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(gen)據生(sheng)產的需要還可以把低(di)頻(pin)感應加熱(re)進一步擴大應用到(dao)100mm直徑的坯料(liao)上。因為在(zai)(zai)許(xu)多情(qing)況下，所擁有的效益(yi)要比所增加的加熱(re)費(fei)用大得多。實際生(sheng)產中(zhong)有一系列(lie)的低(di)頻(pin)感應加熱(re)爐(lu)就是在(zai)(zai)這(zhe)種條件下進行(xing)生(sheng)產的。
近年來，確實(shi)有一(yi)些(xie)重要的因素(su)促進了感應加熱技術的發展，這(zhe)些(xie)因素(su)是：
1. 感應加(jia)(jia)熱的每一支坯(pi)料都(dou)(dou)能準確地控制加(jia)(jia)熱溫度，所有(you)的坯(pi)料都(dou)(dou)能被(bei)加(jia)(jia)熱到相(xiang)同的工藝溫度，從(cong)而控制了擠壓產品的質量。
2. 低頻(pin)感應加熱爐具有(you)最好的(de)(de)(de)條(tiao)件來實現坯(pi)料的(de)(de)(de)自動(dong)運(yun)送(song)和擠壓機(ji)的(de)(de)(de)半自動(dong)化(hua)或全盤自動(dong)化(hua)操作。
3. 使(shi)用(yong)感應加熱(re)爐(lu)時，鋼(gang)坯可(ke)以(yi)在幾分(fen)鐘內加熱(re)完畢(bi)，并(bing)且當車間停工或者檢查、更換工具(ju)時，不需開爐(lu)或保(bao)溫，大大降低了(le)能量(liang)和勞動力(li)的(de)消耗，電能消耗的(de)多少僅取決(jue)于加熱(re)坯料的(de)數量(liang)。
4. 比(bi)一般形(xing)式加熱爐的(de)維護費用少，更換(huan)線圈(quan)、耐火襯套和(he)耐熱鋼襯套的(de)時間少。
5. 操作人員少，占地面積小。
6. 工作強(qiang)度低，勞動條件好。
7. 安排(pai)生產時具有(you)最大(da)的(de)靈活性，既適(shi)合(he)于大(da)批量生產，也適(shi)合(he)于小批量生產，更(geng)換品種僅需(xu)幾秒鐘時間，一個班更(geng)換10多個品種沒有(you)困難。
8. 特殊材料(liao)加熱(re)時，可以(yi)通保(bao)護氣體，進(jin)行(xing)無(wu)氧化加熱(re)。
低頻率(lv)感應加(jia)熱(re)(re)爐也可(ke)(ke)以(yi)帶保護氣(qi)體工作，不(bu)過由于爐內(nei)空間間隙很小，并且按照在(zai)感應線圈內(nei)的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)條件可(ke)(ke)以(yi)肯定在(zai)如此(ci)短的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)時間內(nei)，實際上(shang)不(bu)銹鋼等坯料并不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)氧(yang)化鐵皮；準確的(de)(de)溫度測量可(ke)(ke)以(yi)減少廢次品；可(ke)(ke)以(yi)說(shuo)復雜斷面型材(cai)的(de)(de)生(sheng)產(chan)，也首先是采用了感應加(jia)熱(re)(re)之后才能夠進行連續(xu)生(sheng)產(chan)的(de)(de)。
一、 坯(pi)料感應加(jia)熱的基礎
坯料(liao)(liao)進入感應加(jia)熱(re)(re)爐進行加(jia)熱(re)(re)時，首先(xian)向感應線圈(quan)通入交變電流，線圈(quan)即產生(sheng)交變磁場，處(chu)于(yu)交變磁場中(zhong)的坯料(liao)(liao)則產生(sheng)感應電流（渦電流），根據感應加(jia)熱(re)(re)時的電熱(re)(re)轉換定(ding)(ding)律(lv)（焦耳一楞茨定(ding)(ding)律(lv)），坯料(liao)(liao)中(zhong)的電能按下列(lie)公式(shi)轉變為熱(re)(re)能，從(cong)而(er)加(jia)熱(re)(re)坯料(liao)(liao)。
Q=12R(J) （8-1)
采(cai)用感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)爐加(jia)(jia)熱(re)坯料時的電熱(re)轉換效率一般(ban)有以下情(qing)況(kuang)：
1. 隨(sui)著坯料直徑的(de)增(zeng)大，電(dian)(dian)(dian)熱(re)轉換效(xiao)(xiao)率提(ti)高，每(mei)一度電(dian)(dian)(dian)加熱(re)的(de)坯料產(chan)(chan)量增(zeng)加。相(xiang)反，隨(sui)著坯料直徑的(de)減小，電(dian)(dian)(dian)熱(re)轉換效(xiao)(xiao)率降低(di)，每(mei)一度電(dian)(dian)(dian)加熱(re)的(de)坯料產(chan)(chan)量降低(di)。
2. 當坯料的直徑(jing)不變時，頻率(lv)增加，熱效率(lv)提高。
3. 從(cong)坯料感(gan)應加(jia)熱的(de)(de)熱效率(lv)考量，有資料推薦(jian)不同(tong)直徑的(de)(de)坯料的(de)(de)最佳頻率(lv)可按(an)表8-12選擇。
在權(quan)衡了(le)熱效率(lv)和變頻(pin)(pin)設備兩個因(yin)素之后認(ren)為，坯料直(zhi)(zhi)徑(jing)中＞150mm時，采(cai)用工(gong)頻(pin)(pin)較為有利。但有的(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼管廠家，如(ru)英國的(de)(de)(de)(de)(de)勞·莫爾公司，甚至對于直(zhi)(zhi)徑(jing)為100mm的(de)(de)(de)(de)(de)坯料也采(cai)用工(gong)頻(pin)(pin)加熱。根據尼科波爾南方不銹鋼管廠的(de)(de)(de)(de)(de)經驗認(ren)為，如(ru)果產品(pin)大綱中有70%~100%的(de)(de)(de)(de)(de)坯料直(zhi)(zhi)徑(jing)Φ>125mm,則必(bi)須采(cai)用工(gong)頻(pin)(pin)感應(ying)加熱爐。
二、坯料感應加(jia)熱爐的結(jie)構
坯料感應加(jia)熱爐的結(jie)構包括：
1. 線圈(quan)組由(you)特殊(shu)斷面的(de)紫銅管線（矩形、橢圓形、偏(pian)心）繞成(cheng)，并固定在磁(ci)性硅鋼片共軛(e)結構的(de)基(ji)礎上，線圈(quan)通(tong)電后(hou)形成(cheng)閉路磁(ci)場，可避免在鋼基(ji)礎上形成(cheng)大(da)的(de)渦(wo)流。
2. 為(wei)了使沿(yan)坯料(liao)長度方向上(shang)磁場(chang)具有均一(yi)性，在線(xian)圈(quan)的端(duan)部設有附(fu)加(jia)繞組(zu)，作為(wei)線(xian)圈(quan)兩端(duan)部的補(bu)償線(xian)圈(quan)。
3. 感應線(xian)(xian)(xian)圈是帶有(you)高溫絕緣(yuan)的單層多匝線(xian)(xian)(xian)圈，在(zai)線(xian)(xian)(xian)圈內層有(you)一(yi)個用耐(nai)熱(re)合金制成的帶有(you)防止冷熱(re)變形(xing)的耐(nai)熱(re)鋼(gang)制襯套；而(er)在(zai)耐(nai)熱(re)鋼(gang)襯套和感應線(xian)(xian)(xian)圈之(zhi)間還(huan)有(you)一(yi)個耐(nai)火高溫陶瓷襯套，以防止熱(re)量散失(shi)、線(xian)(xian)(xian)圈吸熱(re)以及感應線(xian)(xian)(xian)圈的絕緣(yuan)被(bei)損(sun)壞。
4. 感應(ying)線圈的(de)頂部是(shi)密封的(de)，以減少氧氣(qi)的(de)進入，或便于輸送惰性氣(qi)體，進行(xing)特(te)殊材料的(de)無氧化加熱。
5. 感(gan)應(ying)線圈通電工作時(shi)，必須(xu)通水(shui)(shui)(shui)冷卻(que)，水(shui)(shui)(shui)壓(ya)為304~507kPa(約(yue)3~5個大氣壓(ya)）。進口水(shui)(shui)(shui)溫(wen)度不(bu)應(ying)高(gao)于25℃,出口水(shui)(shui)(shui)溫(wen)度應(ying)在60℃以(yi)下，應(ying)是清潔(jie)無雜質的水(shui)(shui)(shui)或軟(ruan)化水(shui)(shui)(shui)，以(yi)防線圈冷卻(que)孔堵塞。
6. 在感(gan)應線圈的(de)線匝間(jian)留有坯料(liao)的(de)測(ce)量孔和(he)(he)觀察(cha)孔，并設(she)有輻射高溫(wen)(wen)(wen)計（或光(guang)電高溫(wen)(wen)(wen)計、紅外線測(ce)溫(wen)(wen)(wen)儀）和(he)(he)時間(jian)調(diao)整器，以便測(ce)量坯料(liao)溫(wen)(wen)(wen)度和(he)(he)調(diao)整坯料(liao)的(de)加(jia)熱制度。為了測(ce)量溫(wen)(wen)(wen)度的(de)準確性，坯料(liao)上的(de)測(ce)溫(wen)(wen)(wen)點處(chu)通(tong)氮氣保(bao)護，且在坯料(liao)進爐前，測(ce)溫(wen)(wen)(wen)點不應有氧化鐵皮及黏附物。
7. 感(gan)應線(xian)圈沿長(chang)度方向(xiang)上設有抽頭，以(yi)便按照坯料的長(chang)短調節感(gan)應線(xian)圈的有效長(chang)度。
8. 感應加(jia)熱(re)爐(lu)內還設有(you)滑(hua)塊(kuai)裝(zhuang)置(zhi)，用于爐(lu)內坯料放置(zhi)中心線的調(diao)整。
9. 每一個感應加熱線(xian)圈由降(jiang)壓(ya)變壓(ya)器(qi)和(he)按(an)鈕選擇開(kai)關提供所需的(de)功率(lv)。
10. 為了提高功率因數和調節頻率，還設有(you)電容器組。
11. 也可以用感(gan)應線圈端部(bu)的(de)補償(chang)電容，或線圈組(zu)電壓的(de)分段控(kong)制來進(jin)行端部(bu)補償(chang)，減(jian)小坯料的(de)軸向溫差。
圖(tu)8-4所示為(wei)帶有端部補償電容的立(li)式工(gong)頻感應加熱爐的電氣原(yuan)理圖(tu)。
近年來，由于電氣技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)裝(zhuang)備的(de)進(jin)步和電子控制技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發展，感應(ying)加(jia)(jia)熱技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)也有了很大的(de)提高(gao)。工(gong)頻感應(ying)加(jia)(jia)熱爐上也引(yin)進(jin)了許多新的(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)和裝(zhuang)備，使擠壓不銹(xiu)鋼坯料的(de)感應(ying)加(jia)(jia)熱爐和再(zai)加(jia)(jia)熱爐具有更高(gao)的(de)現代化技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)水平和裝(zhuang)備水平。
