Nồi lạnh thường được làm bằng đồng đỏ (có thể bằng nhôm tinh khiết), có độ dày đáy nồi từ 1 ÷ 2mm, được làm lạnh bên trong lòng nó bằng dòng nước lạnh chảy liên tục. Nồi lạnh và vật liệu nóng chảy trong nó được mô tả trong hình 2.5. Vật liệu nóng chảy không tiếp xúc trực tiếp với toàn bộ bề mặt của nồi nấu. Trong hình 2.5a ta thấy mẫu tiếp xúc trực tiếp rất ít với đáy nồi do bề mặt mấp mô của đáy nồi. Không gian giữa mẫu và đáy nồi chứa đầy lớp khí trơ tạo ra một tiếp xúc giữa kim loại nóng chảy và nồi, xem hình 2.5b. Kim loại nóng chảy giữ hình dạng của nó do sức căng mặt ngoài. Sức căng này phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần hợp kim. Khi tốc độ làm lạnh nồi quá nhanh, không gian giữa kim loại nóng chảy và nồi được lấp đầy một phần bởi các tinh thể vật liệu nấu rất nhỏ, (hình 2.5c). Lúc này quá trình nấu thực hiện trong nồi được gọi là quá trình nấu “tự nó”. Khi ta nấu kim loại nóng chảy quá sôi, sức căng mặt ngoài của khối vật liệu nóng chảy giảm xuống. Trong trường hợp này (hình 2.5d) kim loại nóng chảy lấp đầy không gian giữa bề mặt lồi lõm của đáy nồi và làm ướt đáy nồi.
Hình 2.4: Nồi lạnh và các trạng thái của vật liệu nóng chảy
(1: đế thép không rỉ, 2: nồi lạnh bằng đồng, 3: vật liệu nóng chảy 4: lớp khí trơ, 5: các hạt tinh thể nhỏ, 6: dính ướt đáy nồi
Nếu dòng nước làm lạnh nồi lớn và chảy nhanh thì sẽ xảy ra hiện tượng
làm lạnh nhanh lớp kim loại ở sát đáy nồi gọi là hiện tượng “quenching”. Việc chọn dòng chảy của nước làm lạnh tối ưu có thể tính toán được song trên thực tế thực hiện theo kinh nghiệm là chính.
Thông thường sự truyền nhiệt từ kim loại nóng chảy tới đáy nồi là thấp
do diện tiếp xúc nhỏ. Để giảm hơn nữa dòng nhiệt giữa kim loại nóng chảy tới đáy nồi cần phải xem xét tỉ mỉ hơn, trong từng điều kiện cụ thể nhất định đối với cả 3 cơ chế truyền nhiệt: đối lưu, bức xạ và dẫn. Một giải pháp đã được đưa ra là kết hợp với việc tạo ra một lớp khí trơ dẫn nhiệt kém giữa kim loại nóng chảy và nồi, và đáy nồi được tráng bạc có độ phản xạ cao.