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)需要還可以把(ba)低頻感(gan)應加熱(re)進一步擴大應用(yong)到100mm直徑的(de)坯料上(shang)。因為在(zai)許多(duo)情(qing)況下，所(suo)擁有的(de)效益要比所(suo)增加的(de)加熱(re)費用(yong)大得多(duo)。實際生產(chan)中有一系列的(de)低頻感(gan)應加熱(re)爐就(jiu)是在(zai)這種條(tiao)件下進行生產(chan)的(de)。
近年來，確實(shi)有一(yi)些重要(yao)的因素(su)促進(jin)了感(gan)應加熱技術的發展，這些因素(su)是(shi)：
1. 感應加熱的(de)每(mei)一支坯(pi)料(liao)都能(neng)準(zhun)確地控制(zhi)加熱溫(wen)度，所(suo)有(you)的(de)坯(pi)料(liao)都能(neng)被加熱到相同的(de)工藝溫(wen)度，從(cong)而控制(zhi)了擠(ji)壓產品的(de)質量。
2. 低頻感應加熱爐具有最(zui)好的(de)條件來實現坯料的(de)自動運送和擠(ji)壓機的(de)半自動化或全(quan)盤自動化操作。
3. 使(shi)用感應加(jia)熱(re)爐時，鋼(gang)坯(pi)可以在幾分鐘內加(jia)熱(re)完(wan)畢(bi)，并且當車(che)間(jian)停工或(huo)(huo)者檢查、更(geng)換工具時，不需開(kai)爐或(huo)(huo)保溫(wen)，大大降低(di)了能(neng)量和勞動力的消耗(hao)，電能(neng)消耗(hao)的多少(shao)僅取(qu)決(jue)于加(jia)熱(re)坯(pi)料(liao)的數量。
4. 比(bi)一(yi)般形式(shi)加熱(re)爐的維護(hu)費用少(shao)，更(geng)換線圈、耐(nai)(nai)火襯套和(he)耐(nai)(nai)熱(re)鋼襯套的時間少(shao)。
5. 操作人員少，占地(di)面(mian)積(ji)小。
6. 工作強度低，勞動條件好。
7. 安排生產(chan)時具(ju)有(you)最大(da)的靈(ling)活性，既適合(he)于大(da)批量生產(chan)，也適合(he)于小批量生產(chan)，更(geng)換(huan)品(pin)種僅需(xu)幾(ji)秒鐘時間，一(yi)個班(ban)更(geng)換(huan)10多個品(pin)種沒(mei)有(you)困(kun)難。
8. 特殊(shu)材料(liao)加熱時，可以通保(bao)護(hu)氣體，進行無氧化(hua)加熱。
低頻率感(gan)應(ying)加熱(re)爐(lu)也(ye)可(ke)以(yi)帶保(bao)護(hu)氣(qi)體工作，不(bu)過由于爐(lu)內(nei)空(kong)間間隙(xi)很小，并(bing)且(qie)按(an)照在感(gan)應(ying)線(xian)圈內(nei)的(de)加熱(re)條件可(ke)以(yi)肯定在如此短(duan)的(de)加熱(re)時間內(nei)，實(shi)際上(shang)不(bu)銹鋼等坯料(liao)并(bing)不(bu)會產生氧化鐵皮；準確的(de)溫度測量(liang)可(ke)以(yi)減(jian)少廢次品；可(ke)以(yi)說復雜(za)斷(duan)面型材的(de)生產，也(ye)首先(xian)是(shi)采用了感(gan)應(ying)加熱(re)之后(hou)才能夠進行連續生產的(de)。
一、 坯(pi)料感應加熱的基(ji)礎
坯(pi)料(liao)進入感(gan)應(ying)加熱爐進行加熱時，首先向(xiang)感(gan)應(ying)線圈(quan)通入交變(bian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，線圈(quan)即產生交變(bian)磁場，處于(yu)交變(bian)磁場中(zhong)的(de)坯(pi)料(liao)則產生感(gan)應(ying)電(dian)(dian)(dian)流(liu)（渦電(dian)(dian)(dian)流(liu)），根據感(gan)應(ying)加熱時的(de)電(dian)(dian)(dian)熱轉換定律（焦耳(er)一楞茨定律），坯(pi)料(liao)中(zhong)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)按(an)下列(lie)公式轉變(bian)為熱能(neng)，從(cong)而加熱坯(pi)料(liao)。
Q=12R(J) （8-1)
采用感應(ying)加(jia)熱(re)爐加(jia)熱(re)坯(pi)料時的(de)電熱(re)轉(zhuan)換效率一般有(you)以下(xia)情況：
1. 隨著(zhu)坯料(liao)直(zhi)徑的(de)(de)增(zeng)大(da)，電(dian)熱轉換效率(lv)提高，每(mei)一度(du)電(dian)加(jia)(jia)熱的(de)(de)坯料(liao)產量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)。相反(fan)，隨著(zhu)坯料(liao)直(zhi)徑的(de)(de)減小，電(dian)熱轉換效率(lv)降(jiang)低(di)，每(mei)一度(du)電(dian)加(jia)(jia)熱的(de)(de)坯料(liao)產量(liang)降(jiang)低(di)。
2. 當坯(pi)料的直(zhi)徑不變(bian)時，頻率(lv)增加，熱效率(lv)提高(gao)。
3. 從坯料感應加熱的熱效(xiao)率考量，有(you)資(zi)料推薦不同直徑的坯料的最佳頻率可按表8-12選擇(ze)。
在權衡了熱效(xiao)率和變頻設備兩個因素之(zhi)后認(ren)為(wei)，坯料直徑中＞150mm時，采(cai)(cai)用工頻較為(wei)有(you)利(li)。但(dan)有(you)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管廠(chang)家，如(ru)英國的(de)(de)勞·莫(mo)爾(er)公司，甚至對于直徑為(wei)100mm的(de)(de)坯料也采(cai)(cai)用工頻加熱。根(gen)據(ju)尼(ni)科(ke)波爾(er)南方不(bu)銹鋼(gang)管廠(chang)的(de)(de)經驗認(ren)為(wei)，如(ru)果產品大綱中有(you)70%~100%的(de)(de)坯料直徑Φ>125mm,則必須(xu)采(cai)(cai)用工頻感(gan)應加熱爐。
二、坯料感應加(jia)熱爐的結構
坯料感應加熱爐的結構包括：
1. 線圈(quan)(quan)組由(you)特(te)殊(shu)斷(duan)面(mian)的紫(zi)銅管線（矩形(xing)(xing)、橢圓形(xing)(xing)、偏(pian)心）繞成，并固定(ding)在磁性(xing)硅鋼片共軛結構的基(ji)礎(chu)上(shang)，線圈(quan)(quan)通電(dian)后形(xing)(xing)成閉(bi)路(lu)磁場，可避免在鋼基(ji)礎(chu)上(shang)形(xing)(xing)成大的渦流。
2. 為了(le)使沿坯料長度方向上磁場具有均一性，在線(xian)圈的端部設有附加繞(rao)組，作為線(xian)圈兩端部的補(bu)償(chang)線(xian)圈。
3. 感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)是帶有(you)高(gao)溫絕緣的(de)(de)單層(ceng)(ceng)多匝線(xian)圈(quan)(quan)，在(zai)線(xian)圈(quan)(quan)內(nei)層(ceng)(ceng)有(you)一個(ge)用耐(nai)熱(re)合金(jin)制(zhi)成的(de)(de)帶有(you)防(fang)止(zhi)冷(leng)熱(re)變形的(de)(de)耐(nai)熱(re)鋼(gang)制(zhi)襯套(tao)；而(er)在(zai)耐(nai)熱(re)鋼(gang)襯套(tao)和(he)感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)之間還有(you)一個(ge)耐(nai)火高(gao)溫陶瓷襯套(tao)，以防(fang)止(zhi)熱(re)量散(san)失、線(xian)圈(quan)(quan)吸(xi)熱(re)以及感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)的(de)(de)絕緣被損壞。
4. 感應線圈的(de)頂部是密(mi)封的(de)，以(yi)減少氧(yang)氣的(de)進入，或便于輸送惰性氣體，進行特殊材(cai)料(liao)的(de)無(wu)氧(yang)化加熱。
5. 感(gan)應(ying)線(xian)圈通(tong)電(dian)工作時，必須通(tong)水冷卻(que)，水壓為304~507kPa(約(yue)3~5個大氣壓）。進口水溫(wen)度不應(ying)高于25℃,出口水溫(wen)度應(ying)在60℃以下，應(ying)是清潔無雜(za)質(zhi)的水或軟化(hua)水，以防線(xian)圈冷卻(que)孔(kong)堵塞。
6. 在(zai)感應(ying)線(xian)圈的(de)線(xian)匝(za)間(jian)留有坯(pi)(pi)(pi)料(liao)的(de)測(ce)量孔(kong)和觀(guan)察孔(kong)，并(bing)設有輻(fu)射高溫計（或光電高溫計、紅外線(xian)測(ce)溫儀）和時間(jian)調整器，以便測(ce)量坯(pi)(pi)(pi)料(liao)溫度和調整坯(pi)(pi)(pi)料(liao)的(de)加熱制度。為了測(ce)量溫度的(de)準確性(xing)，坯(pi)(pi)(pi)料(liao)上的(de)測(ce)溫點處(chu)通氮氣保護，且在(zai)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)進(jin)爐前，測(ce)溫點不應(ying)有氧化鐵皮及黏附物。
7. 感應(ying)線圈(quan)沿(yan)長度方向上(shang)設(she)有抽頭，以便按(an)照坯料的(de)(de)長短調節感應(ying)線圈(quan)的(de)(de)有效長度。
8. 感應加(jia)熱(re)爐(lu)內(nei)還設(she)有滑塊裝置，用于爐(lu)內(nei)坯(pi)料放置中(zhong)心線的調整。
9. 每一個感應加熱(re)線圈由降(jiang)壓(ya)變壓(ya)器(qi)和按(an)鈕選擇開關提供所需的功率(lv)。
10. 為了提高功率(lv)因數(shu)和(he)調(diao)節頻率(lv)，還(huan)設有電容(rong)器組(zu)。
11. 也(ye)可(ke)以用感應線圈(quan)端部(bu)的補償電容，或(huo)線圈(quan)組電壓的分(fen)段控制來進行端部(bu)補償，減(jian)小(xiao)坯料的軸向溫差。
圖8-4所示為帶(dai)有端部補(bu)償電容的立式(shi)工(gong)頻感(gan)應(ying)加熱爐的電氣原理圖。
近(jin)年來，由于(yu)電氣技(ji)術(shu)裝(zhuang)備的進(jin)步(bu)和電子控制技(ji)術(shu)的發展，感(gan)應加(jia)熱技(ji)術(shu)也(ye)有了(le)很大(da)的提高。工頻(pin)感(gan)應加(jia)熱爐上也(ye)引進(jin)了(le)許多新的技(ji)術(shu)和裝(zhuang)備，使擠壓不銹鋼坯料的感(gan)應加(jia)熱爐和再(zai)加(jia)熱爐具(ju)有更高的現代化技(ji)術(shu)水(shui)平和裝(zhuang)備水(shui)平。
