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，接著浙江不銹鋼管廠(chang)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。
不過，根據生產(chan)的(de)需要(yao)還可以把低頻(pin)感應加熱進(jin)一步擴大應用到100mm直徑(jing)的(de)坯料(liao)上。因為在許(xu)多情況下，所擁有(you)的(de)效益要(yao)比所增(zeng)加的(de)加熱費用大得(de)多。實際生產(chan)中(zhong)有(you)一系列的(de)低頻(pin)感應加熱爐就是在這(zhe)種條件下進(jin)行(xing)生產(chan)的(de)。
近年來，確實(shi)有一(yi)些(xie)重要(yao)的因素促進了(le)感應加熱技術的發展，這些(xie)因素是(shi)：
1. 感(gan)應加(jia)熱的(de)每一支坯(pi)料都能準確地控制加(jia)熱溫度(du)，所有的(de)坯(pi)料都能被加(jia)熱到相(xiang)同(tong)的(de)工藝溫度(du)，從而控制了擠壓(ya)產品(pin)的(de)質量。
2. 低頻感應加熱爐具(ju)有最(zui)好的條件來實(shi)現(xian)坯料的自(zi)動(dong)運送和擠壓機的半自(zi)動(dong)化(hua)(hua)或全盤自(zi)動(dong)化(hua)(hua)操作(zuo)。
3. 使用感應加熱(re)(re)爐時(shi)，鋼(gang)坯可以在幾分鐘內(nei)加熱(re)(re)完畢，并(bing)且當車間停(ting)工(gong)或者檢查、更換工(gong)具時(shi)，不需開爐或保溫，大(da)大(da)降(jiang)低了能量和勞(lao)動力的消(xiao)耗(hao)，電(dian)能消(xiao)耗(hao)的多少僅取決于加熱(re)(re)坯料(liao)的數量。
4. 比一般形(xing)式加(jia)熱爐(lu)的維護費用少，更換線圈、耐(nai)火襯(chen)套(tao)和耐(nai)熱鋼襯(chen)套(tao)的時間少。
5. 操(cao)作人員少，占地面積小。
6. 工作強度低，勞動條(tiao)件好。
7. 安排(pai)生產(chan)時(shi)具有最大的靈活(huo)性，既適合于大批量生產(chan)，也適合于小批量生產(chan)，更換(huan)品種(zhong)僅(jin)需(xu)幾秒鐘(zhong)時(shi)間(jian)，一個班更換(huan)10多個品種(zhong)沒有困(kun)難。
8. 特殊材(cai)料加熱時(shi)，可(ke)以通(tong)保護(hu)氣體，進行無氧(yang)化加熱。
低頻率感(gan)應加(jia)熱爐(lu)也可(ke)(ke)以帶(dai)保護氣體工作，不過由(you)于爐(lu)內(nei)空間間隙很小，并(bing)且(qie)按照在感(gan)應線圈內(nei)的加(jia)熱條件可(ke)(ke)以肯(ken)定在如此短的加(jia)熱時間內(nei)，實際上(shang)不銹鋼等坯(pi)料并(bing)不會(hui)產生氧(yang)化鐵(tie)皮；準確的溫度測量可(ke)(ke)以減少廢次品(pin)；可(ke)(ke)以說復(fu)雜(za)斷面型材的生產，也首先(xian)是采用了感(gan)應加(jia)熱之(zhi)后才能(neng)夠進(jin)行連續生產的。
一、 坯料(liao)感應加熱的基礎
坯料進入感應加(jia)(jia)熱爐進行加(jia)(jia)熱時，首先向(xiang)感應線圈通入交(jiao)變(bian)電流，線圈即產生交(jiao)變(bian)磁(ci)場，處于交(jiao)變(bian)磁(ci)場中的(de)(de)坯料則產生感應電流（渦(wo)電流），根(gen)據(ju)感應加(jia)(jia)熱時的(de)(de)電熱轉(zhuan)(zhuan)換定律（焦耳一楞茨定律），坯料中的(de)(de)電能(neng)按(an)下列公式轉(zhuan)(zhuan)變(bian)為熱能(neng)，從而加(jia)(jia)熱坯料。
Q=12R(J) （8-1)
采(cai)用感應加熱爐加熱坯料時(shi)的電熱轉換(huan)效率一般(ban)有(you)以(yi)下情(qing)況：
1. 隨著(zhu)坯料(liao)直徑的(de)(de)增(zeng)大，電(dian)熱轉(zhuan)換(huan)效率提高，每一度電(dian)加(jia)熱的(de)(de)坯料(liao)產量(liang)增(zeng)加(jia)。相反，隨著(zhu)坯料(liao)直徑的(de)(de)減小，電(dian)熱轉(zhuan)換(huan)效率降(jiang)低，每一度電(dian)加(jia)熱的(de)(de)坯料(liao)產量(liang)降(jiang)低。
2. 當坯(pi)料的(de)直(zhi)徑不變時，頻(pin)率(lv)增加，熱效率(lv)提高。
3. 從坯(pi)料(liao)感應加熱的(de)熱效(xiao)率(lv)考量(liang)，有資料(liao)推薦不同(tong)直(zhi)徑的(de)坯(pi)料(liao)的(de)最佳頻率(lv)可按表8-12選(xuan)擇。
在權衡了熱效率和(he)變頻(pin)(pin)(pin)設備(bei)兩(liang)個(ge)因(yin)素之后認為，坯料直徑中＞150mm時，采用工(gong)頻(pin)(pin)(pin)較為有(you)(you)利(li)。但有(you)(you)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼管廠家，如英國的(de)(de)(de)勞·莫爾(er)公司，甚至對于直徑為100mm的(de)(de)(de)坯料也采用工(gong)頻(pin)(pin)(pin)加(jia)熱。根據尼科(ke)波爾(er)南方(fang)不(bu)銹鋼管廠的(de)(de)(de)經驗認為，如果產品大綱中有(you)(you)70%~100%的(de)(de)(de)坯料直徑Φ>125mm,則必須采用工(gong)頻(pin)(pin)(pin)感應加(jia)熱爐。
二、坯料感應加熱(re)爐的(de)結構
坯料感應加熱爐(lu)的結構包括：
1. 線圈組由特殊(shu)斷面(mian)的(de)紫銅管線（矩形、橢圓形、偏心）繞成，并固定在磁性(xing)硅鋼片共軛結構(gou)的(de)基礎(chu)上(shang)，線圈通電后(hou)形成閉(bi)路(lu)磁場，可避免(mian)在鋼基礎(chu)上(shang)形成大的(de)渦流。
2. 為了使沿(yan)坯料長度方向(xiang)上磁場具有(you)均一(yi)性，在線圈的(de)端(duan)部(bu)設有(you)附加繞組，作為線圈兩端(duan)部(bu)的(de)補償線圈。
3. 感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)是帶有(you)(you)高(gao)溫絕緣(yuan)的(de)單層多匝線(xian)圈(quan)，在(zai)線(xian)圈(quan)內(nei)層有(you)(you)一個用耐(nai)(nai)(nai)熱(re)(re)合金制(zhi)成的(de)帶有(you)(you)防(fang)止冷熱(re)(re)變形的(de)耐(nai)(nai)(nai)熱(re)(re)鋼制(zhi)襯套(tao)；而在(zai)耐(nai)(nai)(nai)熱(re)(re)鋼襯套(tao)和感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)之間還有(you)(you)一個耐(nai)(nai)(nai)火(huo)高(gao)溫陶瓷襯套(tao)，以防(fang)止熱(re)(re)量(liang)散(san)失(shi)、線(xian)圈(quan)吸熱(re)(re)以及(ji)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)的(de)絕緣(yuan)被損壞。
4. 感應線圈(quan)的(de)頂部(bu)是密封的(de)，以(yi)減少氧氣的(de)進入，或(huo)便(bian)于(yu)輸(shu)送惰性氣體(ti)，進行特殊材(cai)料的(de)無氧化加熱。
5. 感應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)通(tong)電工(gong)作(zuo)時，必(bi)須通(tong)水(shui)冷(leng)卻，水(shui)壓為304~507kPa(約3~5個大氣(qi)壓）。進口水(shui)溫(wen)度(du)不應(ying)高于25℃,出口水(shui)溫(wen)度(du)應(ying)在60℃以下(xia)，應(ying)是(shi)清(qing)潔無(wu)雜質的水(shui)或軟化(hua)水(shui)，以防線(xian)圈(quan)(quan)冷(leng)卻孔堵(du)塞。
6. 在感應線圈的(de)(de)(de)線匝間留有(you)坯(pi)(pi)料的(de)(de)(de)測量孔(kong)和觀察孔(kong)，并設有(you)輻射高(gao)(gao)溫(wen)計（或光電高(gao)(gao)溫(wen)計、紅外線測溫(wen)儀(yi)）和時間調整(zheng)(zheng)器，以便測量坯(pi)(pi)料溫(wen)度和調整(zheng)(zheng)坯(pi)(pi)料的(de)(de)(de)加熱制度。為了(le)測量溫(wen)度的(de)(de)(de)準確性，坯(pi)(pi)料上的(de)(de)(de)測溫(wen)點處(chu)通氮氣保護，且在坯(pi)(pi)料進爐前，測溫(wen)點不應有(you)氧化鐵皮及黏附物。
7. 感應線(xian)圈沿長(chang)度(du)方向上設有抽頭，以(yi)便按照坯料的長(chang)短調節感應線(xian)圈的有效(xiao)長(chang)度(du)。
8. 感應加熱爐內還(huan)設有(you)滑塊裝置，用(yong)于爐內坯料(liao)放置中心線(xian)的(de)調整(zheng)。
9. 每一個感應加熱線圈(quan)由(you)降壓(ya)變壓(ya)器(qi)和按鈕選擇開關提供所需的功率。
10. 為(wei)了(le)提高功(gong)率(lv)因數和調節頻率(lv)，還設(she)有電容器組(zu)。
11. 也可(ke)以用感應線(xian)圈端部的(de)(de)補(bu)(bu)償電(dian)容(rong)，或線(xian)圈組(zu)電(dian)壓的(de)(de)分段控制來進行端部補(bu)(bu)償，減小坯料的(de)(de)軸向溫差(cha)。
圖(tu)8-4所示為帶(dai)有端部(bu)補(bu)償(chang)電容的立式工頻(pin)感(gan)應(ying)加熱爐(lu)的電氣原(yuan)理(li)圖(tu)。
近年來，由于(yu)電氣(qi)技術裝(zhuang)備的(de)進步和(he)電子控制(zhi)技術的(de)發展，感應(ying)(ying)加(jia)熱(re)技術也(ye)有了很大的(de)提(ti)高。工頻感應(ying)(ying)加(jia)熱(re)爐(lu)上也(ye)引進了許多新的(de)技術和(he)裝(zhuang)備，使(shi)擠壓不銹(xiu)鋼坯料的(de)感應(ying)(ying)加(jia)熱(re)爐(lu)和(he)再加(jia)熱(re)爐(lu)具有更高的(de)現代化技術水平和(he)裝(zhuang)備水平。
