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(guo)，根據(ju)生(sheng)產(chan)的(de)需要還可以把(ba)低頻(pin)(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱進(jin)一步擴大應(ying)用到100mm直徑的(de)坯(pi)料上。因為在許多情況下(xia)，所擁有的(de)效益(yi)要比所增加(jia)的(de)加(jia)熱費用大得(de)多。實(shi)際生(sheng)產(chan)中有一系列的(de)低頻(pin)(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱爐(lu)就是在這(zhe)種條件下(xia)進(jin)行生(sheng)產(chan)的(de)。
近(jin)年來，確實(shi)有一些(xie)重要(yao)的因素(su)促進(jin)了感應加熱(re)技術的發展，這些(xie)因素(su)是(shi)：
1. 感應加熱的(de)每一支坯料都能(neng)準(zhun)確地(di)控制加熱溫度(du)，所有的(de)坯料都能(neng)被加熱到相同的(de)工藝溫度(du)，從(cong)而控制了(le)擠壓(ya)產品的(de)質量。
2. 低頻(pin)感應(ying)加(jia)熱(re)爐具有最(zui)好的(de)條件來實現坯(pi)料的(de)自(zi)動運送和(he)擠(ji)壓(ya)機的(de)半自(zi)動化或全盤自(zi)動化操作。
3. 使用(yong)感(gan)應加(jia)熱爐時，鋼坯可以在幾分鐘內加(jia)熱完畢，并且當車間停工或者檢查、更換(huan)工具時，不需(xu)開爐或保溫，大(da)大(da)降低了能量和勞動力(li)的消(xiao)耗，電能消(xiao)耗的多少(shao)僅取(qu)決(jue)于加(jia)熱坯料的數(shu)量。
4. 比一般形(xing)式加熱爐的(de)維護費用(yong)少(shao)，更換線圈、耐火襯套和耐熱鋼襯套的(de)時(shi)間少(shao)。
5. 操作(zuo)人員(yuan)少，占地(di)面積小。
6. 工作(zuo)強度低，勞動(dong)條件好。
7. 安(an)排生產(chan)時具有最大的靈活(huo)性(xing)，既適合(he)(he)于(yu)大批量生產(chan)，也適合(he)(he)于(yu)小批量生產(chan)，更(geng)換(huan)(huan)品種僅需幾秒鐘時間，一(yi)個班(ban)更(geng)換(huan)(huan)10多個品種沒有困難(nan)。
8. 特(te)殊材料(liao)加(jia)熱(re)時，可以通保護(hu)氣體，進行無氧(yang)化加(jia)熱(re)。
低頻率感(gan)(gan)應加熱(re)爐(lu)也可(ke)(ke)以(yi)帶保護氣體工作，不(bu)過由于爐(lu)內空間(jian)(jian)間(jian)(jian)隙很小，并且(qie)按照(zhao)在(zai)(zai)感(gan)(gan)應線圈內的(de)(de)加熱(re)條件(jian)可(ke)(ke)以(yi)肯定在(zai)(zai)如此短的(de)(de)加熱(re)時間(jian)(jian)內，實(shi)際上不(bu)銹鋼等(deng)坯料并不(bu)會產(chan)生(sheng)氧化鐵皮；準確的(de)(de)溫(wen)度測量可(ke)(ke)以(yi)減(jian)少廢次品；可(ke)(ke)以(yi)說復(fu)雜斷面(mian)型材的(de)(de)生(sheng)產(chan)，也首先是采用了感(gan)(gan)應加熱(re)之(zhi)后才能(neng)夠進行連續生(sheng)產(chan)的(de)(de)。
一、 坯料(liao)感應加熱的基礎(chu)
坯料(liao)進入感應加(jia)熱(re)(re)爐進行(xing)加(jia)熱(re)(re)時(shi)，首先(xian)向感應線圈通入交變(bian)電流，線圈即產(chan)生(sheng)交變(bian)磁(ci)場，處于交變(bian)磁(ci)場中的(de)坯料(liao)則產(chan)生(sheng)感應電流（渦電流），根據感應加(jia)熱(re)(re)時(shi)的(de)電熱(re)(re)轉換定律（焦耳一(yi)楞茨(ci)定律），坯料(liao)中的(de)電能按下列公式轉變(bian)為熱(re)(re)能，從而加(jia)熱(re)(re)坯料(liao)。
Q=12R(J) （8-1)
采用感應加(jia)(jia)熱(re)爐加(jia)(jia)熱(re)坯料時(shi)的電熱(re)轉換效率一般(ban)有以下情況：
1. 隨著坯(pi)料(liao)直徑(jing)(jing)的增大，電熱轉換(huan)效率(lv)提高，每一度(du)電加熱的坯(pi)料(liao)產(chan)量增加。相(xiang)反，隨著坯(pi)料(liao)直徑(jing)(jing)的減小，電熱轉換(huan)效率(lv)降(jiang)(jiang)低(di)，每一度(du)電加熱的坯(pi)料(liao)產(chan)量降(jiang)(jiang)低(di)。
2. 當坯料的(de)直徑(jing)不變(bian)時，頻率增(zeng)加，熱效率提高。
3. 從坯(pi)料(liao)感應(ying)加(jia)熱的(de)(de)熱效率考量，有資(zi)料(liao)推薦不(bu)同(tong)直徑(jing)的(de)(de)坯(pi)料(liao)的(de)(de)最(zui)佳頻率可(ke)按表8-12選擇(ze)。
在權衡了熱效(xiao)率和變頻(pin)設(she)備兩個因素之后認(ren)為(wei)，坯料直(zhi)徑(jing)中＞150mm時，采(cai)用工(gong)頻(pin)較(jiao)為(wei)有(you)(you)利(li)。但有(you)(you)的(de)不銹鋼管(guan)廠家(jia)，如(ru)英國的(de)勞·莫爾(er)公司(si)，甚至對于直(zhi)徑(jing)為(wei)100mm的(de)坯料也采(cai)用工(gong)頻(pin)加熱。根據(ju)尼(ni)科波爾(er)南方不銹鋼管(guan)廠的(de)經(jing)驗(yan)認(ren)為(wei)，如(ru)果產品大綱中有(you)(you)70%~100%的(de)坯料直(zhi)徑(jing)Φ>125mm,則必(bi)須采(cai)用工(gong)頻(pin)感(gan)應加熱爐(lu)。
二、坯(pi)料感應加(jia)熱爐的(de)結構(gou)
坯料(liao)感應(ying)加熱爐的結構包括：
1. 線圈(quan)組由(you)特殊斷面的(de)紫銅管線（矩形、橢(tuo)圓形、偏(pian)心）繞成(cheng)(cheng)，并固(gu)定在磁(ci)性硅鋼片共軛結(jie)構的(de)基(ji)礎上，線圈(quan)通電后(hou)形成(cheng)(cheng)閉路磁(ci)場，可避(bi)免在鋼基(ji)礎上形成(cheng)(cheng)大的(de)渦流(liu)。
2. 為了使(shi)沿坯料長度方向上磁場(chang)具有均(jun)一性，在線(xian)圈(quan)的端部(bu)設有附(fu)加繞組，作為線(xian)圈(quan)兩端部(bu)的補償線(xian)圈(quan)。
3. 感(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈是帶有高溫絕緣的單(dan)層(ceng)多匝線(xian)(xian)圈，在線(xian)(xian)圈內層(ceng)有一個用耐熱(re)(re)(re)合金制(zhi)成的帶有防止(zhi)冷熱(re)(re)(re)變形的耐熱(re)(re)(re)鋼制(zhi)襯(chen)套；而在耐熱(re)(re)(re)鋼襯(chen)套和(he)感(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈之間還有一個耐火高溫陶瓷襯(chen)套，以防止(zhi)熱(re)(re)(re)量散失、線(xian)(xian)圈吸熱(re)(re)(re)以及感(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈的絕緣被損壞。
4. 感應線圈的頂部是密封的，以減少氧(yang)氣的進入，或(huo)便于(yu)輸送惰性氣體(ti)，進行特殊材料的無氧(yang)化加熱。
5. 感(gan)應(ying)線(xian)圈通電工作時，必(bi)須通水(shui)(shui)冷卻，水(shui)(shui)壓為304~507kPa(約3~5個大氣壓）。進(jin)口水(shui)(shui)溫度(du)不(bu)應(ying)高(gao)于25℃,出口水(shui)(shui)溫度(du)應(ying)在60℃以下(xia)，應(ying)是清潔無雜質的水(shui)(shui)或(huo)軟化水(shui)(shui)，以防線(xian)圈冷卻孔堵塞。
6. 在感應線圈(quan)的(de)線匝(za)間留有坯料(liao)的(de)測(ce)(ce)量(liang)孔和觀察孔，并(bing)設有輻射(she)高溫(wen)計(ji)(ji)（或光(guang)電高溫(wen)計(ji)(ji)、紅外(wai)線測(ce)(ce)溫(wen)儀）和時間調整器，以便測(ce)(ce)量(liang)坯料(liao)溫(wen)度和調整坯料(liao)的(de)加(jia)熱(re)制度。為了測(ce)(ce)量(liang)溫(wen)度的(de)準確性(xing)，坯料(liao)上的(de)測(ce)(ce)溫(wen)點(dian)處通氮(dan)氣保(bao)護，且在坯料(liao)進爐前，測(ce)(ce)溫(wen)點(dian)不(bu)應有氧化鐵皮及黏附(fu)物。
7. 感應線圈沿長度(du)方向(xiang)上設有抽(chou)頭，以便按照坯料的長短調節感應線圈的有效長度(du)。
8. 感應加(jia)熱爐內還設有滑塊裝置(zhi)，用于爐內坯(pi)料放置(zhi)中心線的(de)調(diao)整。
9. 每一個感應加熱線(xian)圈由降(jiang)壓變壓器和(he)按鈕選擇開關提供所需的功率。
10. 為了提高功(gong)率(lv)因數和調節頻率(lv)，還(huan)設有電容器組。
11. 也(ye)可以(yi)用感應線圈端部(bu)的(de)(de)補償(chang)電容，或線圈組電壓(ya)的(de)(de)分(fen)段控制(zhi)來進行(xing)端部(bu)補償(chang)，減小(xiao)坯料的(de)(de)軸向(xiang)溫(wen)差。
圖(tu)8-4所示為帶有端部補(bu)償電容的立式工頻感應加熱爐的電氣原理圖(tu)。
近年來，由于電氣技術(shu)(shu)裝備的(de)進(jin)步(bu)和電子控制技術(shu)(shu)的(de)發展，感應加熱(re)技術(shu)(shu)也(ye)有了很(hen)大的(de)提高(gao)。工頻感應加熱(re)爐(lu)上(shang)也(ye)引進(jin)了許多(duo)新的(de)技術(shu)(shu)和裝備，使擠壓不(bu)銹鋼坯料的(de)感應加熱(re)爐(lu)和再加熱(re)爐(lu)具有更(geng)高(gao)的(de)現代化(hua)技術(shu)(shu)水平和裝備水平。
