用于擠壓坯料感應加熱的加熱爐和再加熱爐有立式和臥式之分。一般認為，當擠壓生產的產品為高合金鋼材料時，采用立式感應加熱爐；而當擠壓生產的產品為碳鋼和低合金材料時，采用臥式感應加熱爐。但實際情況是，這種以擠壓產品材料的種類來選擇坯料感應加熱爐的形式并沒有嚴格的界限，實際生產中更多的是根據不同形式感應加熱爐的特點和生產現場的實際需要進行選擇，也有在一個擠壓車間內選擇兩者并用的形式。
一(yi)、臥式感應加熱爐(lu)
臥(wo)式感(gan)應(ying)加熱爐(lu)分為放(fang)置(zhi)一個(ge)(ge)坯料的(de)(de)、帶有水冷封(feng)口和補償磁場的(de)(de)臥(wo)式感(gan)應(ying)加熱爐(lu)和可(ke)連續(xu)通過多個(ge)(ge)坯料的(de)(de)臥(wo)式感(gan)應(ying)加熱爐(lu)兩(liang)種(zhong)。
英國的工頻感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)(lu)制造公司(si)，為大(da)量生產(chan)碳素鋼和低合金(jin)鋼制品的31MN(3100t)擠壓機生產(chan)線(xian)裝備了2座臥式連續通過的坯(pi)料感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)(lu)（圖8-5),年產(chan)量達(da)10萬噸／年。每(mei)組感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)(lu)裝備2條平行的作業(ye)線(xian)，每(mei)條作業(ye)線(xian)上布(bu)置3個感應(ying)器，并在每(mei)個加(jia)(jia)熱(re)室內都帶有防止(zhi)坯(pi)料前端(duan)被冷卻的硅(gui)合金(jin)加(jia)(jia)熱(re)器。
圖8-6所示為放置一個坯(pi)料、帶有專門(men)的水(shui)冷(leng)塞(sai)子，以(yi)便(bian)補償磁場的臥式感應器(qi)。這種(zhong)感應器(qi)被認(ren)為是在(zai)工頻感應加(jia)熱(re)爐中，可以(yi)消除(chu)加(jia)熱(re)坯(pi)料縱向不均勻成應加(jia)熱(re)爐。
美國Amerex擠壓不銹(xiu)鋼管廠(chang)，25MN(2500t)臥式擠壓機生產的產品為不(bu)銹鋼管和各種型材，年產量3萬噸，采用的臥式工頻感應加熱爐和再加熱爐的性能見表8-13.
二、立式感應加熱爐
近代(dai)擠壓車間中，穿孔機(ji)前和擠壓機(ji)前坯料的加熱(re)和再加熱(re)，更多地選擇了立式感應(ying)加熱(re)爐，而且普遍采用的都(dou)是工頻感應(ying)加熱(re)爐和再加熱(re)爐。立式工頻感應(ying)加熱(re)爐如圖8-7所示。
但也有(you)資料(liao)推薦，對于再(zai)加(jia)熱(re)爐(lu)應(ying)選擇(ze)采用高(gao)頻感應(ying)再(zai)加(jia)熱(re)爐(lu)更為(wei)合理(li)。這(zhe)是因(yin)為(wei)對直徑相(xiang)同的(de)(de)坯(pi)料(liao)，隨著頻率(lv)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，電熱(re)轉換時(shi)的(de)(de)熱(re)效率(lv)提高(gao)。另外(wai)，坯(pi)料(liao)經穿孔后，空心坯(pi)內表(biao)(biao)面的(de)(de)溫(wen)度(du)要比外(wai)表(biao)(biao)面高(gao)出50~150℃,再(zai)加(jia)上坯(pi)料(liao)運輸過程會造成(cheng)內外(wai)表(biao)(biao)面溫(wen)差(cha)加(jia)大；而感應(ying)線圈(quan)通電后在坯(pi)料(liao)表(biao)(biao)面產生的(de)(de)最大感應(ying)電流引(yin)起坯(pi)料(liao)加(jia)熱(re)的(de)(de)透熱(re)深(shen)度(du)值與電流的(de)(de)頻率(lv)成(cheng)反比，即頻率(lv)越高(gao)，透熱(re)深(shen)度(du)越淺，從而達到了均(jun)衡坯(pi)料(liao)內外(wai)表(biao)(biao)面溫(wen)差(cha)的(de)(de)目的(de)(de)。因(yin)此，對于穿孔后坯(pi)料(liao)的(de)(de)再(zai)加(jia)熱(re)采用高(gao)頻加(jia)熱(re)更為(wei)有(you)利。
下面將(jiang)介紹幾個(ge)擠壓不銹鋼管廠所(suo)配備(bei)的立式(shi)工頻(pin)感應加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)和(he)再加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)。
1. 尼科波爾南方不(bu)銹鋼管廠再加熱爐
尼科波爾南(nan)方不銹鋼管(guan)廠(chang)立式感應(ying)再加熱爐性能見表8-14.
尼科波爾南方不銹鋼管廠具有6座立式(shi)工頻感應再加(jia)熱爐，最大小時產量為80t/h,其也用于(yu)經預鉆孔(kong)后空心坯從(cong)室(shi)溫直接(jie)加(jia)熱到設定的擠壓溫度。
50MN(5000t)擠壓機組配置(zhi)的(de)(de)立式再加熱爐用于碳鋼、低合金鋼和不銹鋼空心坯的(de)(de)再加熱，其技術特性(xing)如下(xia)：
圖8-8所示(shi)為П?ви ЗHджиHPиHT 制造的帶有立(li)式感(gan)應器的工頻感(gan)應加(jia)熱(re)爐示(shi)意圖。
感應器和坯料(liao)之間的間隙為100mm,平時用外罩蓋(gai)上；當采用保護氣(qi)體時，能夠密封(feng)。
用(yong)改(gai)變坯(pi)料(liao)的運動速(su)度或者周期性地接(jie)通(tong)、切斷功率(lv)，來實現坯(pi)料(liao)在(zai)臥(wo)式或立(li)式感(gan)應加熱(re)時(shi)加熱(re)溫度的調整(zheng)；用(yong)速(su)度可(ke)調的液壓頂鋼機實現坯(pi)料(liao)在(zai)爐(lu)內的運動或定(ding)位。
對著感應器線匝(za)線圈之間的(de)孔內(nei)安裝(zhuang)輻射高(gao)(gao)溫(wen)計或光電(dian)高(gao)(gao)溫(wen)計來測(ce)量坯料的(de)溫(wen)度。
20MN(2000t)管(guan)型材擠壓機的(de)擠壓生產(chan)線上配置的(de)臥式工頻(pin)感(gan)(gan)應(ying)加熱(re)爐(lu)和立式工頻(pin)感(gan)(gan)應(ying)再加熱(re)爐(lu)的(de)技術特(te)性列于表8-15.
臥式和立式感應爐用于加熱和再加熱碳鋼、合金鋼和不(bu)銹鋼。臥式感應加熱爐由3個依次放置的感應器和一個均熱室組成。感應器之間50~75mm的距離由外殼密封，這樣封閉了工作空間，并為采用保護氣體提供了可能性。坯料由推鋼機推過感應器。均熱室采用電阻元件（硅合金）加熱，功率為80kW,坯料的出爐采用專門的夾鉗機構。
立式工頻感(gan)應(ying)(ying)再(zai)加(jia)熱(re)爐將(jiang)坯(pi)料從(cong)900℃再(zai)加(jia)熱(re)到(dao)1250℃.空心坯(pi)沿(yan)分配輥道(dao)被送(song)向感(gan)應(ying)(ying)器(qi)后被擋板停住(zhu)，然后被推(tui)料機(ji)推(tui)到(dao)底板上，轉到(dao)垂直位(wei)置并(bing)提升到(dao)感(gan)應(ying)(ying)器(qi)的(de)線圈中，推(tui)料機(ji)從(cong)下部(bu)封閉感(gan)應(ying)(ying)器(qi)后接通電源(yuan)。加(jia)熱(re)后推(tui)鋼機(ji)與空心坯(pi)料一起下降(jiang)，底板將(jiang)空心坯(pi)轉至水平位(wei)置，并(bing)將(jiang)其拋到(dao)輥道(dao)上。
在(zai)每一(yi)個感應(ying)器上(shang)都設有縱向的槽(cao)，用于使(shi)用專門的光學高溫計測量坯(pi)料的溫度(du)，測量結果會被顯示在(zai)控制臺上(shang)，達(da)到指(zhi)定的溫度(du)時斷開輸入電壓。
為(wei)了(le)改變(bian)加熱制度(du)，輸入功(gong)率可(ke)以比額定電壓(ya)減小50%。
2. 德國CG6689 工頻感應(ying)加熱爐
CG6689 工頻感應加熱爐的特點如下(xia)：
a. 感(gan)應(ying)(ying)線圈有特殊結(jie)構(gou)(gou)的(de)耐高(gao)溫混凝土套筒爐襯保護（圖(tu)8-9所示為CG6689工(gong)頻感(gan)應(ying)(ying)加熱爐感(gan)應(ying)(ying)器的(de)斷面結(jie)構(gou)(gou)）。
b. 感(gan)應線圈上設置了輻射高溫計(ji)測(ce)溫裝置，測(ce)量鋼坯的(de)(de)表(biao)面溫度，并能實現感(gan)應爐溫度控(kong)制(zhi)的(de)(de)自(zi)動(dong)化(hua)。
c. 設計了使鋼坯上下端(duan)溫(wen)度接近一致的端(duan)頭補償(chang)裝置。
d. 線(xian)圈上設(she)置了(le)較靈敏的(de)接(jie)地(di)漏(lou)電(dian)繼電(dian)器(qi)，保證(zheng)了(le)感應爐的(de)正常通電(dian)運(yun)行。當整(zheng)個線(xian)路上有漏(lou)電(dian)或短(duan)路時，能立即切斷主電(dian)源，防止了(le)接(jie)地(di)漏(lou)電(dian)或線(xian)路短(duan)路而(er)出現的(de)故障。
e. 控制線路上設(she)置了無功(gong)功(gong)率繼電(dian)器，使爐(lu)子的(de)功(gong)率因數能自動(dong)的(de)調(diao)節到1.0。
CG6689 工(gong)頻感(gan)應(ying)加熱(re)爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)橫斷面(mian)結構(gou)：CG6689工(gong)頻感(gan)應(ying)加熱(re)爐(lu)(lu)與(yu)3150t臥式管棒型材擠壓機相(xiang)匹配，可加熱(re)4種(zhong)規(gui)格的(de)(de)(de)坯料(liao)（Φ350mm、Φ290mm、Φ254mm、φ214mm),相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)，該感(gan)應(ying)加熱(re)爐(lu)(lu)也(ye)有4個系列的(de)(de)(de)感(gan)應(ying)器(qi)（表8-16)。從一種(zhong)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)坯料(liao)更換成另一種(zhong)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)坯料(liao)時，需對爐(lu)(lu)子進行(xing)調整(zheng)，而且需要更換感(gan)應(ying)器(qi)。
表8-16為CG6689工頻感(gan)應加熱爐的線圈系列及橫斷(duan)面結(jie)構尺寸。
圖8-10所示為(wei)10MN(1000t)立(li)式(shi)(shi)穿（擴）機(ji)配(pei)套的帶有(you)端部(bu)補(bu)(bu)償的立(li)式(shi)(shi)工頻(pin)感(gan)應(ying)加熱(re)(re)爐(lu)的電氣原理，圖8-11所示為(wei)31.5MN(3150t)臥(wo)式(shi)(shi)擠(ji)壓機(ji)配(pei)套的帶有(you)端部(bu)補(bu)(bu)償的立(li)式(shi)(shi)工頻(pin)感(gan)應(ying)再加熱(re)(re)爐(lu)的電氣原理。
從圖(tu)8-10感(gan)應加熱爐的(de)(de)(de)供(gong)電(dian)系(xi)統圖(tu)看(kan)出，為(wei)(wei)了(le)增強線圈(quan)兩端的(de)(de)(de)功率，在線圈(quan)的(de)(de)(de)兩端各(ge)接上(shang)可調單(dan)(dan)相(xiang)干(gan)(gan)式變壓(ya)器的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)為(wei)(wei)105kV·A,可變電(dian)容(rong)器的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)為(wei)(wei)105kV·A;而圖(tu)8-11感(gan)應再加熱爐的(de)(de)(de)供(gong)電(dian)系(xi)統中各(ge)接上(shang)可調單(dan)(dan)相(xiang)干(gan)(gan)式變壓(ya)器的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)為(wei)(wei)75kV·A,可變電(dian)容(rong)器的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)為(wei)(wei)75kV·A。
工頻感應(ying)加熱爐(lu)和(he)再加熱爐(lu)的技術參(can)數列于表8-17.
