块炼炉操作的平衡图见此处。
原始数据来自 Richardson, Jeffes, & Withers (1948–52)；所用方法见 Rosenqvist (1974)；Wagner (1990)。下文中的能量单位为卡路里，温度为°C，分压为大气压，碳含量为重量百分比。
Fe3O4 还原为 FeO，高温
Fe3O4 还原为 Fe，低温
FeO 还原为 Fe
铁橄榄石的还原，低于熔点
铁橄榄石的还原，高于熔点
在反应 X + CO = Y + CO2 中，标准生成自由能为 ΔG°，平衡分压之间的关系为
其中 R = 1.987 cal/°K·mol）为气体常数。我们感兴趣的是以对数标度绘制该比值，因此使用：
布多尔反应
在此反应中，CO 和 CO2 的分压关系为
对于铁的渗碳，这变为：
其中 aC 为碳在铁中的活度，其近似值为：
其中 W 为碳在铁中的重量百分比。
为了获得分压之间的简单比值，我们需要 pCO 与 pCO2 之间的另一个关系。即：
其中 A = 0.21 atm 为大气中氧的分压 pO2。合并得到
参考文献
Richardson, F. D., J. H. E. Jeffes, and G. Withers. 1948–52. 'The thermodynamics of substances of interest in iron and steel making from 0°C to 2400°C. I. Oxides. II. Compounds between oxides. III. Sulphides'. Journal of the Iron and Steel Institute: I: 1948, 160: 261–70; II: 1950, 166: 213–34 + 245; III: 1952, 171: 165–75.
Rosenqvist, Terkel. 1974. Principles of extractive metallurgy. (McGraw–Hill series in materials science and engineering). New York: McGraw–Hill.
Wagner, Donald B. 1990. 'Ancient carburization of iron to steel: A comment'. Archeomaterials 4.1: 111–117. donwagner.dk/REHD/REHD.html