Nguyên lí: Trước hết nói về hồ quang, cho đến nay người ta thấy rằng hồ quang tạo ra áp suất cao lớn hơn áp suất khí quyển và là một loại plasma nhiệt
độ thấp (nhiệt độ của hồ quang vào khoảng 105K). Hồ quang có thể phân chia
thành 3 vùng: - Vùng âm cực - Cột hồ quang - Vùng cực dương.
Cực âm bị nung nóng do sự va chạm mạnh của các hạt ion dương, cực dương bị nung nóng do các điện tử nhiệt bốc hơi (hình 2.4). Sự làm bẩn vật liệu nóng chảy trong quá trình nấu phụ thuộc vào dòng khối lượng giữa cực âm và cực dương. Vật liệu làm cực dương bốc bay do nóng chảy ở nhiệt độ cao có thể chia thành hai loại. Một phần vật liệu bốc bay bị phân ly thành ion dương và điện tử. Các điện tử bị rơi trở lại cực dương, các ion dương chuyển động về phía cực âm, tham gia vào cột hồ quang nóng sáng, tới đập vào cực âm, truyền toàn bộ động năng của chúng làm mòn cực âm và làm cực âm nóng lên. Một phần vật liệu làm cực dương (phần này không tham gia vào cột hồ quang) không bị phân ly thành ion dương và điện tử, chủ yếu là vật liệu bị bốc bay từ bề ngoài của phần nóng chảy, do sự chênh lệch cao của nhiệt độ ở bề mặt nóng chảy so với phần tiếp xúc ở đáy nồi mà bị kéo trở lại và được giữ lại trong không gian giữa phần nóng chảy và vật liệu làm nồi.
Một tình trạng tương tự như vậy cũng xảy ra trong vùng cực âm. Một phần vật liệu làm cực âm bị phân ly thành ion dương và điện tử. Các điện tử nhiệt bốc hơi chuyển động về phía cực dương, nung nóng vật liệu làm cực dương, các ion dương bị kéo trở lại cực âm. Do đó cả hai loại ion dương của cực âm và cực dương không bao giờ tới được cực dương.
Hình 2.3: Sơ đồ các ion dương và các điện tử trong cột hồ quang
Mặt khác do áp suất của cột hồ quang cỡ hơn 1 bar lớn hơn áp suất môi trường nấu (thường vào cỡ 0,6 tới 0,8 bar) làm cho sự bốc bay từ bản thân vật liệu làm cực âm và cực dương khó xảy ra. Đấy chính là những lý do làm cho sự bốc bay trong phương pháp nấu hồ quang nhỏ hơn gần hai lần so với phương pháp nấu treo bằng tần số cao. Cũng vì vậy mà vật liệu nấu bằng phương pháp hồ quang cho độ sạch cao hơn các phương pháp khác.