В производственной практике неполное сгорание всего топлива обычно не допускается. Количество воздуха, подводимого к очагу горения, должно быть достаточным для полного сгорания топлива в рабочей зоне печи. Поэтому при расчетах печей теоретический расход необходимого для горения количества воздуха увеличивается на коэффициент избытка его в зависимости от вида топлива: для твердого топлива 1,26—1,6; для жидкого топлива 1,1 — 1,2; для газообразного топлива 1,05—1,1. Избыток воздуха требуется тем меньше, чем лучше смешивается топливо с воздухом.
Основная доля тепловой энергии в печах содержится в продуктах горения — углекислом газе С02, водяном паре Н2О, окиси углерода СО и в газах — азоте N2 и кислороде О2. При этом азот занимает около 75% атмосферы печи.
Тепло от газов передается металлу и стенкам печи излучением и конвекцией. Излучением называется передача тепловой энергии посредством электромагнитных волн, возникающих непрерывно при любой температуре тела. Конвекцией называется передача тепла движущимися частицами нагретого газа или жидкости. От стенок печи тепло передается излучением нагреваемому металлу. Основная доля тепла передается металлу излучением кладки печи и печных газов, а только 5—10% — конвекцией.
Процесс горения топлива в нагревательной печи регулируют по виду и цвету пламени. При большом избытке воздуха пламя в печи становится острым в виде факела из сверкающих языков. Такое пламя для нагрева металла не годится, потому что горение по всему объему печи протекает неравномерно. Острое пламя создает местный перегрев металла и может оплавить кромки заготовок. Чтобы избежать этого, плавно уменьшают подачу воздуха до тех пор, пока факел пламени, расплываясь равномерно, заполнит весь объем рабочей камеры печи и станет непрозрачным, светящимся соломенным цветом или полупрозрачным, молочнобелым. Такое пламя обеспечивает хороший, равномерный нагрев заготовок.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий