浅谈感应加热技术

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：TG15 文献标识码：A

1 概述

科学技术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圈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φ20×430mm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，减少熔炼金属过程由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φ20×430mm管料的调质处理，改造前使用二台60kW箱式炉加热，每炉升温和保温时间合计4小时20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10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300件提高到2500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：SCR晶闸管、GTR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（50Hz～1KHz）、中频（1KHz～20KHz）、超音频（20KHz～40KHz）、高频（40KHz～200KHz）。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，不能一概而论。

5 感应加热技术的发展

感应加热技术自本世纪初投入应用以来，因为感应加热技术所具有的效率高、能量消耗很小、加热的速度特别快、加热区域非常容易控制、没有环境的污染、很容易达到加热过程自动化等等一系列优越性能和特点，因而在很短的几年间得到了很快的发展和应用，从无到有，从小到大，感应加热技术的应用领域不断地扩大。

应用感应加热技术，可通过中间发热媒体的媒介的传递作用，具有意想不到的功能，能够对非金属材料进行热加工。比如：用于热固性塑料加工中的压模、注模和挤压等加热工艺。同时，感应加热还具有其他的功能，可以广泛的应用于半导体的生产加工工艺上面，或者半导体的区域提纯、掺杂和单晶生长。现阶段，感应加热已经渗透到我们生活的许多的领域中，在我们不知不觉中影响着我们的生活，比如电磁炉和微波炉的生产都离不开感应加热技术，这些生活用品对我们现阶段的生活的影响就不言而喻了。总的来说，感应加热技术的发展，离不开感应加热理论和加热设备的支撑，从一定程度来讲，感应加热设备的发展所起到的作用更加的实际和显而易见。

结语

感应加热技术在我国已经得到了充分的发展和应用，特别是在汽车领域内，感应加热技术更加是发挥了不一般的作用，在汽车零部件的热处理加工中，感应加热处理的零部件已占全部热处理零件重量的60%以上。所以为了更好的能够在更多领域来应用这一技术，我们还必须对感应加热技术进行深入的研究和探讨。近年来，国内外许多科研人员正致力于进一步完善感应加热理论、开拓感应加热技术的应用领域。

参考文献

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[2]吕殿利.感应加热技术在集油系统中的应用研究[D].石家庄：河北工业大学，2005.

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