二、热力学分析 1。标准状态下的碳还原 用碳还原SiO2的反应式为 Si02+2C→Si+2C0 其反应的标准自由能变化 △G°=160900-82.1T 于是可得该反应的最低还原温度T。 T。=1959.8K 可见，T。已超过Si的熔点1423°C(1696K)。若于Si的熔点之下，在标准状态用碳还原 SiO2是根本不可能的。 2。非标准态下的碳还原 (1)在真空条件下的碳还原 用碳还原SiO:的非标准自由能变化 △G=△G°+RT1nP6o2 =160900+2RT1nP6o-82.1T 即得非标准状态下的最低还原温度 个= 160900 82,1-2RIn Pco 在工业生产中，一般采用的真空度为10-1~10-2mmHg,相当于1.32×104~1.32× 10~5大气压，因此 T′=1386.2~996.4K 可见，用碳还原SO2采用上述真空度使得其还原温度比在标准状态下的最低还原温度降 低670~960K左右。 (2)在真空条件下，以Si-Mn钢粉中的合金碳还原钢粉表面层的SiO:、MnO 以上考虑采用纯碳为还原剂。但是，高强度合金钢粉的还原，有时采用其合金中自身 的合金碳作为还原剂。 利用合金碳作为还原剂还原钢粉中的SiO2时，其反应式可写成 SiO2+2[C]+[Si]+2C0 其反应的自由能变化应为 △G=△G°+RTlnCl[s]+2 RTInPco-2RT1 nCl:c 相应的最低还原温度为 T=。 160900 82.1-RInCl[s:]-2RInPco+2RInClcc1 根据式(2)可见：若增大C1rc]、减小Po和C1[s值，都能使T"降低，这个改变对 于本文所采用的水雾化Si-M钢粉的脱氧是有利的。一方面为脱氧造就一个较好的热力学 113二 、 热 力 学 分 析 卜 标 准状态下 的碳还 原 用碳还原 的反 应式为 ， 其反应 的标准 自由能变化 △ 。 一 于是 可得该反应 的最低还 原温度 。 。 可见 ， 。 已超过 的熔点 “ 。 若 于 的熔点之下 ， 在标准状态用碳 还 原 是根本不可能 的 。 非标准态下 的碳还原 在真空条件下 的碳还 原 用碳还原 的非标准 自由能变化 △ △ 。 乙 乙。 一 。 即得非标准状态下 的最低还原温度 。 一 乙。 卜 户 在工业生产中 ， 一般采用的真空度为 一 ‘ 一 ， 相 当于 一 ‘ “ “ 大气压 ， 因此 ， 可见 ， 用 碳还原 采用上述 真空度使得其还原温度 比在标准状态下 的最低还原温 度 降 低 左右 。 在真空 条件下 ， 以 卜 钢粉中的合金碳还原钢粉表面层的 、 以上考虑采用纯 碳为还原剂 。 但是 ， 高强度合金钢粉的还原 ， 有时采用其合金 中自身 的合金碳作为还原 剂 。 利用合金碳作为还原剂还原钢粉 中的 时 ， 其反应式可写成 〔 〕 ， 〔 〕 其反应的 自由能变化应为 △ △ “ 己。 一 〔 相应 的最低还 原温度为 ’ 一 门 一 乙。 玩示 根据式 ‘ 可见 若增大 〔。 〕 、 减小 肠和 〔 ， 值 ， 都能使 扩 降低 ， 这个改变对 于本文所采用 的水雾 化 一 钢粉的脱氧是 有利的 。 一 方面为脱氛造就一个较好的热力学