一 鍛造加熱概述
         人類的一個重要特征，就是有利用自然、改造自然的能力。自石器時代后期，人類已經發明了冶煉技術，學會了用金屬制造工具、武器，甚至裝飾品的能力。鑄造、鍛造技術方法也就開始了漫長的發展過程，歷史超過了兩千年。至今，該技術已深入人類生存的各個領域。
        今日所稱的鍛造概念，包含自由鍛、模鍛、擠壓、軋制、冷鐓、冷沖和輾擴等諸多工藝方法，除冷鐓、冷沖在常溫下進行外，不論采用何種鍛造方法，都要將欲進行鍛造的金屬坯料進行預先加熱，以使金屬具有良好的塑性，較低的變形抗力。經過鍛造的金屬，組織更為致密，具有更高的力學性能。
        一般金屬鍛造坯料的加熱溫度，取決于金屬的再結晶溫度。鍛造的溫度與金屬的性質密切相關。鋼的再結晶溫度約在460~C左右。300～800~C一般稱為溫鍛；鋼的熱鍛依據合金的差異一般界于800～1200~C。而對于鋁及鋁合金，一般的鍛造溫度在400~C左右；銅與銅合金的鍛造溫度在750～900℃ ；鈦及鈦合金的鍛造溫度，通常都要高于IO00~C。
       不言而喻，金屬坯料鍛造前的加熱必須配備加熱設備。而加熱設備的配置主要取決于金屬本身對加熱溫度的工藝要求，滿足這些工藝要求的熱源有多種。原則上，凡是能使金屬溫度升高至鍛造工藝要求的熱源都可以利用，但選擇加熱設備仍然要考慮能源的經濟性，加
熱設備建造的投入成本，加熱溫度控制的可能性、穩定性，以及滿足環保所提出的要求。
        鍛造加熱設備以其熱能源不同，分類如附圖所示。所要采用的加熱能源，要因地制宜，同時綜合考慮加熱金屬坯料自身的固有特性，以及加熱坯錠的尺寸、重量和批量等各種因素。
=、感應加熱的基本原理
         1 820年，H．C．奧斯特發現了電流的磁效應；相反，磁場也會使切割磁力線的導體產生感應電動勢及感生電流，法拉第首先定量地確定了感生電動勢與磁場的關系，建立了電磁感應定律，也即法拉第定律；另一個重要的定律是電流使導體產生的熱量的關系，就是所謂的焦耳定律(定量的公式關系，限于篇幅不贅述)。電流通過線圈而產生交變磁場，使處于線圈中的金屬坯料產生感應電動勢，故而金屬內部產生電流，該電流的流動過程要克服金屬坯料的自身電阻，產生焦耳熱。這個熱直接產生在加熱金屬坯料的內部，因而這種加熱方法具有比其他方法加熱有更高的熱效率。值得注意的是，這種感應加熱的方法，在金屬坯料的內部電流分布是不均勻的，最大的電流密度出現在坯料的表層，即所謂的集膚效應。不難看出這種加熱方法更適合加熱熱傳導良好的金屬，如鋁及鋁合金、銅及銅合金。使用感應加熱的方法鋁及鋁合金的坯料直徑可以達到600ram以上。如我國山東叢林集團的100MN擠壓機感應加熱爐可加熱的鋁錠尺寸為4,560 mm x 1750mm；銅及銅合金坯料的直徑可達400mm，甚至更大些。鋼的熱傳導較差，所以大直徑的鋼坯料，不采用感應加熱的方法。
三、感應加熱的基本特點
        感應加熱爐的感應線圈的內徑大約為被加熱坯料直徑的1．2～1．3倍，矩形感應加熱器的內空間也是比坯料只大少許，以便于坯料通過為宜。因此，加熱的空間甚小，不需要火焰爐所必須的厚厚的絕熱層。因加熱快，也不需要一爐裝很多坯料，因此，感應加熱爐具有如下的明顯特點：
(1)熱效率高，加熱快。不需要一般火焰爐開爐前緩慢的逐級升溫的預熱過程。一般只要短時間加熱3～5個坯料后(返回爐前)即可正常運行。
(2)與火焰爐相比金屬氧化層薄，金屬損耗少。
(3)不需要很厚的絕熱層，爐體小，爐體自身的熱容量低，加熱效率高。
(4)爐體體積小，占地面積小。
(5)不產生燃燒廢氣，有利于環保。
(6)易實現自動化運行，與其他加熱爐相比操作人員最少。
當然，還可以在設備的成本、維修方便等方面比較，這要涉及具體情況，但感應加熱在大多數情況下占有明顯的優勢。其不足之處是不適用于金屬坯料加熱的所有情況，要依據具體情況分析、論證才能選用。
四、感應加熱的適用范圍
        在鋼鐵廠中，焦爐、高爐煤氣充足，加熱大型鍛坯，應以焦爐、高爐煤氣的火焰爐為首選；在天然氣充足的地方，選用以天然氣為燃料的加熱爐無疑是最為經濟的。對于大型、超大型鍛件，幾乎毫無例外的選用燃氣加熱爐。因此，在較大的機械制造企業，往往要建設自用的煤氣站，以便作為熱源。目前焦炭加熱爐一般只用于小工廠的手工鍛造在用，在大型企業已完全被淘汰。目前，大型感應加熱爐多用于有色金屬擠壓坯料的加熱，而且是采用的工頻，使電源設備大為簡化。具體講，用于鋁及鋁合金、銅及銅合金的擠壓坯料加熱。主要原因是感應加熱時，由于感應電流的集膚效應，使加熱錠坯表層先熱。坯料的中心的溫度升高，是靠熱傳導實現的。鋁、銅及其合金具有良好的熱傳導性能，因此熱透性好，外部表層和中心的溫度短時即可趨于均衡。反之，鋼的導熱性較差，外表和中心的溫度必須經過較長的時間傳遞，采用感應加熱的方法就無法發揮感應加熱快速的特點。而且鋼坯料中心達到工藝要求的溫度時，坯料的表面可能已經過燒。鋼的加熱必須有一個緩慢的均化過程。
       對于大批量的小型鍛件，包括黑色和有色金屬的坯料，則考慮小型的感應加熱爐或幾臺加熱爐組成的加熱爐組更為適宜。選擇加熱方法及設備，任何時候都要多方面進行分析、比較，但最基本的是使用性能，技術的可靠性，是否先進，在此前提下，考慮經濟性、熱能來源，以及維護是否方便等因素。當然要經得起環保方面的嚴格審查。
五、感應加熱的現狀及其發展的趨勢
(1)感應加熱爐的設計、制造，從技術方面講，可以說已經完全成熟。用于小規格鋼坯鍛壓坯料加熱，因其便于實現自動化、連續化已經被普遍采用；用于有色金屬擠壓坯料的加熱，即使是大規格的錠坯，也有趨于采用工頻感應加熱的明顯趨勢。
(2)在國內，有色金屬擠壓坯料工頻感應加熱爐的最大加熱坯料規格為~b560mm×1750mm的鋁錠，加熱功率約在3000kW左右，基本上是當前世界上同類設備的“老大”。該設備用于100MN鋁及鋁合金擠壓機配套。200MN擠壓機目前只在俄羅斯有一臺，是前蘇聯烏拉爾重機廠1951年建造的，當時由于感應加熱技術尚不十分成熟，肯定不是采用感應加熱爐與擠壓機配套。從理論上講，加熱q~800mm X 2000mm的鋁錠感應加熱爐在技術上是可能的，其功率約達5000kW，但未見有明確的向更大功率發展的可能。
(3)低(工頻)、中、高頻的感應加熱爐的適用范圍不會發生重大的改變。中、高頻的感應加熱設備主要用于金屬的熱處理(如表面淬火)領域，以及金屬的熔煉、合金生產過程。未見中、高頻用于鋼及有色金屬鍛造坯料的加熱領域的報導。主要是中、高頻加熱瞬時能量釋放過快，而向坯料中心熱量傳導緩慢。將依靠變頻元件的進步，進一步降低中、高頻變頻電源設備成本，提高運行的可靠性。
(4)感應加熱設備電源部分的發展，中、高頻感應爐，主要涉及變流環節的結構和固體化元件的進步；工頻感應爐的設計將更注意三相的平衡技術(尤其是單相的感應加熱爐)，并要致力于將功率因數控制在電網允許范圍之內(0．85～0．9)，以達到減少電網損失，節約能源的目的。
(5)在鍛壓領域，不論任何感應加熱設備，加熱設備與主設備計算機集中控制、集中顯示、故障警報、協調運行的能力將會有進一步提高。通過計算機將主機(如模鍛、擠壓設備)和加熱設備，當然也包括機組的其他輔助設備，將運行控制在最佳狀態，無疑是工業技術發展的重要目標。