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(bu)過，根據生產的(de)需要還可以把(ba)低(di)(di)頻(pin)感(gan)應(ying)(ying)加(jia)熱進一步擴大(da)應(ying)(ying)用到(dao)100mm直(zhi)徑的(de)坯料上(shang)。因為在(zai)許多(duo)情況下，所擁(yong)有(you)的(de)效益(yi)要比所增加(jia)的(de)加(jia)熱費用大(da)得多(duo)。實際生產中(zhong)有(you)一系列的(de)低(di)(di)頻(pin)感(gan)應(ying)(ying)加(jia)熱爐就是在(zai)這種(zhong)條件下進行生產的(de)。
近年來，確實有(you)一(yi)些(xie)重(zhong)要的因(yin)素(su)促進了感應(ying)加熱技術的發(fa)展，這些(xie)因(yin)素(su)是：
1. 感(gan)應加熱(re)的(de)每一支坯(pi)料都能準確(que)地(di)控制加熱(re)溫(wen)度，所有的(de)坯(pi)料都能被加熱(re)到相(xiang)同的(de)工藝溫(wen)度，從而(er)控制了擠(ji)壓產品(pin)的(de)質量。
2. 低頻感(gan)應加熱(re)爐具有最好(hao)的條件來(lai)實現坯料(liao)的自動運送和擠(ji)壓機的半自動化(hua)或全盤(pan)自動化(hua)操作。
3. 使(shi)用(yong)感應(ying)加(jia)熱(re)爐時，鋼坯可以在幾分鐘內加(jia)熱(re)完畢，并(bing)且(qie)當(dang)車間停工或者檢(jian)查、更換(huan)工具時，不需開爐或保溫(wen)，大(da)大(da)降低了能(neng)量和勞動力的(de)消(xiao)耗(hao)，電能(neng)消(xiao)耗(hao)的(de)多少(shao)僅(jin)取決于加(jia)熱(re)坯料(liao)的(de)數(shu)量。
4. 比一般(ban)形式加熱(re)爐的維護費用少，更換線圈、耐火襯套和耐熱(re)鋼襯套的時(shi)間少。
5. 操作人員(yuan)少(shao)，占地面(mian)積小。
6. 工作強度低，勞動條件好(hao)。
7. 安(an)排生(sheng)(sheng)產時(shi)(shi)具有最大的靈(ling)活(huo)性，既適合于(yu)大批量生(sheng)(sheng)產，也適合于(yu)小批量生(sheng)(sheng)產，更(geng)換品種(zhong)僅需幾秒(miao)鐘時(shi)(shi)間，一個班更(geng)換10多個品種(zhong)沒(mei)有困難(nan)。
8. 特殊(shu)材料(liao)加熱時，可以(yi)通保護(hu)氣體(ti)，進(jin)行無(wu)氧化加熱。
低頻率感應加(jia)(jia)熱爐也(ye)可(ke)以(yi)帶保護氣體(ti)工作，不(bu)過由于爐內(nei)空間(jian)間(jian)隙很(hen)小(xiao)，并且(qie)按(an)照在感應線圈(quan)內(nei)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱條件可(ke)以(yi)肯定(ding)在如此(ci)短的(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱時間(jian)內(nei)，實際上不(bu)銹(xiu)鋼等坯料(liao)并不(bu)會產(chan)生(sheng)氧(yang)化(hua)鐵皮；準(zhun)確的(de)(de)(de)溫度測量可(ke)以(yi)減少廢次(ci)品；可(ke)以(yi)說復雜斷面型材(cai)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)，也(ye)首先是采用(yong)了感應加(jia)(jia)熱之后才能(neng)夠進(jin)行(xing)連續生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)。
一、 坯料感應加熱的(de)基礎
坯(pi)料進(jin)(jin)入感(gan)(gan)應(ying)(ying)加熱(re)(re)(re)(re)爐進(jin)(jin)行加熱(re)(re)(re)(re)時，首先向感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈通入交(jiao)變(bian)電(dian)流(liu)，線圈即產(chan)生交(jiao)變(bian)磁場(chang)，處于交(jiao)變(bian)磁場(chang)中(zhong)(zhong)的(de)坯(pi)料則產(chan)生感(gan)(gan)應(ying)(ying)電(dian)流(liu)（渦(wo)電(dian)流(liu)），根據感(gan)(gan)應(ying)(ying)加熱(re)(re)(re)(re)時的(de)電(dian)熱(re)(re)(re)(re)轉換(huan)定律（焦耳一楞(leng)茨定律），坯(pi)料中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)能按下(xia)列(lie)公式轉變(bian)為熱(re)(re)(re)(re)能，從而加熱(re)(re)(re)(re)坯(pi)料。
Q=12R(J) （8-1)
采用感(gan)應加熱(re)爐(lu)加熱(re)坯(pi)料(liao)時的(de)電(dian)熱(re)轉(zhuan)換(huan)效率一(yi)般有以(yi)下情況：
1. 隨(sui)著坯(pi)(pi)(pi)料直徑(jing)的(de)增(zeng)大(da)，電熱轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率提高，每(mei)一度電加(jia)(jia)熱的(de)坯(pi)(pi)(pi)料產量增(zeng)加(jia)(jia)。相反，隨(sui)著坯(pi)(pi)(pi)料直徑(jing)的(de)減小，電熱轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率降低(di)，每(mei)一度電加(jia)(jia)熱的(de)坯(pi)(pi)(pi)料產量降低(di)。
2. 當坯料的直(zhi)徑不變時(shi)，頻率(lv)增加，熱效率(lv)提高(gao)。
3. 從坯料(liao)感應加熱的(de)(de)熱效率(lv)考量，有資料(liao)推薦不(bu)同直(zhi)徑(jing)的(de)(de)坯料(liao)的(de)(de)最佳頻率(lv)可(ke)按表8-12選擇(ze)。
在權衡(heng)了(le)熱(re)效(xiao)率和變頻設備兩個(ge)因(yin)素(su)之后認為(wei)(wei)，坯料(liao)直(zhi)徑中(zhong)＞150mm時，采(cai)用工頻較為(wei)(wei)有(you)利。但有(you)的不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)家，如英(ying)國(guo)的勞·莫爾(er)(er)公司，甚至對于直(zhi)徑為(wei)(wei)100mm的坯料(liao)也采(cai)用工頻加(jia)熱(re)。根據尼科波爾(er)(er)南方不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)的經驗認為(wei)(wei)，如果產(chan)品大綱中(zhong)有(you)70%~100%的坯料(liao)直(zhi)徑Φ>125mm,則必須采(cai)用工頻感(gan)應加(jia)熱(re)爐。
二、坯料感(gan)應加熱爐(lu)的結構
坯料感應加熱爐的結構包括：
1. 線圈組由(you)特殊斷(duan)面的(de)紫(zi)銅管(guan)線（矩形(xing)(xing)(xing)、橢圓形(xing)(xing)(xing)、偏心）繞成(cheng)，并固(gu)定在磁性硅(gui)鋼(gang)片共軛結(jie)構的(de)基礎上(shang)，線圈通(tong)電后形(xing)(xing)(xing)成(cheng)閉路磁場(chang)，可避免(mian)在鋼(gang)基礎上(shang)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)大的(de)渦(wo)流。
2. 為(wei)了使沿(yan)坯料長度方向上(shang)磁場具有均一性，在(zai)線(xian)(xian)圈的端(duan)部設有附加繞組，作為(wei)線(xian)(xian)圈兩(liang)端(duan)部的補償線(xian)(xian)圈。
3. 感應線(xian)圈(quan)是帶有高溫(wen)絕緣的(de)(de)(de)單(dan)層多匝(za)線(xian)圈(quan)，在(zai)線(xian)圈(quan)內層有一個(ge)用耐(nai)熱(re)合金制(zhi)成的(de)(de)(de)帶有防(fang)止(zhi)冷熱(re)變形的(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)鋼制(zhi)襯(chen)套；而在(zai)耐(nai)熱(re)鋼襯(chen)套和感應線(xian)圈(quan)之間還(huan)有一個(ge)耐(nai)火高溫(wen)陶瓷襯(chen)套，以(yi)防(fang)止(zhi)熱(re)量散失、線(xian)圈(quan)吸熱(re)以(yi)及(ji)感應線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)絕緣被(bei)損(sun)壞(huai)。
4. 感應(ying)線圈的(de)頂部是密封的(de)，以減少氧氣的(de)進入(ru)，或便(bian)于輸送(song)惰(duo)性氣體，進行特殊材料的(de)無氧化加熱。
5. 感應線(xian)圈通(tong)電工(gong)作時，必須通(tong)水冷卻，水壓為304~507kPa(約3~5個大(da)氣壓）。進口水溫(wen)度(du)不(bu)應高于(yu)25℃,出口水溫(wen)度(du)應在60℃以下，應是清潔無雜質的水或軟化水，以防線(xian)圈冷卻孔(kong)堵塞(sai)。
6. 在感應線(xian)圈的線(xian)匝間留有坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)的測(ce)量孔(kong)和觀(guan)察(cha)孔(kong)，并(bing)設(she)有輻射高溫計(ji)（或(huo)光電(dian)高溫計(ji)、紅外(wai)線(xian)測(ce)溫儀(yi)）和時間調(diao)整器，以便測(ce)量坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)溫度和調(diao)整坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)的加熱制度。為(wei)了測(ce)量溫度的準(zhun)確性(xing)，坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)上的測(ce)溫點(dian)處通(tong)氮氣保(bao)護，且在坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)進爐(lu)前，測(ce)溫點(dian)不應有氧化(hua)鐵皮及黏附物。
7. 感(gan)應線(xian)圈沿長度方(fang)向上(shang)設有(you)抽(chou)頭，以便按照坯(pi)料(liao)的長短調節感(gan)應線(xian)圈的有(you)效長度。
8. 感(gan)應(ying)加熱爐內(nei)還(huan)設有滑塊裝(zhuang)置(zhi)，用于爐內(nei)坯(pi)料放置(zhi)中心線的調整。
9. 每(mei)一個感應加熱線圈由降(jiang)壓變壓器和按(an)鈕選擇開(kai)關提供所需的功率。
10. 為(wei)了提(ti)高(gao)功(gong)率因數(shu)和(he)調節頻率，還設有(you)電容器組。
11. 也可以(yi)用感應線圈(quan)端(duan)部的補償(chang)電容，或線圈(quan)組電壓(ya)的分段控(kong)制來進行端(duan)部補償(chang)，減小坯(pi)料(liao)的軸向溫差。
圖(tu)8-4所示為帶有端部補(bu)償電(dian)容的(de)立式(shi)工頻感應加(jia)熱爐的(de)電(dian)氣原理圖(tu)。
近(jin)年來，由于電氣技術(shu)裝(zhuang)備(bei)的(de)(de)進步(bu)和電子(zi)控制技術(shu)的(de)(de)發展，感(gan)(gan)(gan)應加熱技術(shu)也有(you)了很大(da)的(de)(de)提高。工頻感(gan)(gan)(gan)應加熱爐(lu)上也引進了許多新的(de)(de)技術(shu)和裝(zhuang)備(bei)，使擠壓不銹鋼坯料的(de)(de)感(gan)(gan)(gan)應加熱爐(lu)和再加熱爐(lu)具有(you)更高的(de)(de)現代化技術(shu)水平(ping)和裝(zhuang)備(bei)水平(ping)。
