浙江至德(de)鋼業有限公司在實際擠(ji)壓在線亞洲日產一區二區:不銹鋼管生(sheng)產過程中(zhong)，采用電能來加熱鋼管坯料的(de)方法有以(yi)下四種：
1. 電阻爐加(jia)熱 電流通過加熱元件發出熱量，靠爐膛的輻射和對流來加熱金屬。
2. 電接(jie)觸加熱(re) 電(dian)流由電(dian)源通過(guo)觸(chu)頭直接流過(guo)金屬，金屬坯料內的電(dian)阻使其得到加熱。
3. 鹽浴爐加(jia)熱 將直流電源的一極通入電解液，另一極接入加熱的金屬，通電后，電解出來的氣體附在金屬表面形成一層氣膜，把金屬和電解液隔開，于是在金屬和電解液間產生電弧，發出熱量，使金屬加熱。
4. 電(dian)感(gan)應加熱(re) 利用電磁感應，在金(jin)屬(shu)內激(ji)勵出電流(liu)，使(shi)金(jin)屬(shu)得到加熱(re)。
在電阻爐(lu)內加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)，熱(re)(re)(re)量的(de)(de)傳(chuan)遞(di)基本(ben)上與在火(huo)焰(yan)爐(lu)內一樣(yang)，因此(ci)，金屬(shu)的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)間很長電接觸加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)是較(jiao)為(wei)先進而(er)又經濟(ji)的(de)(de)方法，但是由于(yu)其(qi)要求加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)的(de)(de)坯料(liao)的(de)(de)斷面和長度的(de)(de)尺寸有一定的(de)(de)比例，而(er)限制了其(qi)應(ying)用(yong)(yong)范(fan)(fan)圍(wei)；此(ci)外，不(bu)能加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)變斷面的(de)(de)坯料(liao)、很難(nan)使觸頭下(xia)的(de)(de)金屬(shu)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)均勻(yun)、平穩(wen)(wen)調節加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)速(su)度有困難(nan)等(deng)，迫使其(qi)要與其(qi)他加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)方式配(pei)合使用(yong)(yong)。鹽(yan)浴(yu)爐(lu)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)，由于(yu)熱(re)(re)(re)量是在金屬(shu)表面附近的(de)(de)一薄層(ceng)電解液中生(sheng)成，而(er)坯料(liao)本(ben)體是按熱(re)(re)(re)傳(chuan)導加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)的(de)(de)，因此(ci)，加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)速(su)度較(jiao)慢，且電能消(xiao)耗較(jiao)大(da)。感(gan)應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)的(de)(de)形式有兩種：工(gong)頻(pin)（50Hz）感(gan)應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)和增(zeng)高頻(pin)率的(de)(de)感(gan)應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)。工(gong)頻(pin)感(gan)應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)一般坯料(liao)的(de)(de)直徑大(da)于(yu)150mm。同時(shi)，需解決一些技術問題(ti)，諸(zhu)如如何使坯料(liao)在三相感(gan)應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)中溫度均勻(yun)，如何平穩(wen)(wen)地改變感(gan)應(ying)器的(de)(de)輸入(ru)功(gong)率，如何調整(zheng)金屬(shu)的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)速(su)度等(deng)。用(yong)(yong)增(zeng)高頻(pin)率進行(xing)坯料(liao)的(de)(de)感(gan)應(ying)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)，其(qi)規格范(fan)(fan)圍(wei)廣泛(fan)得(de)多。
坯料感應(ying)加熱的(de)工藝(yi)特點(dian)與感應(ying)加熱時，電流(liu)通過感應(ying)線(xian)圈的(de)特性有著密切(qie)的(de)關系，主(zhu)要(yao)有以(yi)下幾(ji)點(dian)：
a. 集膚效應
當直流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)通(tong)(tong)過(guo)等截(jie)面(mian)的(de)(de)(de)導(dao)體(ti)(ti)時，導(dao)體(ti)(ti)截(jie)面(mian)中的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)（單位(wei)為A/mm2）是相等的(de)(de)(de)。但當交變(bian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)通(tong)(tong)過(guo)導(dao)體(ti)(ti)時，導(dao)體(ti)(ti)截(jie)面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)不(bu)是均勻分布的(de)(de)(de)，最大電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)出現(xian)在導(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)表面(mian)層(ceng)，這(zhe)樣導(dao)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)截(jie)面(mian)就(jiu)沒有得到完全的(de)(de)(de)利用，這(zhe)種電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)集聚的(de)(de)(de)現(xian)象叫做集膚(fu)(fu)效應(ying)。集膚(fu)(fu)效應(ying)使電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)從導(dao)體(ti)(ti)中心(xin)向其表面(mian)逐漸增大，也即電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)從表面(mian)向中心(xin)衰減，而(er)且電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)與深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)關(guan)系服從指數(shu)定律(圖2-90)。
由(you)集膚效應(ying)可以看出，采用交變(bian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)時(shi)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)只流(liu)(liu)過導體的表(biao)(biao)面層。電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)頻(pin)率越(yue)高(gao)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通過的表(biao)(biao)面層越(yue)薄。為(wei)(wei)了簡化整個(ge)感應(ying)加熱的計算，引入電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)穿(chuan)透深(shen)度(du)的概(gai)念，即導體某一深(shen)度(du)處的電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)為(wei)(wei)其表(biao)(biao)面電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)的 1/e = 1/2.718 = 0.368 時(shi)，這(zhe)一深(shen)度(du) △ 即為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)穿(chuan)透深(shen)度(du)（圖 2-9），可用下式確定(ding)：
圖 2-10 所(suo)示為電流頻率(lv)與電流穿透深度的關系。
由此可知，感應(ying)加熱時的(de)電(dian)流(liu)穿透(tou)(tou)深(shen)度(du)(du)與采(cai)用的(de)電(dian)流(liu)頻率有關，頻率越(yue)高，穿透(tou)(tou)越(yue)淺；而頻率越(yue)低，則穿透(tou)(tou)深(shen)度(du)(du)越(yue)深(shen)（圖2-10).在坯料表(biao)面穿透(tou)(tou)深(shen)度(du)(du)外的(de)中心部位的(de)加熱主要還是(shi)依靠來自(zi)被加熱的(de)穿透(tou)(tou)深(shen)度(du)(du)層的(de)熱傳導進行加熱。
表2-9為在不同的電流頻率和溫(wen)度下，部分材料(liao)的電流穿透深度。
由上可知，由于(yu)電流(liu)傳導時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)表面(mian)集膚效(xiao)應引起(qi)被(bei)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)坯料(liao)表里溫(wen)差(cha)，導致坯料(liao)徑(jing)向加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)不均。這對于(yu)高(gao)合(he)金鋼(gang)坯料(liao)的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)是很(hen)不利的(de)(de)。不過在坯料(liao)的(de)(de)感應加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)過程(cheng)中(zhong)隨著溫(wen)度(du)的(de)(de)升高(gao)，電阻系(xi)數增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，使電流(liu)穿透(tou)深度(du)提高(gao)。同時(shi)(shi)(shi)采用感應加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)(shi)，坯料(liao)中(zhong)的(de)(de)電流(liu)穿透(tou)深度(du)值畢(bi)竟還有(you)相當(dang)的(de)(de)寬(kuan)度(du)，而且坯料(liao)中(zhong)部仍(reng)有(you)渦(wo)電流(liu)產生，其(qi)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)速(su)度(du)還是很(hen)快的(de)(de)。不會像在火焰爐內(nei)靠(kao)輻(fu)射和傳導加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)(shi)那么慢。并且坯料(liao)在環形爐中(zhong)經過預熱(re)(re)到800~900℃的(de)(de)高(gao)溫(wen)，這些因(yin)素都為坯料(liao)在感應加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)表里溫(wen)差(cha)提供(gong)了補償(chang)。此時(shi)(shi)(shi)，坯料(liao)可以采用大(da)功率進行快速(su)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)。
b. 邊緣(yuan)效應
感(gan)(gan)(gan)應加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)時，在(zai)感(gan)(gan)(gan)應器(qi)內磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)分布(bu)是(shi)不(bu)(bu)均勻的(de)(de)(de)，感(gan)(gan)(gan)應器(qi)中部(bu)(bu)磁(ci)(ci)場強度(du)最大，而兩端(duan)部(bu)(bu)磁(ci)(ci)場強度(du)則(ze)降(jiang)低(di)(di)，此稱(cheng)為(wei)(wei)感(gan)(gan)(gan)應器(qi)的(de)(de)(de)邊緣(yuan)效(xiao)應。也正由(you)于此，坯料(liao)的(de)(de)(de)軸向加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)不(bu)(bu)均勻。為(wei)(wei)了消除此現象，可(ke)將感(gan)(gan)(gan)應器(qi)制(zhi)作(zuo)得比(bi)坯料(liao)略長；或在(zai)感(gan)(gan)(gan)應器(qi)的(de)(de)(de)兩端(duan)各加(jia)(jia)(jia)上一個(ge)鋼墊，將坯料(liao)兩端(duan)溫(wen)度(du)偏低(di)(di)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)分移到(dao)兩端(duan)的(de)(de)(de)鋼墊上。這(zhe)兩種方法都使感(gan)(gan)(gan)應加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)經濟(ji)性和可(ke)操作(zuo)性降(jiang)低(di)(di)到(dao)無法接受(shou)。目前，普(pu)遍(bian)采用的(de)(de)(de)方法是(shi)在(zai)感(gan)(gan)(gan)應器(qi)兩端(duan)加(jia)(jia)(jia)設補償線圈(quan)，以產生補償磁(ci)(ci)場，來降(jiang)低(di)(di)感(gan)(gan)(gan)應加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)后坯料(liao)的(de)(de)(de)軸向溫(wen)差(cha)。另外，對于坯料(liao)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)有冷和熱(re)(re)(re)兩種規(gui)定(ding)(ding)，其定(ding)(ding)義(yi)為(wei)(wei)：從(cong)室(shi)溫(wen)到(dao)磁(ci)(ci)性轉(zhuan)(zhuan)變溫(wen)度(du)，稱(cheng)為(wei)(wei)冷加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)規(gui)范(fan)。從(cong)磁(ci)(ci)性轉(zhuan)(zhuan)變溫(wen)度(du)到(dao)加(jia)(jia)(jia)工溫(wen)度(du)，稱(cheng)為(wei)(wei)熱(re)(re)(re)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)規(gui)范(fan)。并(bing)且電流穿(chuan)透(tou)深度(du)也有冷和熱(re)(re)(re)之(zhi)分。
c. 鄰(lin)近效應(ying)
在坯料(liao)(liao)進行感應(ying)加熱時，往(wang)往(wang)必須將導體（感應(ying)線圈(quan)）和(he)空心坯料(liao)(liao)置于(yu)同心，由(you)于(yu)鄰近效應(ying)，負(fu)載(zai)電(dian)流都分布在內(nei)管(guan)(guan)（空心坯料(liao)(liao)）的外表面(mian)和(he)外管(guan)(guan)（感應(ying)線圈(quan)）的內(nei)表面(mian)，任何內(nei)管(guan)(guan)位置的偏(pian)移都會使電(dian)流分布更不均(jun)勻，如圖2-11所示。
