1955年，美國首先將感應加熱技術引入鋼擠壓坯料的加熱工藝中并獲得成功，接著浙江不銹鋼管(guan)廠家也于1957年開始采用感應加熱來實現鋼擠壓坯料的無氧化加熱工藝。此后，鋼擠壓坯料的感應加熱工藝得到快速推廣和迅速發展。至1964年，應用于鋼擠壓坯料加熱的感應加熱爐已經達到128臺。感應加熱爐的最大小時產量達到了28t/h,坯料的加熱時間為150s,均熱時間為30s,可加熱坯料直徑為220~345mm、長度為200~700mm,感應爐的功率為605kW,頻率為50Hz.近年來在應用低頻感應電爐來加熱擠壓坯料方面又取得了巨大進展。由于感應加熱時，熱量是在鋼坯內部一定的深度產生的，可以很快地改變加熱的條件，適應各種產品生產的需要，因此，對于經常變換產品規格的生產來說，感應加熱似乎是一種最好的方法。
各種金屬材料具有的比較高的電阻系數，決定了能夠應用低頻率感應加熱裝置時，經濟合理地加熱到擠壓溫度的坯料直徑的下限。然而實際生產表明，這種限制并不重要，因為當采用更大的擠壓機時，將會使用直徑更大的坯料。在用50r/s的電流加熱不銹鋼坯料時，線圈效率和電能消耗同鋼坯直徑的關系如圖8-3所示，可以看出，直徑大于150mm的坯料，采用低頻感應加熱是經濟的。
不(bu)過，根據(ju)生(sheng)產的(de)需(xu)要(yao)還可以把低(di)頻感應加(jia)熱進一步擴大應用到100mm直徑的(de)坯料上。因(yin)為(wei)在許(xu)多(duo)情(qing)況下(xia)，所擁(yong)有(you)的(de)效益要(yao)比所增加(jia)的(de)加(jia)熱費(fei)用大得多(duo)。實(shi)際生(sheng)產中(zhong)有(you)一系列的(de)低(di)頻感應加(jia)熱爐就(jiu)是(shi)在這(zhe)種條件(jian)下(xia)進行生(sheng)產的(de)。
近年來，確實有一些重(zhong)要的(de)因素(su)促(cu)進(jin)了(le)感應(ying)加熱技術的(de)發展，這些因素(su)是：
1. 感應加熱的(de)每一支坯(pi)料(liao)都能準(zhun)確(que)地控制加熱溫度，所有的(de)坯(pi)料(liao)都能被加熱到相同的(de)工藝溫度，從而控制了擠(ji)壓產(chan)品的(de)質量。
2. 低頻感(gan)應(ying)加熱爐具有最好(hao)的條件來(lai)實現坯料的自動(dong)運送和擠壓機的半自動(dong)化(hua)或全盤(pan)自動(dong)化(hua)操作。
3. 使用感應加熱爐時(shi)，鋼坯可(ke)以在幾分鐘內加熱完畢(bi)，并且當車間停工或者檢查(cha)、更換工具時(shi)，不(bu)需開爐或保溫(wen)，大大降低了能(neng)量(liang)和(he)勞動力的(de)消耗(hao)，電能(neng)消耗(hao)的(de)多少僅(jin)取決于加熱坯料的(de)數量(liang)。
4. 比一(yi)般形式(shi)加(jia)熱爐的維護(hu)費用(yong)少，更換(huan)線圈、耐火襯(chen)套(tao)和耐熱鋼(gang)襯(chen)套(tao)的時間少。
5. 操(cao)作(zuo)人員(yuan)少，占(zhan)地面積小。
6. 工作強度低，勞(lao)動條件好。
7. 安排生(sheng)產時具有最大的靈活性，既適合于(yu)大批(pi)量生(sheng)產，也適合于(yu)小批(pi)量生(sheng)產，更換品種(zhong)僅需幾秒鐘(zhong)時間(jian)，一個班更換10多個品種(zhong)沒有困難。
8. 特殊材料加熱(re)時，可以通保護氣體，進行無氧化加熱(re)。
低頻(pin)率(lv)感應加(jia)(jia)熱爐也(ye)可(ke)以帶(dai)保護氣體工作(zuo)，不(bu)(bu)(bu)過由于爐內(nei)空間(jian)(jian)間(jian)(jian)隙很小，并且按照(zhao)在感應線圈內(nei)的(de)加(jia)(jia)熱條件可(ke)以肯定在如(ru)此短的(de)加(jia)(jia)熱時間(jian)(jian)內(nei)，實際(ji)上不(bu)(bu)(bu)銹鋼等坯料并不(bu)(bu)(bu)會產生氧(yang)化鐵皮；準確的(de)溫(wen)度測量可(ke)以減少廢次(ci)品；可(ke)以說(shuo)復雜斷面型(xing)材的(de)生產，也(ye)首先是采(cai)用了感應加(jia)(jia)熱之后才能夠進行連續(xu)生產的(de)。
一、 坯料(liao)感應加熱的基礎
坯(pi)料(liao)進入(ru)感(gan)(gan)應(ying)加(jia)熱(re)爐進行加(jia)熱(re)時，首(shou)先向感(gan)(gan)應(ying)線圈通入(ru)交變(bian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，線圈即(ji)產生交變(bian)磁場(chang)，處于交變(bian)磁場(chang)中(zhong)的坯(pi)料(liao)則產生感(gan)(gan)應(ying)電(dian)(dian)(dian)流(liu)（渦(wo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)），根(gen)據感(gan)(gan)應(ying)加(jia)熱(re)時的電(dian)(dian)(dian)熱(re)轉(zhuan)換定律（焦耳一楞茨(ci)定律），坯(pi)料(liao)中(zhong)的電(dian)(dian)(dian)能按下列公式轉(zhuan)變(bian)為熱(re)能，從而加(jia)熱(re)坯(pi)料(liao)。
Q=12R(J) （8-1)
采用(yong)感(gan)應加熱(re)爐加熱(re)坯料時的電(dian)熱(re)轉換(huan)效率一般有以下(xia)情況：
1. 隨(sui)著(zhu)坯(pi)(pi)料(liao)直(zhi)徑(jing)的(de)增大，電熱(re)轉換效率(lv)提(ti)高，每一度(du)電加(jia)(jia)熱(re)的(de)坯(pi)(pi)料(liao)產(chan)量增加(jia)(jia)。相反，隨(sui)著(zhu)坯(pi)(pi)料(liao)直(zhi)徑(jing)的(de)減小，電熱(re)轉換效率(lv)降(jiang)低，每一度(du)電加(jia)(jia)熱(re)的(de)坯(pi)(pi)料(liao)產(chan)量降(jiang)低。
2. 當坯料(liao)的(de)直徑(jing)不(bu)變時，頻率增加，熱效率提高。
3. 從坯(pi)料(liao)感應加熱的(de)熱效率考(kao)量，有資(zi)料(liao)推薦不同直徑的(de)坯(pi)料(liao)的(de)最佳頻率可按表8-12選擇(ze)。
在權(quan)衡了(le)熱(re)效率和變頻(pin)(pin)設備(bei)兩(liang)個因素之后認(ren)(ren)為，坯(pi)料(liao)直徑中(zhong)＞150mm時，采用工(gong)(gong)頻(pin)(pin)較為有利。但有的不(bu)銹鋼(gang)管廠家，如英國的勞·莫爾(er)公司(si)，甚至對于直徑為100mm的坯(pi)料(liao)也采用工(gong)(gong)頻(pin)(pin)加熱(re)。根據尼科波爾(er)南(nan)方不(bu)銹鋼(gang)管廠的經(jing)驗認(ren)(ren)為，如果產品(pin)大綱中(zhong)有70%~100%的坯(pi)料(liao)直徑Φ>125mm,則必須采用工(gong)(gong)頻(pin)(pin)感應加熱(re)爐。
二(er)、坯料感應加熱(re)爐的結構(gou)
坯料(liao)感(gan)應加熱(re)爐(lu)的結構包括：
1. 線(xian)(xian)圈組由特(te)殊斷面的(de)紫銅管線(xian)(xian)（矩形(xing)、橢圓(yuan)形(xing)、偏心）繞(rao)成，并固定在(zai)磁性硅鋼片共軛結(jie)構(gou)的(de)基礎上(shang)，線(xian)(xian)圈通電后形(xing)成閉路磁場，可避(bi)免在(zai)鋼基礎上(shang)形(xing)成大的(de)渦流(liu)。
2. 為了使沿坯料長度方(fang)向上磁場(chang)具(ju)有(you)均(jun)一性，在(zai)線(xian)圈(quan)的端部設有(you)附加繞組，作(zuo)為線(xian)圈(quan)兩(liang)端部的補償線(xian)圈(quan)。
3. 感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)是帶有(you)高(gao)溫絕緣的(de)(de)單層多(duo)匝線(xian)圈(quan)，在(zai)線(xian)圈(quan)內層有(you)一(yi)個用耐(nai)熱合(he)金制成的(de)(de)帶有(you)防(fang)(fang)止冷熱變形的(de)(de)耐(nai)熱鋼制襯套；而(er)在(zai)耐(nai)熱鋼襯套和感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)之(zhi)間還有(you)一(yi)個耐(nai)火高(gao)溫陶瓷(ci)襯套，以防(fang)(fang)止熱量散失、線(xian)圈(quan)吸熱以及感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)的(de)(de)絕緣被損壞。
4. 感應(ying)線(xian)圈(quan)的頂(ding)部是密封(feng)的，以(yi)減少氧氣的進入，或便于輸送惰性氣體，進行特殊材料的無氧化加熱。
5. 感應(ying)線圈通電工作時，必須(xu)通水(shui)(shui)(shui)冷(leng)卻(que)，水(shui)(shui)(shui)壓為304~507kPa(約3~5個大氣壓）。進口水(shui)(shui)(shui)溫度不應(ying)高于25℃,出口水(shui)(shui)(shui)溫度應(ying)在60℃以下，應(ying)是清潔無雜質的水(shui)(shui)(shui)或軟(ruan)化水(shui)(shui)(shui)，以防線圈冷(leng)卻(que)孔(kong)堵塞(sai)。
6. 在(zai)感應(ying)線(xian)圈的(de)線(xian)匝(za)間留有(you)(you)坯料(liao)(liao)的(de)測(ce)量孔和(he)觀察(cha)孔，并設有(you)(you)輻射高溫計(ji)（或光電(dian)高溫計(ji)、紅外線(xian)測(ce)溫儀）和(he)時(shi)間調(diao)整(zheng)器(qi)，以便測(ce)量坯料(liao)(liao)溫度(du)和(he)調(diao)整(zheng)坯料(liao)(liao)的(de)加熱(re)制度(du)。為了測(ce)量溫度(du)的(de)準(zhun)確性，坯料(liao)(liao)上的(de)測(ce)溫點(dian)處通氮氣保(bao)護(hu)，且(qie)在(zai)坯料(liao)(liao)進爐前，測(ce)溫點(dian)不應(ying)有(you)(you)氧化(hua)鐵皮(pi)及黏附物(wu)。
7. 感應線圈沿長(chang)度(du)方向上(shang)設有抽頭(tou)，以便按照坯料的(de)長(chang)短(duan)調節感應線圈的(de)有效長(chang)度(du)。
8. 感應(ying)加熱爐(lu)(lu)內還(huan)設有(you)滑(hua)塊裝置(zhi)，用于爐(lu)(lu)內坯料(liao)放置(zhi)中(zhong)心線的(de)調(diao)整。
9. 每(mei)一個感應加(jia)熱線圈由降(jiang)壓變壓器和按(an)鈕選(xuan)擇開關提供所(suo)需的(de)功率(lv)。
10. 為了提高(gao)功率(lv)因(yin)數和調節頻率(lv)，還設有電容器(qi)組。
11. 也可以用(yong)感應線圈端(duan)部的(de)補償(chang)電容，或線圈組電壓(ya)的(de)分段(duan)控制來進(jin)行端(duan)部補償(chang)，減(jian)小坯料的(de)軸(zhou)向溫差。
圖8-4所示為帶有端(duan)部補償電(dian)容的立(li)式工頻(pin)感(gan)應加熱爐(lu)的電(dian)氣原理圖。
近年來(lai)，由于(yu)電氣技(ji)術(shu)(shu)裝備(bei)的(de)(de)進步和(he)電子(zi)控制技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發(fa)展(zhan)，感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)技(ji)術(shu)(shu)也有了很大的(de)(de)提高(gao)。工頻(pin)感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)上也引進了許(xu)多新的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)和(he)裝備(bei)，使擠壓不(bu)銹鋼(gang)坯料的(de)(de)感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)和(he)再(zai)加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)具有更高(gao)的(de)(de)現(xian)代化(hua)技(ji)術(shu)(shu)水平和(he)裝備(bei)水平。
