Нагрев металла перед теми или иными видами обработки (как технологическими: литейное производство, обработка металла давлением и сварочное производство, так термической обработкой) является обязательной технологической операцией, и его часто проводят в печах (пламенных или электрических). Известно, что нагрев в печах характеризуется низким КПД.
В пламенных печах тепло получают за счет химической энергии топлива, а в электрических — за счет преобразования электрической энергии в тепловую энергию. В зависимости от типа топлива, условий и характера работы современных пламенных кузнечных печей из‑за значительных потерь тепла их КПД обычно находится в пределах от 10 до 35% [1]. В электрических печах КПД доходит до 70%, т. к. в них отсутствуют основные тепловые потери пламенных печей — с уходящими продуктами сгорания.
В последнее время все большее распространение получают процессы прямого нагрева электроэнергией в электронагревательных установках индукционного или контактного нагрева. Такие установки лишены основного преимущества печей — их универсальности, т. к. наиболее экономичная работа электронагревательных установок проявляется при нагреве конкретных заготовок, на которые они спроектированы, но в то же время они лишены и основного недостатка печей — их низкого КПД.
При проведении исследований по упрочнению твердых сплавов [2, 3] в качестве нагревательного устройства использовали индукционно-закалочную установку [4].
Целью создания такой индукционно-закалочной установки было обеспечение безокислительного нагрева изделий из твердых сплавов при их термообработке, что приведет к повышению их качества и эксплуатационной стойкости. Безокислительный нагрев был достигнут тем, что в кольцевом индукторе, соосно ему, установлен тигель без дна со вставкой и крышкой.
Тигель, вставка и крышка выполнены из углеграфитового материала, между индуктором и емкостью установлен шибер из электроизоляционного материала, выполненный с возможностью поворота и подвода под тигель, а между тиглем и индуктором установлена электроизоляционная прокладка (рис. 1). Использование тигля, вставки и крышки из углеграфитового материала обеспечивает в процессе нагрева внутри тигля восстановительную атмосферу, которая защищает нагреваемые изделия от окисления, и тем самым обеспечивается повышение их качества и эксплуатационной стойкости.