浅谈感应加热技术

１概 的进 步 带 动 了 电力 电子 技 术和 电力 半导 体 器件 的 开 发和 发 展 ， 使 得 感 应 加 热 装 置 以全 新 的 面貌 出 现 在人 们 的 面前 ， 这 种 变 化 的 突 出 的表 现 为 ： 质 量 轻、 体积 小 、 性 能优越 、 功 能强 、 低 碳 经济 、 节能 环保 。 笔者 结合 自己多年 的感 应装 置 的 实践 经验 和 理论 研 究 ， 简要 的介 绍感 应 加 热 技术 的原 理 、 应 用 以 及发 展 ， 以促 进 我 国 的感 应 加热 技术 的发 展 。 ２感 应加 热技 术 的原 理 众 所周 知 ， 创立“ 现代 感 应 加热 ” 的概 念 的先 贤 是大 科学 家 法拉 第 ， 它产 生 的依 据 是 初级 线 圈 中电流 的 变 化 ， 在相 近 的 闭 合 次级 的线 罔 中根 据 电 流 的 感应 而 提 出 来 的。在 金属 工 件 的加 热 的过 程 中 ， 应该 在 需 要 加 热 的工 件 外 面 加 上 一 层 感 应 线 圈， 当某 一频 率 的交 流 电通 过 金 属外 面 的 缠绕 的感 应 线 圈时 ， 就 能够 自动 的产 生 一 种 频率交变磁通 ，而在交变磁通的作用 下， 金 属 工 件 会 产 生 一 种感 应 电势 ， 之 后 会产 生 一定 的感 应 电流 ， 再 通 过 电流 的对 金 属 的生热 效 应 ， 最终 达 到对 工 件进 行 加 热 的 目的 。 ３感 应加 热技 术 的应 用 ３ ． １穿透 感应 加热 。可 以采用 较 低 的 频 率对 金属 进行 加热 。 通常 不变 换频 率 的 工 频感 应 加热 应 用较 广 ， 而 中频 感 应 加热 同样具有广泛的用途。穿透加热方便实现 锻造、 成形 加工 、 退火 和感 应熔 炼 。 加 热装 置具有尺寸小 ， 启动迅速 ， 干净 和效 率 高 等优点 ， 而且 加 热工 艺 往往 很 适合 用 于 自 动 化生 产 方 式 。我公 司近 年通 过技 术 攻 关 ，成 功 地 实 现 中频 感应 加 热 对 尺 寸 为 ￣ ２ ０ ｘ ４ ３ ０ ｍ ｍ 钢管 的热 处理 ， 极大 地 提升 了 产 品力学 性能 和生 产 的 自动化 程度 。 ３ ． ２表 面感 应加 热技 术 。这 种 技术 很 容 易地 在 不 影 响 材 料 其 他 部 分 的 情 况 只 把零 件 的某 一 局部 区域 加 热 到高 温 ， 既可 以 节省能 量 又可 以局部 淬 火 。由于感应 淬 火的生产周期短 ， 可把 自动化或半 自动化 的装置结合起来排列到连续生产线 中。 感 应淬火工艺一旦制定下来 ， 对每个工件都 能精 确 再现 同一 的工 艺 条件 ， 从 而 得 到高 质 量 的产 品 。 ３ ． ３感应 熔 炼技 术 。它具 有 熔炼 速度 快， 减少熔炼金属过程南于氧化而产生的 损 失等特点 ， 还可 以用 于特殊工艺 ， 如真 空 熔炼 。 采用 真空 和感 应加 热技 术 既能 够 避免燃烧给工件带来的氧化和脱碳 ， 又能
Ｑ １
： Ｑ 垒 （ 工）
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｅ Ｗ Ｔｅ ｅ ｈ ｎ ｏ ｌ
高 新 技 术
浅谈 感应加热技术
刘联春
（ 福 建兵 工装备有 限公 司， 福 建 永安 ３ ６ ６ ０ ３ ２ ）
摘 要： 随着世 界 经 济的加 快发 展 ， 能源 变得越 来越 短 缺 ， 应 用 感应加 热技 术 的重 要性 显得 尤 为突 出。本 文简要 的谈 谈 感 应 加 热技 术 的 实际应 用 ， 以及与 感应加 热技 术 相 关的知 识 ， 希望 为我 国的感应 加 热技 术的应 用及 发展 添砖 加 瓦。 关键 词 ： 感应 加 热 ； 技术； 应用 中图分 类号 ： Ｔ Ｇ １ ５
够 用 来 生 产 那些 不能 用 其 他 方 法 生 产 的 合 金 。在钕 铁 硼熔 炼 行 业 ， 真空 和 感 应加 热 技术 已经 发展 到 比较 成熟 的阶 段 。 ３ ． ４感应加热技术在节能降耗 中的应 用。 感 应 加热 技术 应用 了新 能 源替代 了污 染大 、 能耗 高 的 燃料 。由 于感 应加 热 技术 具有 升温快 ， 加热效率高 的特点 ， 克服了 效率低 、 成本高 、 加热速度慢等电炉的缺 点 ，因此节 能 降 耗显 著 。我公 司对 ｑ ｏ ２ ０ ｘ ４ ３ ０ ｍｍ管料的调质处理， 改造前使用二 台 ６ ０ ｋ Ｗ 箱 式炉 加热 ，每炉 升温 和 保 温时 间 合 计 ４小 时 ２ Ｏ 分 钟 。改 造后 采 用 一 台 中 频感 应 加热 电源 ， 并 配置 自动进 出 料 淬火 系统 。 每 １ ０ 秒 节拍 进 出一 根料 ， 在生 产 中 无 需 预热 ，直 接 升温 到 工 艺规 定 的温 度 。 节 约 了原 先 每班 ３ 小 时 升温 电能 ， 同时工 效 从 原先 每班 ３ ０ ０件 提 高 到 ２ ５ ０ ０件 ， 节 约了工 件加 热保 温 电能 ， 节能 效果 明 显 。 ４ 感应 加热 的设 备 伴 随 着 电子 技术 的不 断地 改 进 ， 感 应 加热 设备 也相 应 的得 到了快 速 的发展 。 新 型 的元件 材 料也 陆续 的研 制 出 现 ， 比如 ： Ｓ Ｃ Ｒ 晶闸管 、 Ｇ Ｔ Ｒ大 功率 晶体管 、新 型 电 力半 导 体器 件 等 ， 其 应 用 技术 特 别 是感 应 加 热设 备 中的 应 用技 术 的发 展令 人 瞩 目 ， 其成绩令人欢欣鼓舞 。 半导体的感应式的 加 热设 备 的横 空 出世 ， 迅 速 的起 到 了极 大 的作用 ， 使得传统的加热设备的弊端与不 足迅 速 的被 克服 。 与新 型 的电力 半导 体式 感 应设 备 相 比 ， 电子 管式 感 应设 备 和 发 电 机 组 已经 暴露 出其不 足 的地 方 ， 故 而 电力 半 导 体 式 感 应 设 备 得 到 积极 的推 广 和 应 用 。电力半 导 体式 感应 加热 设备 的优 点 和 长处 是显 而 易见 的 ， 其 优点 主 要表 现 在 以 下几 方 面 ： （ １ ） 质量轻 、 体积很小 、 安 装 方 便、 持 久耐 用 。（ ２ ） 方便、 不 需要 预 热 、 随用 随开 、 启停方便 。（ ３ ） 工作频率能够随着负 载性 的变 化而 变化 。（ ４ ） 控 制性 能 优 良 ， 自 动化操作 易于实现 ， 使 用便捷。（ ５ ） 低碳 、 耗能 小 、 生态 环 保 、 效率高、 冷 却 水 的流 量 小。 通常感应加热 的频率可分为 四个 部 分： 即低 频 （ ５ ０ Ｈ ｚ 一 １ Ｋ Ｈ ｚ ） 、 中频 （ １ Ｋ Ｈ ｚ 一 ２ ０ Ｋ Ｈ ｚ ） 、超音频 （ ２ ０ Ｋ Ｈ ｚ 一 ４ ０ Ｋ Ｈ ｚ ） 、高频 （ ４ ０ Ｋ Ｈ ｚ 一 ２ ０ ｏ Ｋ Ｈ ｚ ） 。同时 ， 对 于感 应加 热 的 用 途 的不 同 ， 比如 透 热 、 淬火 、 焊接 、 熔 炼 等 的计算和确定功率和频率 的方 法也 是 不相 同的， 要根据具体 的情况来定 ， 不能 概 而论 。 ５感 应加 热技 术 的发展