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，根據生產的(de)需要還可(ke)以把低頻感(gan)應(ying)加熱(re)進(jin)(jin)一(yi)步擴大應(ying)用(yong)到100mm直徑的(de)坯(pi)料上(shang)。因為在許多(duo)情況下，所擁有的(de)效益要比所增加的(de)加熱(re)費(fei)用(yong)大得多(duo)。實際生產中有一(yi)系列的(de)低頻感(gan)應(ying)加熱(re)爐就是在這種(zhong)條件下進(jin)(jin)行生產的(de)。
近(jin)年來，確實有一些(xie)重要的(de)因(yin)素促(cu)進了感應加熱技術的(de)發展，這些(xie)因(yin)素是：
1. 感應加熱的每一支坯料(liao)都(dou)能準確地(di)控(kong)制加熱溫(wen)(wen)度，所(suo)有的坯料(liao)都(dou)能被(bei)加熱到(dao)相(xiang)同的工(gong)藝溫(wen)(wen)度，從而(er)控(kong)制了擠壓產品的質量。
2. 低頻感應加熱爐具有最好的條件來實現(xian)坯料(liao)的自動運送(song)和擠(ji)壓機的半自動化或(huo)全盤自動化操作。
3. 使用(yong)感應(ying)加熱爐(lu)(lu)時(shi)，鋼坯可以在幾分鐘內加熱完畢，并且當車間停工或者檢查(cha)、更換(huan)工具時(shi)，不需開(kai)爐(lu)(lu)或保(bao)溫，大(da)大(da)降低(di)了能(neng)量和勞動(dong)力的消(xiao)耗(hao)，電能(neng)消(xiao)耗(hao)的多少僅取決于加熱坯料(liao)的數(shu)量。
4. 比一(yi)般形式加熱(re)爐(lu)的(de)維護費用少，更換線圈、耐(nai)火襯套(tao)和(he)耐(nai)熱(re)鋼襯套(tao)的(de)時間少。
5. 操(cao)作(zuo)人員少，占地(di)面積小。
6. 工作強度低(di)，勞動(dong)條件好。
7. 安(an)排生(sheng)產時(shi)(shi)具有最大的靈活性(xing)，既適合于大批量生(sheng)產，也適合于小批量生(sheng)產，更換(huan)品種僅需幾(ji)秒鐘時(shi)(shi)間，一個班更換(huan)10多(duo)個品種沒有困(kun)難。
8. 特殊材料加熱(re)時(shi)，可以通保護氣體(ti)，進行(xing)無氧化(hua)加熱(re)。
低頻率感(gan)應加熱(re)爐也可(ke)以(yi)(yi)帶(dai)保護氣體工作(zuo)，不(bu)過(guo)由于爐內(nei)空間(jian)間(jian)隙很小，并且按照在(zai)感(gan)應線(xian)圈內(nei)的加熱(re)條件可(ke)以(yi)(yi)肯定在(zai)如此短的加熱(re)時(shi)間(jian)內(nei)，實際上不(bu)銹鋼等坯料(liao)并不(bu)會(hui)產(chan)生氧化鐵皮；準確的溫度測量可(ke)以(yi)(yi)減少(shao)廢次品；可(ke)以(yi)(yi)說復雜斷面(mian)型(xing)材的生產(chan)，也首(shou)先(xian)是(shi)采用(yong)了感(gan)應加熱(re)之(zhi)后才能夠進行連續生產(chan)的。
一、 坯(pi)料感應(ying)加熱的(de)基礎
坯料進(jin)入(ru)感應加(jia)熱爐進(jin)行加(jia)熱時，首先向感應線圈(quan)通入(ru)交變(bian)電(dian)(dian)流，線圈(quan)即產(chan)生交變(bian)磁場，處于交變(bian)磁場中的坯料則產(chan)生感應電(dian)(dian)流（渦電(dian)(dian)流），根據感應加(jia)熱時的電(dian)(dian)熱轉換定律(lv)（焦(jiao)耳一楞茨定律(lv)），坯料中的電(dian)(dian)能按下列公式轉變(bian)為(wei)熱能，從而加(jia)熱坯料。
Q=12R(J) （8-1)
采用(yong)感(gan)應加熱爐加熱坯料(liao)時的電熱轉換效率一般有以(yi)下情況(kuang)：
1. 隨(sui)著(zhu)坯(pi)(pi)料直徑的(de)增大(da)，電熱轉換(huan)效(xiao)率(lv)提高(gao)，每一度(du)電加(jia)熱的(de)坯(pi)(pi)料產量增加(jia)。相反，隨(sui)著(zhu)坯(pi)(pi)料直徑的(de)減小，電熱轉換(huan)效(xiao)率(lv)降低，每一度(du)電加(jia)熱的(de)坯(pi)(pi)料產量降低。
2. 當(dang)坯料的直徑不(bu)變時，頻率增加，熱效(xiao)率提高。
3. 從坯料感應加熱(re)的(de)熱(re)效率考量，有(you)資料推薦不同(tong)直徑的(de)坯料的(de)最佳頻率可(ke)按表8-12選擇。
在(zai)權衡(heng)了熱(re)(re)效率和(he)變頻設(she)備兩個因素之后(hou)認(ren)為，坯(pi)(pi)料直(zhi)徑(jing)中＞150mm時，采用工(gong)頻較為有(you)(you)(you)利。但有(you)(you)(you)的不銹(xiu)鋼(gang)管廠家，如英國的勞·莫爾公司，甚(shen)至對于直(zhi)徑(jing)為100mm的坯(pi)(pi)料也(ye)采用工(gong)頻加熱(re)(re)。根據(ju)尼科(ke)波爾南方(fang)不銹(xiu)鋼(gang)管廠的經驗(yan)認(ren)為，如果產品大綱(gang)中有(you)(you)(you)70%~100%的坯(pi)(pi)料直(zhi)徑(jing)Φ>125mm,則必(bi)須采用工(gong)頻感(gan)應加熱(re)(re)爐(lu)。
二、坯料感應加熱爐的結構(gou)
坯料(liao)感應加熱爐的結構(gou)包(bao)括：
1. 線圈組由特(te)殊斷面的(de)紫銅(tong)管(guan)線（矩形、橢圓形、偏心）繞(rao)成，并固定在磁(ci)性硅鋼片共(gong)軛結構的(de)基(ji)礎(chu)(chu)上，線圈通電后(hou)形成閉路磁(ci)場，可(ke)避免在鋼基(ji)礎(chu)(chu)上形成大(da)的(de)渦流。
2. 為了(le)使沿坯料(liao)長度方(fang)向上(shang)磁場具有均一性，在線圈的(de)端部設有附加(jia)繞組，作為線圈兩(liang)端部的(de)補償線圈。
3. 感(gan)應線圈(quan)是帶有高溫絕緣(yuan)的(de)(de)(de)單層多匝線圈(quan)，在線圈(quan)內層有一個用耐(nai)(nai)熱(re)合金制成的(de)(de)(de)帶有防止(zhi)冷(leng)熱(re)變(bian)形的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)熱(re)鋼制襯套(tao)(tao)；而在耐(nai)(nai)熱(re)鋼襯套(tao)(tao)和(he)感(gan)應線圈(quan)之(zhi)間還(huan)有一個耐(nai)(nai)火高溫陶瓷襯套(tao)(tao)，以(yi)防止(zhi)熱(re)量散(san)失(shi)、線圈(quan)吸熱(re)以(yi)及感(gan)應線圈(quan)的(de)(de)(de)絕緣(yuan)被損壞(huai)。
4. 感應線(xian)圈(quan)的(de)(de)頂部是密封的(de)(de)，以減少氧氣的(de)(de)進(jin)入，或(huo)便于輸送惰(duo)性氣體，進(jin)行(xing)特殊材料的(de)(de)無氧化加熱(re)。
5. 感應線(xian)圈(quan)通電工(gong)作時，必須(xu)通水(shui)(shui)冷(leng)卻，水(shui)(shui)壓(ya)(ya)為(wei)304~507kPa(約3~5個大氣壓(ya)(ya)）。進(jin)口(kou)水(shui)(shui)溫度(du)不應高(gao)于25℃,出口(kou)水(shui)(shui)溫度(du)應在60℃以下，應是清潔無(wu)雜(za)質(zhi)的水(shui)(shui)或(huo)軟化水(shui)(shui)，以防線(xian)圈(quan)冷(leng)卻孔(kong)堵塞。
6. 在感應(ying)線圈的線匝間留(liu)有坯(pi)(pi)料(liao)的測量(liang)(liang)孔和觀察孔，并設有輻射高溫(wen)計（或光電高溫(wen)計、紅外線測溫(wen)儀）和時間調整(zheng)器(qi)，以便測量(liang)(liang)坯(pi)(pi)料(liao)溫(wen)度和調整(zheng)坯(pi)(pi)料(liao)的加(jia)熱制度。為了測量(liang)(liang)溫(wen)度的準確(que)性，坯(pi)(pi)料(liao)上的測溫(wen)點(dian)(dian)處通氮氣保護，且在坯(pi)(pi)料(liao)進爐前，測溫(wen)點(dian)(dian)不應(ying)有氧化鐵皮及黏(nian)附物。
7. 感(gan)應(ying)線圈沿長(chang)度(du)方向上(shang)設(she)有抽頭，以(yi)便按照坯料(liao)的長(chang)短調節感(gan)應(ying)線圈的有效(xiao)長(chang)度(du)。
8. 感(gan)應加熱爐內還設有滑(hua)塊裝置，用于爐內坯料放置中心(xin)線的調整。
9. 每一(yi)個(ge)感應(ying)加熱線圈由降壓(ya)變壓(ya)器和按鈕選擇開(kai)關提供所(suo)需的(de)功率。
10. 為了提高(gao)功率因數和調節頻率，還(huan)設有電(dian)容(rong)器組。
11. 也(ye)可以用感應線圈(quan)端部(bu)的補償電容，或線圈(quan)組電壓(ya)的分段(duan)控制來進行端部(bu)補償，減小坯料的軸向溫差。
圖8-4所示為(wei)帶有端(duan)部補償電容的立(li)式工頻感應(ying)加(jia)熱爐的電氣原(yuan)理(li)圖。
近年來，由于電(dian)氣技(ji)(ji)術(shu)裝備的(de)(de)進步(bu)和電(dian)子控制技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)發(fa)展，感應(ying)加(jia)熱技(ji)(ji)術(shu)也(ye)有了(le)很大的(de)(de)提高(gao)。工頻(pin)感應(ying)加(jia)熱爐上也(ye)引進了(le)許(xu)多新的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)和裝備，使擠壓(ya)不銹(xiu)鋼坯料的(de)(de)感應(ying)加(jia)熱爐和再加(jia)熱爐具有更高(gao)的(de)(de)現代化技(ji)(ji)術(shu)水平(ping)和裝備水平(ping)。
