1887年英國(guó)人S.Z.弗蘭蒂(Sebestian Ziani de Ferranti)在英國(guó)首先取得明溝式有心感應(yīng)爐的專利，但未得到實(shí)際應(yīng)用。1917年美國(guó)人MR.J.R懷特(MR.J.R.Wyatt)開發(fā)了商品名為AJAX-WYATT的“潛溝式”(Sabmerged Register)有心感應(yīng)爐，并用于黃銅的熔煉，開創(chuàng)了有心感應(yīng)爐的工業(yè)應(yīng)用歷史。1918年美國(guó)人DR.E.F.年諾思拉帕(DR.E.F.Northrup)研制出電火花高頻振蕩電源裝置，并利用該電源裝置開發(fā)了高頻感應(yīng)爐，成功地用于鋼的熔煉。20世紀(jì)20年代中期，電動(dòng)發(fā)電機(jī)式(MG式)和電子管高頻振蕩式電源裝置相繼問(wèn)世，有力地推動(dòng)了中、高頻感應(yīng)熔煉爐和感應(yīng)加熱設(shè)備的發(fā)展。1932年美國(guó)TOCCO公司完成了高頻淬火裝置的工業(yè)應(yīng)用開發(fā)。第二次世界大戰(zhàn)中，感應(yīng)透熱設(shè)備開始用于炮彈生產(chǎn)。第二次世界大戰(zhàn)后，工頻無(wú)心感應(yīng)爐獲得開發(fā)，50年代起在鑄造行業(yè)得到迅速發(fā)展。1957年美國(guó)GE公司研制出晶閘管式變頻電源裝置，很快在中頻感應(yīng)爐上得到推廣、應(yīng)用，有力地推動(dòng)了中頻感應(yīng)爐的發(fā)展。1958年加拿大的P.柏林格(P.Biringer)發(fā)明了三倍頻器，在中頻加熱方面得到小范圍應(yīng)用。70年代，特別是進(jìn)入80年代后，電力電子與半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展日新月異，電力晶體管、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(power MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)相繼開發(fā)，而且隨著半導(dǎo)體器件控制特性、開關(guān)特性等的不斷改進(jìn)、提高，各晶體管變頻電源日趨大容量、寬頻域、高效率和長(zhǎng)壽命化。20世紀(jì)末，中、高頻感應(yīng)加熱、感應(yīng)熔煉用變頻電源裝置基本上已全部靜止化。美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已有8～10 MW、0.2～10 kHz的晶閘管式中頻電源設(shè)備供應(yīng)市場(chǎng)。晶閘管式變頻電源已取代MG式，靜電感應(yīng)晶體管式、場(chǎng)效應(yīng)晶體管式變頻電源已逐步開始取代電子管式高頻電源。IGBT式變頻電源裝置和MOS柵控晶閘管MCT (MOS controlled thyristor)式變頻電源裝置已開始涉足10 kHz以下的中頻感應(yīng)加熱領(lǐng)域。晶閘管式、IGBT式和靜電感應(yīng)晶體管式中、高頻電源已分別可用到10，60，1000 kHz。20世紀(jì)90年代以來(lái)，工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在感應(yīng)爐自動(dòng)化操作、爐況監(jiān)控、故障診斷乃至熔煉與澆注的過(guò)程控制等方面的應(yīng)用日趨擴(kuò)大。由計(jì)算機(jī)控制的一臺(tái)電源同時(shí)向兩臺(tái)感應(yīng)爐供電的功率分配式感應(yīng)熔煉用新型電源設(shè)備已取得專利，并在感應(yīng)熔煉中得到應(yīng)用。

中國(guó)于60年代初開始研制工頻無(wú)心感應(yīng)爐，1966年成功地制造出第一臺(tái)鐵坩堝無(wú)心工頻熔鋁爐。此后，工頻無(wú)心感應(yīng)爐的發(fā)展速度加快，并逐步形成系列。與此同時(shí)，有心感應(yīng)爐也隨之問(wèn)世，并在有色金屬熔煉和鑄鐵保溫領(lǐng)域得到有效應(yīng)用。1975年6月中國(guó)第一臺(tái)鑄鐵熔煉用20 t大型工頻無(wú)心感應(yīng)爐由西安變壓器電爐廠研制成功，并在富拉爾基第一機(jī)床廠順利投入運(yùn)行。西安電爐研究所也先后于80年代和90年代研制出45 t鑄鐵保溫有心感應(yīng)爐和120 t有心感應(yīng)化鋅爐。70年代初，晶閘管變頻電源獲得開發(fā)，并逐步取代三倍頻電源和旋轉(zhuǎn)變頻機(jī)在中頻加熱領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)末已有100～300 kW、0.4～8 kHz系列的晶閘管變頻電源設(shè)備可供用戶選用，2.5 t/1500 kW煉鋼用中頻感應(yīng)爐和30 t鑄鐵保溫用中頻感應(yīng)爐已正式投入運(yùn)行。靜電感應(yīng)晶體管SIT式、絕緣柵雙極型晶體管IGBT式中、高頻電源等的研究始于20世紀(jì)80年代后半期，90年代已有100～200 kHz、20～300kW系列的全晶體管高頻電源裝置投放市場(chǎng)。但中國(guó)變頻電源裝置的整體技術(shù)水準(zhǔn)與美國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有相當(dāng)差距。 [1]

工頻感應(yīng)爐工作原理是電磁感應(yīng)定律的具體應(yīng)用，即給感應(yīng)線圈通一交變電源時(shí)就產(chǎn)生一交變磁通，此磁通交鏈著坩堝中的金屬爐料，于是在爐料中引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

由于爐料系統(tǒng)導(dǎo)體呈閉合回路，在該電動(dòng)勢(shì)的作用下產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng)電流；又由于電流的趨表效應(yīng)，使強(qiáng)大的電流僅沿爐料表層流過(guò)，產(chǎn)生大量焦耳熱，從而使?fàn)t料加熱以至熔化，如果用熱能和熱量加以表示，則：

；

工頻感應(yīng)爐一般都由一套電源及電氣控制設(shè)備和兩臺(tái)爐子組成，一臺(tái)爐子熔煉，另一臺(tái)爐子備用。 每臺(tái)爐子主要由爐體、固定架、爐蓋機(jī)構(gòu)、水電引入系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等組成。

1、爐體：

由框架式（5噸以下）或簡(jiǎn)殼式（10噸以上）爐殼、感應(yīng)器、導(dǎo)磁體以及坩堝等主要部件組成一個(gè)裝配單元，它是爐子的“心臟”，熔煉工作進(jìn)行得如何，主要決定于此部分的工作如何。爐殼由鋼板或型鋼焊成一體，具有充足的強(qiáng)度和鋼性。感應(yīng)器用優(yōu)質(zhì)異型鋼管繞制而成，中間通水冷卻，端部有供電接頭和供水接頭；感應(yīng)器座于爐底線圈上，依靠周圍分布的磁軛定心并以徑向壓緊，它的上部設(shè)有彈性軸向緊固裝置，用以減少感應(yīng)器送電過(guò)程中的振動(dòng)和防止傾爐時(shí)感應(yīng)線圈的移動(dòng)。感應(yīng)器根據(jù)設(shè)計(jì)需要，有一組或二組、三組的；按熔煉工藝要求，可分別或共同并入網(wǎng)絡(luò)。

磁軛是由優(yōu)質(zhì)硅鋼片疊成，分布于感應(yīng)器的外圍，起支撐感應(yīng)器的骨架作用，同時(shí)可約束感應(yīng)器外部撒漏磁通，以防止金屬構(gòu)件發(fā)熱。坩堝作為盛裝熔化金屬溶液的容器，它在熔化過(guò)程中、高碳鋼、鑄鐵及銅、鋁等有色金屬及其合金時(shí)，多用石英砂搗打結(jié)而成。 由上述各部分組成的爐體，通過(guò)兩側(cè)軸承連接于固定架，兩只柱塞缸實(shí)現(xiàn)爐體傾轉(zhuǎn)，倒出金屬溶液。

2、固定架 固定架用型鋼焊接而成，并用地腳螺栓牢固地固定在混凝土地基上。它承受整個(gè)爐體的全部負(fù)荷，在爐體傾轉(zhuǎn)中起支撐作用。

3、爐蓋機(jī)構(gòu)

包括爐蓋、提升手柄或提升油缸。通過(guò)手動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)，可使?fàn)t蓋做升降和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)裝料和防止大量輻射熱損失。爐蓋圈內(nèi)填筑耐火材料，也是用以減少熱損失。灶蓋上開有觀察孔，可用于熔煉過(guò)程中隨時(shí)監(jiān)視熔煉情況。也克用于測(cè)溫、取樣。爐蓋開啟最大角度為90°。

4、水電引入系統(tǒng)

該系統(tǒng)由進(jìn)回水總管、水冷電纜、各分支水路及其監(jiān)視儀表等組成。主要用于通水冷卻感應(yīng)器和水冷電纜。

冷卻水進(jìn)水溫度一般控制在5~35℃之間，最好控制在稍低于環(huán)境溫度以下，否則，溫差太大，往往會(huì)引起感應(yīng)器、電纜及管路外表結(jié)露，導(dǎo)致?lián)p壞絕緣和出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。出水溫度應(yīng)控制在55℃以下，以減少水中CaO、MgO沉積于感應(yīng)器內(nèi)壁而結(jié)垢。

冷卻水自水源進(jìn)入總管分配到各支路，其中有用于冷卻感應(yīng)器，有用于冷卻電纜，通常兩根電纜組成一支冷卻水路；每個(gè)支路設(shè)有截止閥，可根據(jù)出水大小調(diào)整其流量。 用水監(jiān)視系采用準(zhǔn)進(jìn)水側(cè)總管上裝有電接點(diǎn)壓力表，當(dāng)進(jìn)水壓力小于最低壓力時(shí)，就發(fā)出信號(hào)和音響；出水側(cè)各支路的出水溫度用雙金屬信號(hào)溫度計(jì)控制，當(dāng)任一支路水溫超過(guò)調(diào)整的最高水溫55℃時(shí)，均能發(fā)出迅號(hào)，再根據(jù)指示或測(cè)量找出超溫支路，便可人工調(diào)整該支路冷卻水量。

冷卻水必須清潔，要求水質(zhì)：酸度PH6~9范圍，硬度不大于10度（每度為1升水含10毫克氧化鈣），總固體量不超過(guò)250mg/升，該系統(tǒng)與水源相連接處宜放置過(guò)濾器與之銜接，以免大型雜質(zhì)堵塞水路。 本系統(tǒng)中所用之輸水夾布膠管，長(zhǎng)度不得小于設(shè)計(jì)值，以免漏電造成操作者觸電事故。

5、液壓系統(tǒng)

二臺(tái)爐體由一臺(tái)或二臺(tái)油壓裝置提供壓力油，通過(guò)操縱臺(tái)手動(dòng)閥和按鈕使?fàn)t體傾動(dòng)或爐蓋啟閉，油壓裝置由兩套相同的油泵、電機(jī)、閥門等組成，兩套互為備用，工作油為3號(hào)定子油，爐體最大傾動(dòng)角度95°。

傾爐油缸裝于爐體和固定架之間，作為傾轉(zhuǎn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其下部進(jìn)油口裝有“管道破裂安全閥”，一旦由于某種事故使油管破裂或軟管開脫時(shí)，安全閥即刻動(dòng)作，封閉油路，防止?fàn)t體自動(dòng)下降。 [2]

1． 爐體檢查：

1.1檢查爐體冷裂紋，裂紋在二毫米以下不用作修補(bǔ)。超過(guò)二毫米的裂紋必須進(jìn)行修補(bǔ)。

1.2特別注意水平裂紋，因?yàn)樗搅鸭y在起爐時(shí)彌合比較困難。 1.3經(jīng)常檢查爐體熔損情況，檢查方法必須精確。

2． 冷爐開爐：

升溫曲線；開始時(shí)每小時(shí)200-300度升溫；當(dāng)升溫到900-1000度時(shí)；按正常的操作工藝工作。

3． 熱爐停爐：

倒完鐵水，清理干凈爐渣，放入起熔鐵塊，加熱到起熔塊發(fā)紅，蓋好爐蓋，讓爐體慢慢冷卻。切記不可用壓縮空氣讓爐體急冷。

4．操作事項(xiàng)：

4.1加入爐料時(shí)注意防止?fàn)t口機(jī)械損傷。

4.2爐內(nèi)的爐渣盡量扒干凈，因?yàn)闋t渣對(duì)爐體的侵蝕是特別厲害的，爐渣內(nèi)的有害化學(xué)成份比較多，容易在局部造成異常熔損。

4.3加入脫硫后的鐵水時(shí)，必須扒渣干凈。防止鐵水內(nèi)的堿性化學(xué)物質(zhì)通過(guò)鐵水轉(zhuǎn)運(yùn)包進(jìn)入中頻爐內(nèi)。一旦進(jìn)入爐體內(nèi)，就會(huì)和爐體內(nèi)的耐火材料起化學(xué)反應(yīng)，爐體耐火材料就會(huì)產(chǎn)生不正常熔解和侵蝕。

4.4當(dāng)使用溫度達(dá)不到所選耐火材料的使用溫度時(shí)，每周應(yīng)把爐膛鐵水溫度提高1-2次到耐火材料的使用溫度。

4.5加入合金時(shí)，其固體尺寸不大于30mm，防止合金沉底，與鐵水反應(yīng)后，溶損爐體底部耐火材料。

4.6熔煉出的鐵水日常注意氧化鐵，必要時(shí)加入冶金級(jí)的炭化硅鐵，以還原鐵水中三氧化二鐵，但是加入硅鐵的溫度應(yīng)控制在1350-1400度，保持15-25分鐘，利于硅鐵熔解。 4.7每次在倒出鐵水時(shí)，必須關(guān)閉爐體電源；防止?fàn)t底鐵水過(guò)熱。

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