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(guan)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(guo)，根據生(sheng)(sheng)產的(de)需(xu)要還可以把(ba)低(di)(di)頻(pin)感(gan)應加熱(re)進一(yi)步擴(kuo)大(da)應用(yong)到100mm直徑(jing)的(de)坯料(liao)上。因(yin)為在許(xu)多(duo)情況下，所擁有的(de)效益(yi)要比所增加的(de)加熱(re)費用(yong)大(da)得(de)多(duo)。實際(ji)生(sheng)(sheng)產中有一(yi)系列的(de)低(di)(di)頻(pin)感(gan)應加熱(re)爐(lu)就是在這種條(tiao)件下進行生(sheng)(sheng)產的(de)。
近年(nian)來，確實有一些(xie)重要的(de)因(yin)素促(cu)進了感應加熱(re)技術的(de)發展，這些(xie)因(yin)素是：
1. 感應加熱的(de)每一支坯(pi)料都能準(zhun)確地控制加熱溫度，所有的(de)坯(pi)料都能被加熱到相同的(de)工藝溫度，從而控制了擠壓產品的(de)質量。
2. 低(di)頻感(gan)應加熱(re)爐具有(you)最(zui)好的條(tiao)件(jian)來實現坯料的自動運送和擠壓機的半自動化或全盤自動化操作(zuo)。
3. 使用(yong)感應(ying)加(jia)熱(re)爐時，鋼坯(pi)可(ke)以在(zai)幾分鐘內加(jia)熱(re)完畢，并且當車間停工或(huo)者檢(jian)查、更換(huan)工具時，不(bu)需開爐或(huo)保溫，大(da)大(da)降(jiang)低了(le)能量和勞(lao)動(dong)力的消耗(hao)，電(dian)能消耗(hao)的多少僅取決(jue)于加(jia)熱(re)坯(pi)料的數量。
4. 比一般形式加熱爐的維護(hu)費用少，更(geng)換(huan)線圈、耐火襯套(tao)和耐熱鋼(gang)襯套(tao)的時(shi)間少。
5. 操作人員少，占地面積小。
6. 工作強度低，勞動(dong)條(tiao)件好。
7. 安排生(sheng)(sheng)產(chan)時(shi)具有最大(da)的靈(ling)活性(xing)，既適合(he)于(yu)大(da)批(pi)量生(sheng)(sheng)產(chan)，也(ye)適合(he)于(yu)小批(pi)量生(sheng)(sheng)產(chan)，更換(huan)品(pin)種(zhong)僅需幾秒鐘時(shi)間，一(yi)個班更換(huan)10多個品(pin)種(zhong)沒有困難。
8. 特殊材料加熱時，可以通保護(hu)氣體，進行無氧(yang)化加熱。
低頻率(lv)感(gan)應(ying)(ying)加熱爐(lu)也(ye)可(ke)(ke)以帶(dai)保護氣體工作(zuo)，不過由(you)于爐(lu)內(nei)空間間隙(xi)很小，并且按照在(zai)感(gan)應(ying)(ying)線圈內(nei)的(de)加熱條(tiao)件可(ke)(ke)以肯定在(zai)如此短的(de)加熱時間內(nei)，實際上不銹鋼等坯(pi)料并不會產(chan)生氧化鐵皮；準確的(de)溫度測量可(ke)(ke)以減少廢次品；可(ke)(ke)以說復雜斷面型材的(de)生產(chan)，也(ye)首先(xian)是采(cai)用(yong)了感(gan)應(ying)(ying)加熱之后才能夠(gou)進行連續生產(chan)的(de)。
一、 坯料感應加(jia)熱的(de)基礎(chu)
坯(pi)料(liao)(liao)進入感應加熱(re)(re)(re)爐進行加熱(re)(re)(re)時，首先向感應線圈通入交(jiao)變(bian)(bian)電(dian)流，線圈即(ji)產生交(jiao)變(bian)(bian)磁場(chang)，處于交(jiao)變(bian)(bian)磁場(chang)中(zhong)的坯(pi)料(liao)(liao)則產生感應電(dian)流（渦電(dian)流），根據感應加熱(re)(re)(re)時的電(dian)熱(re)(re)(re)轉換(huan)定(ding)律(lv)（焦耳一楞(leng)茨(ci)定(ding)律(lv)），坯(pi)料(liao)(liao)中(zhong)的電(dian)能按下列公式(shi)轉變(bian)(bian)為熱(re)(re)(re)能，從而加熱(re)(re)(re)坯(pi)料(liao)(liao)。
Q=12R(J) （8-1)
采用感應加熱爐(lu)加熱坯料(liao)時(shi)的電熱轉換效率一般有(you)以下情(qing)況：
1. 隨(sui)著(zhu)坯料直(zhi)徑(jing)的(de)增(zeng)(zeng)大，電(dian)(dian)(dian)熱轉換效率提高，每一(yi)度(du)電(dian)(dian)(dian)加(jia)熱的(de)坯料產量(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)。相反，隨(sui)著(zhu)坯料直(zhi)徑(jing)的(de)減(jian)小，電(dian)(dian)(dian)熱轉換效率降低(di)(di)，每一(yi)度(du)電(dian)(dian)(dian)加(jia)熱的(de)坯料產量(liang)降低(di)(di)。
2. 當(dang)坯料的直徑不變(bian)時，頻率(lv)增加，熱效率(lv)提高。
3. 從(cong)坯料(liao)感應(ying)加熱的(de)(de)熱效率考量(liang)，有資料(liao)推(tui)薦不同直徑的(de)(de)坯料(liao)的(de)(de)最佳頻率可按表8-12選擇。
在(zai)權衡了熱效率(lv)和變頻設備兩(liang)個因素之后認為，坯料(liao)(liao)直徑(jing)中(zhong)＞150mm時，采用工(gong)頻較為有(you)利(li)。但有(you)的不銹鋼管廠(chang)家，如英國(guo)的勞·莫爾(er)(er)公(gong)司，甚(shen)至對(dui)于直徑(jing)為100mm的坯料(liao)(liao)也采用工(gong)頻加(jia)熱。根據尼科波爾(er)(er)南方不銹鋼管廠(chang)的經驗認為，如果產品(pin)大綱中(zhong)有(you)70%~100%的坯料(liao)(liao)直徑(jing)Φ>125mm,則必須采用工(gong)頻感應加(jia)熱爐。
二、坯料(liao)感應(ying)加熱(re)爐的結構(gou)
坯(pi)料感應加熱爐的結(jie)構包括：
1. 線圈組由特殊(shu)斷面的(de)紫銅管線（矩形(xing)(xing)(xing)、橢(tuo)圓形(xing)(xing)(xing)、偏心）繞成(cheng)，并固定在磁性硅鋼(gang)片共軛結構的(de)基礎上(shang)(shang)，線圈通電后形(xing)(xing)(xing)成(cheng)閉(bi)路磁場，可避免在鋼(gang)基礎上(shang)(shang)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)大的(de)渦流(liu)。
2. 為了(le)使沿坯料長度方向上磁場具有均(jun)一性，在線(xian)圈(quan)的端(duan)(duan)部設(she)有附(fu)加繞組，作為線(xian)圈(quan)兩端(duan)(duan)部的補(bu)償線(xian)圈(quan)。
3. 感(gan)應線(xian)圈是(shi)帶有高溫絕緣(yuan)(yuan)的單層多匝線(xian)圈，在線(xian)圈內層有一個用耐(nai)熱(re)合金制成的帶有防止冷熱(re)變形的耐(nai)熱(re)鋼制襯套(tao)；而(er)在耐(nai)熱(re)鋼襯套(tao)和(he)感(gan)應線(xian)圈之(zhi)間還(huan)有一個耐(nai)火高溫陶瓷襯套(tao)，以防止熱(re)量(liang)散失、線(xian)圈吸熱(re)以及(ji)感(gan)應線(xian)圈的絕緣(yuan)(yuan)被損壞。
4. 感(gan)應(ying)線(xian)圈的(de)頂部是密封(feng)的(de)，以(yi)減少氧(yang)氣(qi)的(de)進(jin)入，或便于輸(shu)送惰性氣(qi)體，進(jin)行特殊材料的(de)無(wu)氧(yang)化加熱。
5. 感應線圈通電工作時，必須通水冷卻(que)，水壓為304~507kPa(約(yue)3~5個(ge)大氣壓）。進口水溫(wen)度(du)不應高于25℃,出口水溫(wen)度(du)應在60℃以下(xia)，應是清潔無雜質(zhi)的水或軟化水，以防(fang)線圈冷卻(que)孔堵塞。
6. 在感(gan)應線(xian)圈的(de)(de)(de)線(xian)匝間(jian)留有坯料(liao)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)孔和(he)觀(guan)察孔，并設有輻射高溫(wen)(wen)計(ji)（或(huo)光電高溫(wen)(wen)計(ji)、紅外(wai)線(xian)測(ce)(ce)溫(wen)(wen)儀）和(he)時(shi)間(jian)調整(zheng)器，以便(bian)測(ce)(ce)量(liang)(liang)坯料(liao)溫(wen)(wen)度和(he)調整(zheng)坯料(liao)的(de)(de)(de)加熱制(zhi)度。為了測(ce)(ce)量(liang)(liang)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)準確性，坯料(liao)上(shang)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)溫(wen)(wen)點(dian)處通氮氣保護(hu)，且(qie)在坯料(liao)進爐前，測(ce)(ce)溫(wen)(wen)點(dian)不(bu)應有氧化鐵(tie)皮(pi)及黏附物。
7. 感應線圈沿長度方向(xiang)上(shang)設有抽頭(tou)，以便按照坯料的(de)(de)長短調節感應線圈的(de)(de)有效長度。
8. 感應加熱(re)爐內還(huan)設(she)有滑(hua)塊裝(zhuang)置，用(yong)于爐內坯(pi)料放置中心線的(de)調整。
9. 每一個感應(ying)加熱(re)線圈由降壓(ya)變壓(ya)器(qi)和按鈕選擇開關提供所需(xu)的功率。
10. 為了(le)提高功率因數和調節頻率，還(huan)設有電容器組(zu)。
11. 也可(ke)以用感應(ying)線圈端部的(de)補償(chang)電容，或線圈組電壓的(de)分段控制來進(jin)行端部補償(chang)，減小坯料的(de)軸(zhou)向溫(wen)差。
圖8-4所示(shi)為(wei)帶(dai)有(you)端部補償(chang)電(dian)容的立式工頻感應(ying)加熱爐的電(dian)氣原理(li)圖。
近年來，由于電氣(qi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)裝(zhuang)備的進步和(he)(he)電子控制技(ji)(ji)(ji)術(shu)的發展，感應(ying)加(jia)熱(re)技(ji)(ji)(ji)術(shu)也有了很(hen)大的提高。工頻感應(ying)加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)上也引進了許多新的技(ji)(ji)(ji)術(shu)和(he)(he)裝(zhuang)備，使擠壓不(bu)銹鋼坯料的感應(ying)加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)和(he)(he)再加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)具有更(geng)高的現代化技(ji)(ji)(ji)術(shu)水平和(he)(he)裝(zhuang)備水平。
