感應電爐

高頻的高頻大電流流向被繞製成環狀或其它形狀的加熱線圈（通常是用紫銅管制作）。由此在線圈內產生極性瞬間變化的強磁束，將金屬等被加熱物體放置在線圈內，磁束就會貫通整個被加熱物體，在被加熱物體的內部與加熱電流相反的方向，便會產生相對應的很大渦電流。由於被加熱物體內存在着電阻，所以會產生很多的焦耳熱，使物體自身的温度迅速上升，達到對所有金屬材料加熱的目的。

一、熱處理：各種金屬的局部或整體淬火、退火、回火、透熱；

二、熱成型：整件鍛打、局部鍛打、熱鐓、熱軋；

三、焊接：各種金屬製品釺焊、各種刀具刀片、鋸片鋸齒的焊接、鋼管、銅管焊接、同種異種金屬焊接；

四、金屬熔鍊：金、銀、銅、鐵、鋁等金屬的（真空）熔鍊、鑄造成型及蒸發鍍膜；

五、高頻加熱機其它應用：半導體單晶生長、熱配合、瓶口熱封、牙膏皮熱封、粉末塗裝、金屬植入塑料等。 ^[1] 

感應電爐按電源頻率可分為高頻爐、中頻爐和工頻爐三類；按工藝目的可分為熔煉爐、加熱爐、熱處理設備和焊接設備等；按其結構形式、傳動方式等也可進行分類。常用的感應電爐習慣上歸納為有心感應熔煉爐、無心感應熔煉爐、真空感應熔煉爐、感應淬火設備和感應頭熱設備等。

有心爐以有穿過感應線圈的鐵心而得名，又因熱源是一環繞的金屬溝槽，故又稱為槽式爐。有心爐又可分為開槽式和閉槽式兩類，開槽式已基本被淘汰。該爐型具有加熱速度快，電、熱效率高，功率因數高，金屬燒損少，熔鍊成本低，設備投資少（為無心爐的1/2~1/3），操作方便等一系列優點。但是，在開始使用時爐內要有起熔體，所以起爐和改換金屬品種困難，故只適用於單一品種和大批量金屬的連續熔鍊和保温。

熔煉爐的命名是相對有心爐而言，其金屬液盛於一坩堝中，故又名坩堝爐。此種爐型主要用於特種鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金的熔鍊和保温。無心爐具有熔鍊温度高、雜質污染少，合金成分均勻、勞動條件好等許多優點。與有心爐相比，無心爐起爐和改換金屬品種比較容易，使用較靈活，但其電、熱效率遠比有心爐低。無心爐由於表面温度低，不利於要求高温造渣工藝的熔鍊。

熔煉爐有高頻、中頻和工頻之分。

（1）高頻熔煉爐

高頻爐容量一般在50公斤以下，適用於實驗室和小規模生產中供熔鍊特種鋼和特種合金之用。

（2）中頻熔煉爐

中頻熔煉爐的容量和功率都比高頻爐大。主要用於特種鋼、磁性合金和銅合金等的熔鍊。這種爐子由於需要昂貴的變頻設備，所以在一些較大容量的場合已改用工頻無心爐。但是，和工頻爐相比，中頻爐也有其獨到之處。如對於同樣容量的爐子，中頻爐的輸入功率比工頻爐大，所以熔化速度比較快，中頻爐在冷爐起熔時不需要起爐塊，金屬液可以全部倒出等，所以使用時比工頻爐靈活方便；另外，中頻熔煉爐溶液對坩堝沖刷輕些，對爐襯有利。因此，在發展了大功率廉價的中頻電源之後，中頻爐還是大有前途的。

（3）工頻熔煉爐

工頻熔煉爐是幾種熔煉爐中出現最晚而發展最迅速的。主要用於鑄鐵和鋼，特別是高強度鑄鐵和合金鑄鐵的熔鍊以及鑄鐵溶液的升温、保温和成分調整等；另外也用於銅、鋁等有色金屬及其合金的熔鍊。爐子容量小採用工頻的不經濟的，以鑄鐵為例，容量小於750公斤時電效率就顯著下降。

真空感應熔煉爐用來熔鍊耐熱合金、磁性合金、電工合金和高強度鋼等。該爐型的特點是在熔鍊過程中爐温、真空度和熔鍊時間等的控制比較容易，所以爐料的脱氣可以很充分。另外，合金料的添加量也可以精確控制，所以是熔鍊含鋁、鈦等活潑元素的耐熱合金和精密合金的較合適的爐子。

上述感應熔煉爐除具有電冶金的一般優點，如易於造成必須的氣氛，便於調節温度規範，減少金屬燒損、保證鑄件質量、提高生產率和降低工人的勞動強度外，尚因金屬液內產生的電磁攪拌作用，能確保合金成分的均勻。

感應淬火設備主要由電源、淬火控制設備（包括感應器）和淬火機牀三部分組成。感應淬火方法是現代機器製造工業中的一種主要的表面淬火方法，具有質量好、速度快、氧化少、成本低、勞動條件好和易於實現機械化、自動化等一系列優點。根據工件的大小和淬硬層的深淺來確定合適的電源功率和頻率（可以是工頻、中頻和高頻）。感應器的形狀和尺寸主要取決於工件外形和淬火工藝的要求。淬火機牀也隨工件的大小、形狀和淬火工藝要求而有多種多樣。對成批生產的零件，特別是在自動化生產線上，多采用專用機牀。一般中、小工廠，由於工件批量多，數量少，多使用通用淬火機牀。

感應加熱設備主要用於金屬材料在鍛造、衝壓、擠壓、軋製等熱加工前的加熱，它使整個工件裏外都達到工藝要求的温度。這種設備主要由電源（一般採用中頻或工頻）、加熱控制設備、感應加熱爐和上、下料機構等組成。同其他各種加熱方法相比，感應加熱法有許多優點。首先，由於熱量是在被加熱材料的內部產生，所以加熱速度可以提得很高，且在相同受熱時間的條件下，徑向温差比較小，故被加熱工件不至於有顯著的變形。其次，因為加熱速度快，所以即使在大氣裏面加熱，材料表面的氧化和脱碳也非常少（如鋼坯的鍛造加熱為例，用感應加熱方法，鋼材的氧化損失可以控制在0.05~0.5%以下，而用燃燒爐加熱，氧化損失一般達到2.5~3.0%），所以感應加熱爐一般不需要氣體保護。感應加熱爐的主體就只有一個感應器，這種爐子不需要如燃燒爐那樣有複雜的管路系統，也不需要燃燒爐、電阻爐那樣有厚厚的爐牆，所以能很緊湊地組織在生產線中，甚至組合在其他的加工機械中。另外，在工作過程中，這種電爐不會產生如燃燒爐或保護氣體電阻爐那種油污或有害氣體，在爐子周圍也沒有那樣大的輻射熱，因此，勞動條件比其他爐子好得多。