Плавка в открытых печах сопровождается растворением в металле водорода и азота. Главным источником этих газов является газовая фаза печи. Азот поступает в газовую фазу с атмосферным воздухом. Водород образуется в результате диссоциации паров воды, находящейся во влажном воздухе, на поверхности шихты, а также паров воды, образующихся при сгорании топлива.
Растворимость водорода и азота в жидких металлах при температурах металлургических процессов подчиняется закону квадратного корня.
С повышением температуры растворимость газов в металлах возрастает. Процесс растворения газов начинается уже в первый период расплавления шихты в результате контакта атмосферы печи с каплями и струйками металла. В этот период растворение происходит быстро вследствие большой поверхности контакта металла с газами и отсутствия сплошного шлакового покрова.
После образования сплошного слоя шлака растворение газов замедляется в большей или меньшей степени в зависимости от физико-химических свойств шлака. При плавке в открытой печи содержание азота в расплаве железа может достигать 0,04, а водорода — 0,0025 %.
Газы, растворившиеся в металле в процессе плавки, при кристаллизации отливки образуют в ней усадочные или газоусадочные раковины или поры. Поэтому дегазация расплава перед заливкой является одной из важнейших задач плавки.
В настоящее время существуют многочисленные способы дегазации расплавов металлов. Наибольшее распространение при плавке литейных сплавов получили:
• вакуумирование;
• продувка нейтральными газами;
• обработка солями, образующими газообразные продукты;
• обработка ультразвуком.