棕刚玉冶炼是利用铝对氧的亲和力比贴，硅钛等元素打的基本原理，通过控制还原剂的数量，用还原冶炼的方法使铝樊土中的主要杂质还原，被还原的杂质生成硅铁合金并与刚玉溶液分离，从而获得结晶质量符合要求，AL2O3的质量分数大于百分之94.5的棕刚玉。
有关氧化物的标准生成自由能与温度T的关系如图，从中可以判断出采用电熔换元法是否能将高铝樊土中除AL2O3意外的其他氧化物予以还原及分离出去。
从上述分析中可以看出，用高铝矾土直接冶炼棕刚玉，从理论上说，只要加入足够的碳，并将温度控制在1800度就可以将樊土中除AL2O3和CAO以外的其他氧化物圆环成金属二分离出去，并保持AL2O3与其他氧化物分开的目的，熔炼后被清除大部分杂质的AL2O3经冷却，再结晶即可形成棕刚玉。
