Un cuptor cu împingător este un cuptor metodologic în care piesele de prelucrat sunt deplasate de-a lungul cuptorului prin intermediul unui împingător extern. Acesta este cel mai simplu și ieftin mod de a transporta metalul prin cuptor.
În prezent, a fost dezvoltat un număr mare de cuptoare cu împingător, care diferă în ceea ce privește numărul de zone, înclinarea fundului, proiectarea bolții și metoda de utilizare a căldurii gazelor de ardere. Ca exemplu, să luăm în considerare un cuptor de încălzire cu trei zone cu două fețe, cu o punte înclinată, echipat cu un recuperator de blocuri ceramice pentru încălzirea aerului și cu arzătoare de injecție. O caracteristică specială a acestui cuptor este absența unui ventilator. Aerul este aspirat de vidul creat de jetul activ de combustibil gazos al arzătoarelor. În plus, rarefierea este creată de recuperatorul încălzit, care acționează ca un coș de fum.
Același principiu de alimentare cu aer este încorporat în proiectarea puțului de încălzire cu arzător superior.
Bancnotele încălzite în acest cuptor cu împingător sunt evacuate lateral cu ajutorul unui împingător suplimentar. Lungimea bilelor este de 5-12 metri. În consecință, lățimea cuptorului ajunge la 12,5 metri. Furnalul este proiectat pentru a arde gaz de furnal. Gazul este încălzit într-un recuperator metalic până la 200-250 °C. Recuperatorul ceramic este fabricat din blocuri de aproximativ 300 × 250 × 250 mm. Construcția recuperatorului de blocuri este foarte simplă. În interiorul blocurilor individuale există patru găuri pentru trecerea aerului, iar suprafața exterioară este profilată. Ca urmare, atunci când blocurile sunt unite, între ele apar cavități pentru trecerea fumului în direcția perpendiculară pe fluxul de aer. Avantajul recuperatorului de blocuri este rezistența hidraulică redusă pentru trecerea fumului și a aerului. Principiul de funcționare al cuptorului este următorul. Piesa de prelucrat este alimentată de un transportor extern cu role până la fereastra de capăt de pe partea de aterizare. Apoi, un împingător împinge lingoul în cuptor. Butucul înlocuiește butucul anterior și împinge toate butucii care se află pe fund. Piesele de prelucrat sunt așezate fără spații libere, astfel încât patul cuptorului poate fi considerat ca o placă monolitică pentru calculele de încălzire. Baza este înclinată pentru a facilita deplasarea întregii cuști. Chiar la capătul cuptorului, o secțiune a bazei este orizontală. Ultimul lingou încălzit, care cade pe secțiunea orizontală a patului, va fi evacuat din cuptor de împingătorul lateral prin fereastra laterală. Temperatura de încălzire a lingourilor depinde de calitatea oțelului și variază între 1100 și 1250 °C. Bancnotele sunt încălzite
Produsele de ardere (fumul) sunt generate în timpul arderii combustibilului în arzătoare cu injecție. Fumul trece spre metal și este eliminat la o temperatură de 750-1000 °C în apropierea ferestrei de coborâre prin cavitățile din pereții laterali și prin spațiile dintre piesele de prelucrat și pereții cuptorului. Apoi, fumul trece printr-un recuperator ceramic cu două căi pentru încălzirea aerului și printr-un recuperator cu tuburi metalice pentru încălzirea gazelor și este evacuat netratat în atmosferă prin intermediul unui coș de fum.
În zona de sudare a cuptorului, metalul este împins prin tuburi glisante (de alunecare) răcite cu apă. Dacă vă uitați la podea de sus (în plan), puteți vedea că tuburile glisante sunt proiectate ca o serie de tuburi longitudinale paralele de transport. Pentru a reduce contactul metalic cu partea rece a țevilor longitudinale și pentru a reduce abraziunea țevilor, pe acestea se sudează o bară solară din oțel rezistent la căldură sau se instalează așa-numitele reuters din aliaje pe bază de crom rezistente la căldură. Tuburile glissade sunt susținute de țevi de sprijin, care sunt un sistem de țevi transversale (orizontale) și verticale răcite cu apă. Tuburile glisante permit încălzirea rapidă a pieselor de prelucrat (de exemplu, productivitate ridicată) prin asigurarea unei alimentări bidirecționale cu căldură a pieselor de prelucrat. Tuburile glisate sunt avantajoase pentru piesele cu o grosime mai mare de 100 mm. Încălzirea în zona de așteptare este unilaterală. Scopul principal al zonei de lunecare este de a elimina petele „întunecate” care se formează pe suprafața inferioară a bilelor pe măsură ce acestea se deplasează de-a lungul tuburilor glisante. În zona de prăjire, țaglele se deplasează pe bare solide nerefrigerate. Monoxidul de carbon metalic (pierderi prin oxidare) în cuptoarele cu împingătoare este de obicei de 1,5-2 %. Scoria (calcarul) este îndepărtată periodic manual din partea inferioară prin ferestrele laterale de lucru ale zonei inferioare de sudare și prăjire.
Consumul specific de combustibil într-un cuptor de împingere la o temperatură de încălzire a lingourilor de 1200 °C este de aproximativ 70-80 kg t.c./t de metal. În cazul în care nu există zone de încălzire cu două fețe în cuptor (fără țevi glisante), consumul de combustibil este de aproximativ 60-70 kg t.c./t de metal.
Pentru a reduce consumul de combustibil, se pot recomanda următoarele:
- îmbunătățirea izolației termice a țevilor glissade, care consumă până la 15 % din căldura furnizată cuptorului;
- aplicarea unui sistem de răcire prin evaporare pentru țevile glissade. Acest lucru va permite reducerea consumului de apă pentru răcire, creșterea rezistenței țevilor, obținerea de agent de răcire la temperaturi ridicate (abur);
- utilizarea de materiale termoizolante moderne rezistente la căldură în zidăria cuptorului;
- intensificarea schimbului de căldură radiantă în zonele cuptorului (creșterea luminozității flăcării, utilizarea de arzătoare de mare viteză, ondularea zidăriei, înnegrirea căptușelii etc.);
- înlocuirea recuperatorului ceramic cu un recuperator metalic stabil;
- crearea de condiții la începutul zonei metodei pentru ca produsele de ardere să curgă mai întâi deasupra metalului și apoi sub metal;
- organizarea unui jet de produse de ardere asupra metalului cu ajutorul pompelor sau injectoarelor de fum la temperatură ridicată, ceea ce mărește semnificativ transferul de căldură în timpul perioadei inițiale de încălzire;
- dispunerea unui sistem de deflectoare în spațiul de lucru pentru a presa fluxurile de fum împotriva metalului și a crește transferul de căldură prin convecție. În același timp, se mărește suprafața radiantă a zidăriei;
- refuzul bazei monolitice în zona de lâncezeală și trecerea la încălzirea pe două fețe a metalului pe întreaga lungime a cuptorului. În acest caz, utilizarea de reșouri metalice sau metaloceramice este obligatorie. Este de dorit o ușoară deplasare a țevilor glisante pe lungimea cuptorului (în raport cu axa cuptorului).
