В зависимости от условий сжигания топлива в печи может быть образована окислительная, нейтральная или восстановительная атмосфера. Взаимодействие печной атмосферы с металлом нагреваемой заготовки происходит при высокой температуре и представляет собой сложный физикохимический процесс.
Окисление металла. При окислительном пламени, полученном в результате сжигания топлива с избытком воздуха, свободный, не использованный для горения кислород, соединяясь с железом, окисляет металл, и на поверхности заготовки образуется слой окалины. Разрушенная и отделившаяся от металла в печи окалина обнажает поверхность заготовки, что тут же вызывает ее дальнейшее окисление.
Появление окалины вредно не только потому, что приводит к безвозвратным потерям металла (угар), но и потому, что окалина, не отделившаяся от заготовки, будучи закованной в тело поковки, затрудняет ее обработку резанием, понижает качество поковки и может привести к браку по размерам.
Обладая большой твердостью, окалина при попадании на рабочие поверхности кузнечных инструментов и штампов повреждает их и резко увеличивает износ.
Вступая в химическую реакцию с огнеупорной (шамотной) кладкой, окалина образует легкоплавкие соединения — шлаки, разрушающие под печи. При наличии подсоса в топочное пространство в печи образуется большое количество нерастраченного (избыточного) кислорода, который приводит к интенсивному окислению и потерям металла от угара.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий