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(gang)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(sheng)產(chan)(chan)的需要還可以把低頻(pin)感(gan)應加熱(re)進(jin)一(yi)步擴大應用到100mm直徑(jing)的坯料上。因為在許多情況下，所擁有(you)(you)的效(xiao)益要比所增加的加熱(re)費用大得(de)多。實際生(sheng)產(chan)(chan)中有(you)(you)一(yi)系(xi)列的低頻(pin)感(gan)應加熱(re)爐就是(shi)在這種條(tiao)件下進(jin)行生(sheng)產(chan)(chan)的。
近(jin)年(nian)來，確實有一些重要的(de)因素促進(jin)了感應加熱(re)技術的(de)發展，這(zhe)些因素是：
1. 感應加(jia)熱(re)的每一支坯料(liao)都能(neng)準確地控制(zhi)加(jia)熱(re)溫度(du)，所(suo)有(you)的坯料(liao)都能(neng)被加(jia)熱(re)到(dao)相同的工藝溫度(du)，從而控制(zhi)了(le)擠壓產品的質量(liang)。
2. 低頻(pin)感應加熱爐(lu)具有(you)最(zui)好的條件來實現坯料的自(zi)動運送和擠(ji)壓機的半自(zi)動化(hua)或(huo)全盤自(zi)動化(hua)操作。
3. 使用感應(ying)加熱(re)爐時(shi)，鋼坯可以(yi)在幾分(fen)鐘內(nei)加熱(re)完畢(bi)，并且當車間停(ting)工或者檢查(cha)、更換(huan)工具時(shi)，不需開爐或保溫(wen)，大(da)大(da)降(jiang)低了能(neng)量和(he)勞動力的消耗，電能(neng)消耗的多少僅取(qu)決于(yu)加熱(re)坯料(liao)的數量。
4. 比一般(ban)形式加熱爐的維護費用少(shao)，更換線圈、耐火襯(chen)(chen)套(tao)和耐熱鋼襯(chen)(chen)套(tao)的時間(jian)少(shao)。
5. 操作(zuo)人員少，占地面積小。
6. 工作強(qiang)度低，勞(lao)動條件好。
7. 安排生產時具有(you)最(zui)大的靈活性，既適(shi)合于(yu)大批量生產，也適(shi)合于(yu)小批量生產，更(geng)換品種僅需幾秒鐘時間(jian)，一(yi)個班更(geng)換10多個品種沒有(you)困難(nan)。
8. 特殊(shu)材料加熱時，可以通保護(hu)氣(qi)體，進行無氧化加熱。
低頻率感(gan)應(ying)加熱爐也(ye)可(ke)(ke)以帶保護(hu)氣體工(gong)作(zuo)，不(bu)(bu)過(guo)由于爐內空間間隙很小，并且按照在感(gan)應(ying)線圈內的加熱條件(jian)可(ke)(ke)以肯定在如此短的加熱時間內，實際上不(bu)(bu)銹鋼等坯料并不(bu)(bu)會(hui)產生氧化鐵(tie)皮；準(zhun)確的溫度測量可(ke)(ke)以減少(shao)廢次品；可(ke)(ke)以說復(fu)雜斷面型材的生產，也(ye)首先(xian)是采用了感(gan)應(ying)加熱之后才能夠進行(xing)連續生產的。
一、 坯料感應加(jia)熱的基(ji)礎
坯(pi)(pi)料進(jin)入感應(ying)(ying)(ying)加(jia)熱(re)(re)爐進(jin)行加(jia)熱(re)(re)時，首先向感應(ying)(ying)(ying)線圈(quan)通入交變(bian)(bian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)，線圈(quan)即(ji)產(chan)生交變(bian)(bian)磁場，處(chu)于交變(bian)(bian)磁場中的(de)坯(pi)(pi)料則產(chan)生感應(ying)(ying)(ying)電(dian)(dian)流(liu)(liu)（渦電(dian)(dian)流(liu)(liu)），根(gen)據感應(ying)(ying)(ying)加(jia)熱(re)(re)時的(de)電(dian)(dian)熱(re)(re)轉(zhuan)換定律（焦(jiao)耳(er)一(yi)楞(leng)茨定律），坯(pi)(pi)料中的(de)電(dian)(dian)能(neng)按下列公式轉(zhuan)變(bian)(bian)為熱(re)(re)能(neng)，從而加(jia)熱(re)(re)坯(pi)(pi)料。
Q=12R(J) （8-1)
采(cai)用(yong)感應加(jia)熱(re)爐(lu)加(jia)熱(re)坯料(liao)時的電熱(re)轉換(huan)效率一般有(you)以(yi)下情(qing)況：
1. 隨著(zhu)坯料(liao)(liao)(liao)直(zhi)徑的增大，電(dian)熱(re)(re)轉換效(xiao)率提高，每一度(du)電(dian)加(jia)熱(re)(re)的坯料(liao)(liao)(liao)產量(liang)增加(jia)。相(xiang)反，隨著(zhu)坯料(liao)(liao)(liao)直(zhi)徑的減小，電(dian)熱(re)(re)轉換效(xiao)率降低，每一度(du)電(dian)加(jia)熱(re)(re)的坯料(liao)(liao)(liao)產量(liang)降低。
2. 當坯料(liao)的直徑不變時，頻(pin)率(lv)增加(jia)，熱效率(lv)提高。
3. 從坯料感應(ying)加熱的(de)熱效率考量(liang)，有資(zi)料推薦不同直徑的(de)坯料的(de)最佳頻率可按表8-12選擇。
在(zai)權衡了熱效率和變頻設備兩個因素(su)之后認為(wei)，坯(pi)料直徑(jing)中＞150mm時，采(cai)用工頻較為(wei)有利。但(dan)有的(de)不(bu)(bu)銹鋼管廠家(jia)，如英國的(de)勞·莫爾公司，甚(shen)至(zhi)對于直徑(jing)為(wei)100mm的(de)坯(pi)料也(ye)采(cai)用工頻加熱。根(gen)據尼科波爾南方不(bu)(bu)銹鋼管廠的(de)經驗認為(wei)，如果產品大綱中有70%~100%的(de)坯(pi)料直徑(jing)Φ>125mm,則(ze)必(bi)須采(cai)用工頻感應加熱爐。
二、坯料(liao)感應加(jia)熱爐的(de)結構
坯料感應加(jia)熱(re)爐(lu)的結構包(bao)括：
1. 線(xian)圈組由特殊斷面的紫銅管線(xian)（矩形(xing)、橢圓(yuan)形(xing)、偏(pian)心）繞成(cheng)(cheng)，并(bing)固定(ding)在磁性硅鋼片(pian)共軛(e)結構的基礎上(shang)，線(xian)圈通電(dian)后形(xing)成(cheng)(cheng)閉路磁場，可避免在鋼基礎上(shang)形(xing)成(cheng)(cheng)大的渦流。
2. 為了使沿(yan)坯(pi)料長度方(fang)向上(shang)磁(ci)場(chang)具有均(jun)一性，在線(xian)(xian)圈(quan)的端部設有附加繞組，作(zuo)為線(xian)(xian)圈(quan)兩(liang)端部的補償線(xian)(xian)圈(quan)。
3. 感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)是帶有高(gao)溫絕(jue)緣的單層多匝線(xian)(xian)圈(quan)，在(zai)線(xian)(xian)圈(quan)內層有一(yi)個(ge)用耐(nai)熱合(he)金(jin)制成的帶有防止冷熱變形的耐(nai)熱鋼制襯套；而在(zai)耐(nai)熱鋼襯套和感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)之間還有一(yi)個(ge)耐(nai)火高(gao)溫陶(tao)瓷襯套，以(yi)防止熱量散失、線(xian)(xian)圈(quan)吸熱以(yi)及感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)的絕(jue)緣被損(sun)壞。
4. 感(gan)應線圈的頂部是(shi)密封的，以減少(shao)氧氣(qi)的進入，或便(bian)于輸送(song)惰性氣(qi)體，進行特殊材(cai)料(liao)的無氧化加熱。
5. 感應(ying)(ying)(ying)線圈通電工作時(shi)，必須(xu)通水(shui)冷卻，水(shui)壓為304~507kPa(約3~5個大氣壓）。進口水(shui)溫度不應(ying)(ying)(ying)高于25℃,出(chu)口水(shui)溫度應(ying)(ying)(ying)在60℃以(yi)下，應(ying)(ying)(ying)是清潔無雜質的水(shui)或軟化水(shui)，以(yi)防(fang)線圈冷卻孔堵(du)塞(sai)。
6. 在感應(ying)線(xian)圈的(de)線(xian)匝間留有坯料的(de)測量孔(kong)和觀(guan)察孔(kong)，并設有輻(fu)射(she)高溫(wen)(wen)計（或光電高溫(wen)(wen)計、紅外線(xian)測溫(wen)(wen)儀）和時間調整(zheng)器，以便測量坯料溫(wen)(wen)度和調整(zheng)坯料的(de)加(jia)熱制度。為了測量溫(wen)(wen)度的(de)準確性，坯料上的(de)測溫(wen)(wen)點(dian)處通氮氣保護，且(qie)在坯料進爐(lu)前，測溫(wen)(wen)點(dian)不應(ying)有氧化鐵皮及黏附物。
7. 感應(ying)線圈沿長(chang)度方(fang)向上設有抽頭，以便按照坯料的(de)長(chang)短調節感應(ying)線圈的(de)有效長(chang)度。
8. 感應加(jia)熱(re)爐內(nei)還設有滑塊裝置，用(yong)于爐內(nei)坯料放置中心線的(de)調整(zheng)。
9. 每一個感應(ying)加熱線圈由降(jiang)壓(ya)變壓(ya)器和按鈕(niu)選擇(ze)開關提供(gong)所需的(de)功率。
10. 為了提(ti)高功率(lv)因數和調(diao)節(jie)頻率(lv)，還設(she)有電(dian)容器組。
11. 也(ye)可以用(yong)感應線圈(quan)端部的(de)補償電容(rong)，或線圈(quan)組電壓的(de)分段控制來進行端部補償，減小坯(pi)料(liao)的(de)軸向溫差。
圖(tu)8-4所示(shi)為帶有端部補償電容(rong)的立式工頻感(gan)應(ying)加熱(re)爐(lu)的電氣原(yuan)理(li)圖(tu)。
近年(nian)來，由于(yu)電氣技(ji)(ji)術裝(zhuang)備的(de)(de)進步和(he)電子控制技(ji)(ji)術的(de)(de)發展，感(gan)應加熱(re)技(ji)(ji)術也有了(le)很大(da)的(de)(de)提高。工頻感(gan)應加熱(re)爐上也引進了(le)許多新的(de)(de)技(ji)(ji)術和(he)裝(zhuang)備，使擠壓不銹鋼(gang)坯(pi)料的(de)(de)感(gan)應加熱(re)爐和(he)再加熱(re)爐具有更(geng)高的(de)(de)現代(dai)化技(ji)(ji)術水平(ping)和(he)裝(zhuang)備水平(ping)。
