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。
不過，根據生產(chan)的需要還可以把(ba)低(di)頻(pin)(pin)感應加(jia)(jia)(jia)熱進一步擴大應用到100mm直徑(jing)的坯料上(shang)。因為在(zai)許多(duo)(duo)情況下(xia)，所擁有的效益要比所增加(jia)(jia)(jia)的加(jia)(jia)(jia)熱費(fei)用大得多(duo)(duo)。實際生產(chan)中有一系列的低(di)頻(pin)(pin)感應加(jia)(jia)(jia)熱爐就是在(zai)這種(zhong)條件下(xia)進行(xing)生產(chan)的。
近年(nian)來，確實(shi)有一(yi)些(xie)重要的(de)因(yin)素(su)(su)促進(jin)了感應加(jia)熱技術的(de)發展(zhan)，這些(xie)因(yin)素(su)(su)是(shi)：
1. 感應加熱(re)的(de)每一支坯料(liao)都(dou)能準確地控制加熱(re)溫度(du)，所有的(de)坯料(liao)都(dou)能被(bei)加熱(re)到相(xiang)同的(de)工藝溫度(du)，從而控制了擠壓產品的(de)質量。
2. 低頻感應加熱爐具有最好的條(tiao)件來(lai)實現(xian)坯料的自(zi)動運送(song)和擠壓(ya)機(ji)的半(ban)自(zi)動化(hua)或全盤(pan)自(zi)動化(hua)操作。
3. 使用感(gan)應加(jia)熱爐(lu)時，鋼坯可以在幾分(fen)鐘內加(jia)熱完畢，并且(qie)當(dang)車間停工(gong)或(huo)者檢查、更換(huan)工(gong)具時，不需開爐(lu)或(huo)保溫，大大降低了能量(liang)和(he)勞動力的(de)消(xiao)耗(hao)，電能消(xiao)耗(hao)的(de)多少僅取決于加(jia)熱坯料的(de)數量(liang)。
4. 比一般形式加(jia)熱爐的(de)維護費用(yong)少(shao)，更換線圈、耐(nai)火襯(chen)套(tao)和耐(nai)熱鋼襯(chen)套(tao)的(de)時間少(shao)。
5. 操作人(ren)員(yuan)少，占地(di)面(mian)積小。
6. 工作強度低，勞動條件好。
7. 安排生產時具有(you)最大的靈活性(xing)，既適合于(yu)大批(pi)(pi)量生產，也適合于(yu)小批(pi)(pi)量生產，更換品(pin)種僅需幾(ji)秒鐘時間，一(yi)個(ge)班更換10多個(ge)品(pin)種沒有(you)困難。
8. 特(te)殊材料加熱(re)(re)時，可以通(tong)保護氣(qi)體，進行(xing)無氧化(hua)加熱(re)(re)。
低頻率感(gan)應(ying)加(jia)(jia)熱爐也(ye)可以帶保護氣體工作，不(bu)過(guo)由于爐內(nei)空間間隙很小，并且(qie)按照在感(gan)應(ying)線(xian)圈內(nei)的(de)加(jia)(jia)熱條件可以肯定在如此(ci)短(duan)的(de)加(jia)(jia)熱時間內(nei)，實際上不(bu)銹鋼等坯料并不(bu)會(hui)產生(sheng)氧化鐵皮；準確的(de)溫度(du)測量可以減少廢次品；可以說(shuo)復雜斷面型材的(de)生(sheng)產，也(ye)首先(xian)是采用了感(gan)應(ying)加(jia)(jia)熱之后才能夠進行連續(xu)生(sheng)產的(de)。
一、 坯料感應(ying)加熱(re)的基(ji)礎
坯料(liao)(liao)進入感應加(jia)熱爐進行加(jia)熱時，首(shou)先向感應線(xian)(xian)圈通入交變電(dian)流，線(xian)(xian)圈即產(chan)生(sheng)交變磁場，處于交變磁場中的坯料(liao)(liao)則產(chan)生(sheng)感應電(dian)流（渦(wo)電(dian)流），根據感應加(jia)熱時的電(dian)熱轉換定律（焦耳一楞茨定律），坯料(liao)(liao)中的電(dian)能按下列公式轉變為熱能，從而加(jia)熱坯料(liao)(liao)。
Q=12R(J) （8-1)
采用感(gan)應加(jia)(jia)熱爐加(jia)(jia)熱坯料時的(de)電熱轉換(huan)效率一般有以下(xia)情況：
1. 隨(sui)著坯料(liao)(liao)(liao)直徑的增大，電熱轉換(huan)效率提高，每(mei)一度電加熱的坯料(liao)(liao)(liao)產量增加。相反，隨(sui)著坯料(liao)(liao)(liao)直徑的減(jian)小(xiao)，電熱轉換(huan)效率降低(di)，每(mei)一度電加熱的坯料(liao)(liao)(liao)產量降低(di)。
2. 當坯(pi)料的直徑不變時，頻率(lv)增加，熱(re)效率(lv)提高。
3. 從坯料感應加(jia)熱的(de)熱效率考量，有資料推(tui)薦(jian)不同直徑的(de)坯料的(de)最佳頻率可按表8-12選擇。
在權(quan)衡了熱效(xiao)率(lv)和變頻設備(bei)兩個(ge)因素(su)之后認為(wei)，坯(pi)(pi)料直徑(jing)(jing)中(zhong)＞150mm時，采(cai)(cai)用工(gong)頻較(jiao)為(wei)有(you)利。但(dan)有(you)的(de)(de)不銹(xiu)鋼管廠(chang)家，如英(ying)國的(de)(de)勞·莫爾(er)公司，甚至對于(yu)直徑(jing)(jing)為(wei)100mm的(de)(de)坯(pi)(pi)料也(ye)采(cai)(cai)用工(gong)頻加熱。根據尼科波爾(er)南方不銹(xiu)鋼管廠(chang)的(de)(de)經驗認為(wei)，如果(guo)產品(pin)大綱中(zhong)有(you)70%~100%的(de)(de)坯(pi)(pi)料直徑(jing)(jing)Φ>125mm,則必須采(cai)(cai)用工(gong)頻感應加熱爐。
二、坯料感應(ying)加熱爐的結構(gou)
坯(pi)料(liao)感應加(jia)熱爐(lu)的結構包括：
1. 線圈組由特殊斷面(mian)的紫銅管線（矩形、橢圓形、偏心）繞(rao)成，并固定在(zai)磁(ci)性硅鋼片共軛結構的基礎上，線圈通(tong)電后形成閉路磁(ci)場(chang)，可避免在(zai)鋼基礎上形成大的渦流。
2. 為了使沿坯料長(chang)度(du)方向上(shang)磁場具有均一性，在(zai)線(xian)圈(quan)的端部(bu)設(she)有附加繞組，作為線(xian)圈(quan)兩(liang)端部(bu)的補償線(xian)圈(quan)。
3. 感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)是帶有(you)高溫絕(jue)緣的單層多匝線(xian)(xian)圈(quan)(quan)，在線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內層有(you)一(yi)個(ge)用耐(nai)熱(re)合金制(zhi)成的帶有(you)防止冷熱(re)變形的耐(nai)熱(re)鋼制(zhi)襯(chen)套；而(er)在耐(nai)熱(re)鋼襯(chen)套和感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)之(zhi)間還(huan)有(you)一(yi)個(ge)耐(nai)火高溫陶瓷襯(chen)套，以(yi)防止熱(re)量散失、線(xian)(xian)圈(quan)(quan)吸熱(re)以(yi)及感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的絕(jue)緣被損(sun)壞。
4. 感應線(xian)圈的頂部(bu)是密封的，以減少氧氣(qi)的進入，或(huo)便于(yu)輸送(song)惰性氣(qi)體(ti)，進行特殊(shu)材料(liao)的無氧化加熱(re)。
5. 感應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈通(tong)電工(gong)作時，必須通(tong)水(shui)冷卻，水(shui)壓為304~507kPa(約3~5個大氣(qi)壓）。進口水(shui)溫度(du)不應(ying)(ying)(ying)高于25℃,出口水(shui)溫度(du)應(ying)(ying)(ying)在(zai)60℃以下(xia)，應(ying)(ying)(ying)是(shi)清潔(jie)無雜質的水(shui)或(huo)軟化水(shui)，以防線(xian)圈冷卻孔堵塞。
6. 在(zai)感(gan)應(ying)線圈的線匝間留有(you)坯(pi)料的測量孔和(he)(he)(he)觀察孔，并設有(you)輻射高(gao)溫(wen)計(ji)（或光電高(gao)溫(wen)計(ji)、紅外(wai)線測溫(wen)儀(yi)）和(he)(he)(he)時間調(diao)整(zheng)(zheng)器，以(yi)便測量坯(pi)料溫(wen)度和(he)(he)(he)調(diao)整(zheng)(zheng)坯(pi)料的加熱制度。為(wei)了(le)測量溫(wen)度的準確性(xing)，坯(pi)料上的測溫(wen)點(dian)處通(tong)氮氣(qi)保(bao)護，且在(zai)坯(pi)料進(jin)爐前，測溫(wen)點(dian)不應(ying)有(you)氧化鐵(tie)皮(pi)及黏(nian)附物(wu)。
7. 感應線圈沿長(chang)度方向上設有(you)(you)抽頭(tou)，以便按照坯料的(de)長(chang)短調節感應線圈的(de)有(you)(you)效長(chang)度。
8. 感應加熱(re)爐內還設有(you)滑(hua)塊裝置，用于爐內坯料放(fang)置中(zhong)心線的調整(zheng)。
9. 每一(yi)個感應加熱線圈(quan)由(you)降壓(ya)變壓(ya)器和按鈕(niu)選擇(ze)開關提(ti)供所(suo)需的功率。
10. 為了提高(gao)功率因數和調節頻(pin)率，還設有(you)電(dian)容器組(zu)。
11. 也可(ke)以用感應線(xian)圈(quan)端部(bu)(bu)的(de)(de)補償電容，或線(xian)圈(quan)組電壓的(de)(de)分段控制(zhi)來(lai)進行端部(bu)(bu)補償，減小坯料的(de)(de)軸向溫差。
圖(tu)8-4所示為帶有端部(bu)補(bu)償電容的(de)(de)立(li)式工頻感應加熱爐的(de)(de)電氣原理圖(tu)。
近年來，由于電氣(qi)技(ji)(ji)術(shu)裝備(bei)的進(jin)步和電子控制技(ji)(ji)術(shu)的發展，感(gan)(gan)應加(jia)熱技(ji)(ji)術(shu)也有了很大的提高。工頻感(gan)(gan)應加(jia)熱爐上也引進(jin)了許(xu)多新的技(ji)(ji)術(shu)和裝備(bei)，使擠(ji)壓不銹鋼坯料的感(gan)(gan)應加(jia)熱爐和再(zai)加(jia)熱爐具有更高的現代化技(ji)(ji)術(shu)水平(ping)和裝備(bei)水平(ping)。
