в отдельности: образуются легкоплавкие, хорошо укрупняющиеся и быстро всплывающие в металле продукты реакций, повышается раскисляющая способность обоих элементов, так как возникают сложные соединения окислов и снижаются по этой причине коэффициенты активности последних. Это справедливо и для случаев применения других комплексных раскислителей.
При раскислении стали кремнием и марганцем образование соединения (МnО)x (SiO2)y (взаимодействие ионов Мn2+ с ионами 
способствует снижению коэффициентов активности ?(SiO2) и ?(MnO). Так как
(14.22)
(14.22)’
то уменьшение ?(MnO) и ?(SiO2) снижает равновесное [% О], т. е. повышает раскисляющую способность Мn и Si.
В настоящее время нет универсальной методики расчета ?(FeO), ?(MnO) и ?(SiO2) при изменении в широких пределах составов неметаллических включений, [% Si] и [% Мn]. Однако равновесное [% О] можно достаточно точно рассчитать для случаев образования чистой фазы МnО—FeO и насыщенной кремнеземом фазы FeO—MnO—SiO2.
Коэффициент активности ?(MnО) в насыщенном кремнеземом кислом шлаке можно определить в результате совместного решения уравнений истинной и условной («кислой») констант равновесия реакции марганца. Для истинной константы равновесия по уравнению (8.5) находим
Для условной константы равновесия (при насыщении шлака кремнеземом), по данным А. Д. Крамарова,
(14.23)
Решив совместно приведенные выше уравнения, получим
(14.24)
Если tм = 1600° С, то
Это означает, что при раскислении металла кремнием и марганцем и образовании включений, насыщенных кремнеземом, раскисляющая способность марганца увеличивается, а [% О] уменьшается примерно в четыре раза по сравнению со случаем раскисления одним марганцем (14.22).
Для построения диаграммы раскисления стали марганцем и кремнием определяем константу равновесия реакции
(14.25)
Решив уравнения (14.21) и (8.5), получим
(14.26)
В табл. 11 приведены исходные данные и уравнения, необходимые для построения диаграммы комплексного раскисления стали марганцем и кремнием. Диаграмма, приведенная на рис. 100, построена по следующей методике. При заданном [% Mn] (по формуле (7) табл. 11) определяем [% O].
Далее по выражениям (9), (10) и (5) вычисляем соответственно (% FeO), (% MnO) и, [% Si]. Правильность расчетов окончательно контролируем по формуле (11) определив [% O] при полученном [% Si].
Пример. Содержание марганца в стали [% Мn] = 0,60; tм = 1600° С; шлак насыщен SiO2; А = 100 — 50 = 50% . По формулам (7), (9), (10) и (5) табл. 11 определяем соответственно следующие величины:
Рассчитываем содержание кислорода по формуле (11):
Эта величина близка к полученной по формуле (7), что подтверждает правильность расчета.
Результаты расчета совпадают с данными рис. 100 (при [% Мn] = 0,60). Аналогичное совпадение наблюдается и при других значениях [% Мn].
Изотерма кремния на рис. 100 ограничивает области существования твердого SiO2 (левее и выше изотермы) и ненасыщенных жидких силикатов (правее и ниже изотермы). Любой точке на изотерме кремния соответствует состав жидких включений (силикатов), насыщенных кремнеземом (верхняя часть рис. 100).
Особый интерес представляет изотерма кремния при температуре 1530°С (рис. 101), близкой к температуре кристаллизации металла в изложнице. В этих условиях, когда всплывание неметаллических включений особенно затруднено, желательно получить их в жидком состоянии. Согласно диаграмме рис. 101 это возможно при [% Мn]/[% Si] > 4.
На основе приведенных выше данных о комплексном раскислении стали кремнием и марганцем можно сделать такой вывод.
Для получения на протяжении всего периода раскисления жидких неметаллических включений необходимо присаживать в металл кремний и марганец не в составе отдельных сплавов ферросилиция и ферромарганца, а в виде комплексного сплава — силикомарганца. При раздельном (пусть и одновременном) введении в сталь Si и Мn образуются местные высококремнистые участки металла и получается твердый кремнезем, медленно взаимодействующий в дальнейшем с МnО и FeO. Сталь загрязняется мелкими частицами SiO2.
Отношение [% Мn]/[% Si] должно во всем интервале температур жидкой стали (1650—1530° С) превышать четыре (желательно шесть-семь), что обеспечит получение жидких продуктов раскисления. Если состав стали не позволяет достичь такой величины (например, сталь типа ГС, в которой [% Si] = 1,1—1,4%; [% Мn] = 1,1—1,4%), то металл необходимо вначале раскислить силико-марганцем, в котором отношение [% Мn]/[% Si] > 4, а затем после получения заданного [% Мn] легировать в ковше кремнием, добавив недостающее его количество (с учетом угара).
