Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кузнечные горны своими руками: принцип работы, советы

Кузнечный горн своими руками

Изготовление горна для собственной кузницы

Ручная ковка становится всё более популярной – и для удовлетворения собственных потребностей, и для производства различной продукции на заказ. Нагрев металла, с целью повышения его пластических характеристик, необходимо выполнять в специальных нагревательных устройствах, простейшим из которых является кузнечный горн. Главная задача горна – обеспечить стабильное повышение температуры металла до температур ковки, т.е., не менее чем до 1200 °С. Как сделать самодельный кузнечный горн, и возможно ли это в принципе, рассмотрено далее.

Классификация видов кузнечных горнов

Она может быть произведена по следующим основным показателям:

  1. По виду применяемого топлива. Различают газовые горны, а также устройства, работающие на твёрдом (угле) или жидком (мазуте) топливе.
  2. По конструктивным особенностям строятся открытые и закрытые горны.
  3. По размерам пода (эффективной поверхности) – малые, средние и крупные.

Твёрдотопливные горны, для которых необходимо применять коксующийся уголь – эффектное для видеосъёмки, но устаревшее техническое решение. При этом потребуется не только обеспечить непрерывную поставку высококачественного древесного угля, но и смириться с технологическими недостатками, среди которых:

  • неравномерность нагревания;
  • невозможность управлять процессом;
  • повышенное содержание серы, что увеличит хрупкость в процессе ковки;
  • увеличенный расход топлива, он может составлять до 120 — 150% от веса;
  • низкий КПД устройства, сопровождающийся значительным угаром.

Тем не менее, такие конструкции в условиях единичного выпуска изделий могут находить применение в домашних условиях, особенно, если это мини-горны, работающие на дешёвом мазуте.

Конструкция кузнечного горна

Для создания более благоприятных условий работы кузнеца целесообразнее строить закрытые горны. Они, хотя и несколько сложнее в изготовлении, зато отличаются более высокой эффективностью, и обеспечивают равномерный нагрев заготовок, в частности, круглого или прямоугольного поперечного сечения. Открытые горны остаются для кузниц художественной ковки незначительной по своим размерам продукции.

Кузнечный горн закрытого типа состоит из следующих элементов:

  1. стальной опорной рамы со стойками;
  2. пода;
  3. футеровки;
  4. шиберной заслонки;
  5. вентилятора;
  6. дымоотводных труб.

Если при ковке необходимо нагреть металл не полностью, то в заслонке выполняются технологические отверстия. Они снабжаются закрывающимися глазками, необходимыми для того, чтобы снизить потери топлива, и ускорить процесс нагрева.

При обустройстве мастерской экономично оборудовать кузнечный горн простейшим рекуператором – узлом, повышающим температуру отводимых печных газов. Горны с рекуператорами имеют более высокий КПД, а выделяющееся тепло может быть использовано, например, для печи, производящей последующую обработку кованых изделий – их кузнечную сварку, воронение и пр.

Этапы изготовления самодельного горна

Как сделать кузнечный горн, и с чего начать? Для изготовления закрытого горна предварительно потребуется определить размеры его пода. Они определяется желаемой производительностью, и зависят от расхода топлива и интенсивности действия кузнечного горна. Для газового варианта оптимальной можно принять скорость подачи топлива 1 — 1,5 м/с: в этом случае процессы теплопередачи в закрытом пространстве будут протекать достаточно эффективно.

Кузнечный горн закрытого типа

Напряжённость пода Н связана с производительностью горна N простым соотношением:

где F – площадь пода.

Учитывая площадь, отводимую под кузницу, а также ожидаемую производительность ковки (например, в кг изделий), можно установить фактическую минимальную напряжённость пода (она не должна быть менее 100 — 150 кг/м 2 ∙ч, иначе обустройство даже мини-варианта нагревательной установки оказывается невыгодным).

Для того, чтобы изготовить горн своими руками, потребуются следующие материалы:

  1. толстолистовая жаропрочная сталь;
  2. огнеупорный кирпич (шамот или динас);
  3. стальной профильный металлопрокат (уголки, швеллеры) для монтажа рамы горна, изготовления заслонки и опорных стоек;
  4. стальные дымоходы для отведения газов, образующихся в процессе нагревания продукции;
  5. огнеупорная обмазка для заделки щелей;
  6. листовая или широкополосная сталь для внешней футеровки.

Конструкция открытого горна значительно проще – там необходимо обустроить лишь систему колосников, и обеспечить подачу воздуха, интенсифицирующего процесс нагрева. Для отвода продуктов сгорания в этом случае достаточно обычного вентиляционного зонта из жаропрочной стали.

Кроме того, при строительстве есть смысл воспользоваться стандартными узлами. Здесь следует упомянуть вентилятор для горна, в качестве которого можно принять агрегаты, выпускаемые для двухконтурных котлов большой мощности. Также пригодны вентиляционные трубы и стальные дымоходы, предназначенные для дымоотвода газов при 300 — 400 °С. Обустроить горн своими руками можно, используя горелки от мощных двухконтурных котлов.

Изготовление опорной рамы

Поскольку кузнечный горн – агрегат стационарный, то следует чётко определиться с его местонахождением. В домашних условиях далеко не вся часть мастерской может быть использована под кузницу. Но, безусловно, горн должен примыкать к одной из её стен, желательно к той, которая не сообщается со смежными строениями, поскольку в этом случае гораздо сложнее обустроить дымоходы, и установить вентилятор для горна.

По условиям пожарной безопасности конструкция должно отстоять от капитальной стены мастерской не менее, чем на 1 м, при этом исключается любое применение материалов с пониженной огнестойкостью (в том числе и гипсокартон марки ГКЛО).

При изготовлении опорной рамы целесообразно пользоваться готовыми чертежами, которые можно купить, либо скачать в Интернете. Размеры горна/мини-горна при этом согласовываются с собственными возможностями. Хорошо, если к чертежам прилагаются также фото и/или видео работающего горна.

Опорные стойки и раму изготавливают сварными, для чего обычно применяют низколегированную сталь 09Г2С. Она обладает достаточной прочностью, легко и надёжно сваривается, стойка от высокотемпературной коррозии. Шаг пластинчатых ячеек опорной рамы определяется размерами огнеупора. В готовой раме предусматриваются отверстия под последующее крепление элементов внешней футеровки.

Изготовление пода и свода

При выборе огнеупоров для обустройства верхней части руководствуются соображениями долговечности, видом нагреваемых изделий, а также интенсивности использования кузнечного горна. Чаще других используются шамот и динас.

Шамот изготавливается согласно техническим условиям ГОСТ 390-79. Купить несертифицированную продукцию весьма опасно, поскольку по цвету иногда бывает трудно отличить шамотный кирпич, от обычного, который плавится уже при 1200 ° С. Пригодный для кладки шамотный кирпич должен быть кремового цвета, и обладать низкой пористостью. В этом случае его вес составляет не менее 5 кг. В Интернете достаточно роликов демонстрационного видео, с помощью которого можно отличить качественную продукцию. Для строительства горна подходят марки ШПД, ША и ШБ.

Скачать ГОСТ 390-79 «Изделия огнеупорные шамотные и полукислые общего назначения»

Динас – огнеупор со значительно более высокими огнеупорными характеристиками: до 1800 0 С, однако он более дорог. Материал по цвету светлее шамота, поскольку имеет повышенный процент кремнезёма. Он лучше выдерживает интенсивные теплосмены, поэтому горны, выложенные из динасового кирпича, долговечнее.

При кладке стоит напомнить, что в кладочном растворе обязательно должна присутствовать огнеупорная глина и измельчённый шамот/динас, в пропорции 60/40. Каналы под вентилятор и дымоходы отделываются по периметру стальными полосами или уголками.

Изготовление заслонки и футеровки производится по той же технологии, что и описанная выше. Для футеровки стоит принимать полосы или листы, имеющие рёбра жёсткости: это снизит теплоотдачу в окружающее пространство, а также поможет увеличить производительность нагрева.

После окончания работ конструкцию тщательно просушивают, после чего испытывают вентилятор для горна, и только затем производят пробный пуск. Длительность нахождения изделий в готовом горне можно сопоставить со значениями, приведенными в следующей таблице:

Способы изготовления кузнечного горна для ковки своими руками

В кузнечном деле горн используется для прогрева и разогрева заготовок из металла перед термической обработкой. Рабочая температура в этом устройстве поднимается до 1200 градусов. По конструкции приспособление может быть стационарным и мобильным (то есть размещаться непосредственно в специально оборудованной кузне или переноситься в удобное для работы место). Для промышленности оборудование комплектуется разными приспособлениями, для бытового применения горн производится в самом простом варианте.

Особенности бытового кузнечного горна

Из-за высокой стоимости плавильных установок не каждый пользователь может купить подобное оборудование специального назначения. Для бытовых нужд собрать газовый кузнечный горн своими руками несложно при условии правильного определения формы, мощности и устройства системы наддува. Бытовую простейшую кузню для художественной ковки или литья из цветного металла можно собрать из нескольких шамотных кирпичей и листовой стали.

Сделать горн в домашних условиях для работы с черным металлом не представляет сложности. Изготовить простейшую конструкцию можно из металлической емкости, в боковой части которой необходимо сделать отверстие под газовую горелку. Систему подачи топлива можно собрать из отрезка трубы и муфты, для опорной конструкции под емкость подойдут длинные болты. Футеровка газового очага выполняется методом засыпки раствора из алебастра или гипса, песка и воды.

Горн необходимо оснащать защитным кожухом, керамической трубкой или подходящей по размеру бутылкой. После выполнения футеровки и сверления отверстия для подачи газа, приспособление устанавливается в удобном месте, но на расстоянии от легковоспламеняющихся материалов. К преимуществам конструкции относится возможность перемещать печь, регулировать степень нагрева заготовки, что особенно удобно в процессе работы с разным ковочным материалом.

Принцип работы установки

Перед тем как приступить к сборке термической установки, нужно понимать принципы работы самодельного горна для ковки металла, чтобы упростить конструкцию печи для домашнего пользования. В основе работы прибора лежит энергетический выход при сжигании смеси углерода и кислорода, процент выделения металла в расплавленном виде. В процессе плавки углерод купирует реакцию окисления металла, постоянный поддув газа в топливо быстро повышает температуру в горне.

Процесс разогрева металла требует определенных навыков и специфических знаний. Недостаточно собрать мини-горн своими руками, необходимо научиться контролировать подачу кислорода в топливо, объем которого должен составлять не более 95%. Если заготовка перегревается, происходит науглероживание металла, сталь становится хрупкой, превращаясь в чугун.

Разрабатывая чертеж будущего кузнечного приспособления, особое внимание следует уделить типу энергетического вещества, влияющего на конструкцию очага. По виду топливо для горна бывает:

  • газовым (бутан, пропан);
  • жидким (солярка, мазут);
  • твердым (древесный уголь, кокс);
  • смешанным (газово-жидким).

В зависимости от планируемой работы и размера заготовки термическая печь может быть с открытой или закрытой зоной очага. Домашнему мастеру следует помнить, что бытовой газ можно использовать в горне только после предварительной очистки от серы методом «прогонки» через жидкий нафталин. Изделия из прогретого газовой горелкой металла не могут использоваться в качестве нагружаемых деталей.

Основным требованием к обеспечению безопасности мастера является установка мощной принудительной вентиляционной системы, даже если для устройства кузнечного горна используется бытовой паяльный аппарат, работающий на баллонном газе. Прибор позволит заниматься изготовлением декоративных элементов интерьера и экстерьера в собственном гараже.

Изготовление печи из паяльной лампы

Изготавливая горн для ковки своими руками, паяльную лампу нужно установить в углубление, по периметру которого уложить шамотный кирпич с колосниковой решеткой. При выкладке огнеупорных кирпичей необходимо соблюдать расстояние между ограждающими элементами с целью обеспечения поступления воздушных масс в камеру сгорания. Угол расположения относительно друг друга блоков строительного материала определяется мастером.

В углубление, оборудованное из кирпичей на решетке, засыпается древесный уголь или кокс, на паяльную лампу надевается патрубок, который подводится под колосники. Заготовка для поковки закладывается в щель между кирпичной кладкой, угольный концентрат поджигается снизу. Для удаления дыма над колосниками устанавливается зонд, шатер или дымоход.

Твердотопливное устройство для кузни

Самой простой моделью твердотопливного устройства для частной кузни является уличная открытая печь, для оснащения которой не требуется установки вентиляционной системы. Сооружение конструкции предусматривает заливку армированного бетонного основания, в основе сооружения необходимо уложить стеновой кирпич. Стол устанавливается на удобной высоте, в одной стене оставляется отверстие для поддувала.

Горный под выкладывается из шамотного кирпича с опорой на стальные уголки, в средней части сооружения оставляется полость для колосника. Обеспечить достаточную тягу в очаге поможет дымоход или зонд, система подачи воздуха монтируются на завершающей стадии строительных работ. Усилить тягу поможет установка в дымоходе электрического вентилятора или монтаж кузнечных мехов.

В домашней кузнице емкость для закалки деталей и газовоздушная камера не являются обязательными элементами. Они могут пригодиться в том случае, когда в процессе работы с булатной сталью требуется проводить термическую или противоударную закалку. В газовоздушной камере проводится:

  • сушка и подогрев кислорода;
  • фильтрация кислорода от конденсата и посторонних примесей;
  • смешивание воздуха с присадочными веществами для легирования стали.

Для плавки драгоценных металлов и создания сплава цветных металлов необходимо изготовление горнила из термостойкого материала. Выполненное в виде колпака устройство позволяет увеличить рабочую температуру в печи без риска перегрева заготовки и образования нагара.

Домашняя кузница на газу

Для изготовления простой домашней кузни на газу можно использовать запчасти от старого велосипеда. Если на токарном станке произвести обточку «звездочки» от коробки передач, приспособление может функционировать на бутане или пропане, нагревать замкнутые горны небольшого объема. Важным условием пользования переносной конструкцией является запрет на работу горелки с ацетиленом, так как высокая температура пламени может сжечь бывшую «звездочку», а печь попросту взорвется.

Собрать такое устройство несложно, при этом самодельный горн для ковки мало чем уступает промышленным, но обходится намного дешевле. Главное, соблюдать при изготовлении и использовании правила безопасности.

Кузнечный горн своими руками для ковки

Специальное устройство, предназначенное для разогрева рабочих заготовок до температуры ковки во время металлообработки, известно как кузнечный горн. Существует несколько видов горна, каждый из которых имеет свои особенности.

  • Конструкция и предназначение устройства
  • Горны на угле
  • Устройства, работающие на газе
  • Самостоятельное изготовление
  • Особенности работы с горном

Не исключена возможность того, что кузнечный горн своими руками можно сделать несколькими простыми способами.

Конструкция и предназначение устройства

Первый кузнечный горн своими руками был изобретен еще древними халибами. В наше время существует несколько вариантов конструкций этого устройства. При их классификации ориентируются на такие факторы горнов:

  1. Топливо, которое используется для розжига (уголь, газ, кокс, мазут).
  2. Конструкция горна.
  3. Размеры устройства.
  4. Цель, с которой предполагается его использование (нагрев под ковку, термообработка заготовки).

В качестве топлива может использоваться мазут, газ или уголь. Как правило, чаще всего применяется уголь. Этот вариант топлива отличается безопасностью и невысокой стоимостью. Что касается мазута или кокса, эти виды топлива относятся к дорогостоящим, а также загрязняющим окружающую среду.

Использование газа обеспечивает высокий уровень коэффициента полезного действия, но в то же время требует более тщательного обслуживания установки.

Горны на угле

Горны, которые в качестве топлива используют уголь, отличаются простым устройством и практичностью использования. Конструкция устройства этого вида состоит из таких рабочих частей:

  1. Крыша и стенки. Для их возведения применяют кирпич, обладающий огнеустойчивыми свойствами. Это может быть шамот или динас.
  2. Гнездо. Именно в нем и происходит нагревание рабочих заготовок.
  3. Зонт. Состоит из шторок, откидного типа. Его основное предназначение заключается в улучшении естественной тяги рабочего пространства.
  4. Задняя стенка. В ней проделываются специальные отверстия, через которые обеспечивается подача исходящего потока воздуха.
  5. Воздушный кран. Посредством его использования выполняется подача воздуха в гнездо горна.
  6. Короб. Для его выполнения используется жаропрочная сталь. С его помощью происходит соединение входного отверстия и гнезда.
  7. Закаленная емкость. Она может быть выполнена как из кирпича, так и из стали. Основное ее предназначение заключается в понижении температуры рабочих заготовок после их термической обработки. Благодаря этому можно исключить процесс образования на них термотрещин.
  8. Дымоход. Через него выводятся продукты сгорания топлива.

Если говорить о недостатках твердотопливного горна, следует отметить сложность процесса его розжига. Усложняется розжиг особенно в том случае, когда горн на протяжении длительного времени стоял неиспользованным. Для этого кузнецу необходимо обладать определенными навыками.

Подготовку горна к использованию нужно проводить в такой последовательности:

  • очистить гнездо от остатков золы и сгоревших углей;
  • продуть дымоход и каналы, по которым проходит воздух посредством использования сжатого воздуха. Для этого можно использовать обычный пылесос;
  • насыпать на дно гнезда горна немного угля. При этом следует обратить внимание на то, что отверстие, расположенное на дне короба, должно остаться открытым;
  • для облегчения процесса розжига рекомендуется на поверхность угля положить немного ветоши, смоченной жидкостью для розжига костров. Вместо ветоши можно использовать древесные опилки;
  • когда уголь хорошо разгорится, можно понемногу подсыпать уголь небольшими порциями;
  • теперь необходимо открыть кран подачи воздуха и установить его посредине положения;
  • как только уголь станет прогорать, можно повысить интенсивность подачи потока воздуха;
  • при образовании на поверхности угля корки можно приступать к прогреву рабочей заготовки и подготовки ее для работы.
Читать еще:  Лазерная гравировка с помощью старого DVD-лазера

Так как температура под коркой выше, чем на ее поверхности, заготовка помещается непосредственно под корку. Если толщина корки достигает больше 5−10 мм, ее рекомендуется разрушить. В противном случае уровень теплопроводности становится меньшей.

Для того чтобы заготовка прогрелась равномерно по всей площади, ее необходимо периодически переворачивать. Стоит также обратить внимание на цвет огня. Он должен быть равномерный, а также иметь одинаковый цвет.

Ни в коем случае нельзя допустить перегрева металла. При этом он будет намного сложнее поддаваться обработке.

Устройства, работающие на газе

Отличительной чертой данного вида горнов является то, что подготовить их к работе намного проще, чем кузнечные горны, работающие на твердом топливе.

Если говорить о конструкции горнов газового типа, она состоит из таких элементов:

  1. Камера. Для ее изготовления используется материал, обладающий огнеупорными свойствами. С внешней стороны камера обкладывается сталью с жаростойкими свойствами.
  2. Заслонка передняя. Ее открывание обеспечивается посредством использования противовеса или шарниров. Для того чтобы имеет возможность наблюдать за тем, что происходит внутри камеры, в одной из ее стен монтируется небольшое смотровое окно.
  3. Под. Для его изготовления используется шамотный кирпич, обладающий жаростойкими свойствами.
  4. Горелка. Возможно использование горелок нескольких типов. При определении типа горелки главным фактором является разновидность газа, который используется. Например, если в качестве топлива применяется смесь пропан-бутана, используется горелка диффузного типа. Горелки этого типа гарантируют равномерность нагрева рабочей заготовки, а также образование минимального количества угара.
  5. Редуктор смесительный. Воздух входит в газовую смесь, которая находится в баллоне.
  6. Сопло. Его форма имеет непосредственную зависимость от формы заготовок, которые будут использоваться в процессе работы.
  7. Решетка колосников. Ее предназначение заключается в повышении показателя тяги, а также в обеспечении сбора окалин.
  8. Вентилятор. С его помощью воздух нагнетается к горелке.

Для обеспечения работы газовых кузнечных горнов необходимо обязательное присутствие источника энергии. В связи с этим горны этого вида применяются для нагрева до температуры ковки заготовок большой длины. В таких горнах процесс их нагрева происходит намного быстрее.

Использование газовых горнов возможно при соблюдении таких правил безопасности:

  • помещение кузнецы необходимо периодически проветривать, дабы предотвратить скопление газа;
  • возле горна не допускается располагать устройства, в которых находится кислород или смеси, содержащие его;
  • посредством использования газоанализатора необходимо проверить окончательное сжигание газа перед новым запуском горна.

Только при условии соблюдения правил использования и безопасности горна газового типа его применение будет оправдано.

Самостоятельное изготовление

Перед тем как сделать горн, необходимо определиться с типов устройства. Самодельные горны могут быть двух видов:

  1. Закрытый. Его конструкция оборудована специальной камерой, в которой заготовка разогревается до необходимой температуры. Следует обратить внимание, что в горнах закрытого типа можно работать с заготовками, размер которых не превышает размеров самой камеры.
  2. Открытый. Засыпание топлива на колосники в нем проводится с ее верхней части. С нижней части происходит подача воздуха. Рабочая заготовка для ее нагрева помещается непосредственно на поверхность топлива. Благодаря этому можно использовать заготовки довольно больших размеров.

Для начала необходимо взять пластину из стали и просверлить в ней отверстия. После этого ее можно вставить в центральную часть стола, который выступает в качестве основы горна.

Для того чтобы изготовить стол, рекомендуется взять металлическую пластину, толщина которой колеблется в пределах 3−5 мм. Следует учитывать габариты стола: 700 мм — высота стола. Столешница имеет размеры 80 Х 100 см.

Не исключена возможность того, что из уголка варится рама, в которую помещаются решетка колосника и огнеупорный кирпич. Для изготовления решетки можно использовать обычную старую сковороду из чугуна, в днище которой просверливаются отверстия. Следует учесть то, что при определении высоты стола необходимо ориентироваться на рост кузнеца.

Теперь можно приступить к монтажу механизма подачи воздуха. Есть возможность создания такого механизма, работающего от ножного привода.

Оптимальным вариантом создания механизма является использование электровентилятора из ненужного пылесоса. Его мощности хватит для того, чтобы подать поток воздуха необходимой силы. Нелишним будет оборудовать конструкция регулятором мощности.

Не исключена возможность использовать вместо пылесоса привод от ручной сирены.

После этого все части конструкции собираются в одно целое устройство. Теперь можно приступить к проведению первого испытательного запуска. Самодельный горн для ковки можно дополнять разного вида дополнительными приспособлениями, которые повышают показатель удобства работы с ним.

Особенности работы с горном

После изготовления кузнечного горна необходимо научиться им пользоваться. Для этого рекомендуется придерживаться таких правил:

  1. Началом работы с устройством заключается в загрузке топлива на колосниковую решетку. Некоторые кузнецы рекомендуют на разогретый слой угля положить рабочую заготовку, а сверху на нее насыпать еще один слой угля. Таким образом удается добиться максимально высокой температуры в камере.
  2. Если в качестве топлива используется древесина, на колосниковую решетку необходимо положить дополнительное кольцо (диаметром 21 см).
  3. Для обеспечения хорошей тяги над самодельным горном необходимо смонтировать специальную вытяжку. Ее также можно выполнить самостоятельно.
  4. Для того чтобы разогреть заготовку до необходимой для ковки температуры, ее нужно держать в средине раскаленного угля. При этом важно не передержать заготовку. Это может ухудшить свойства металла, что осложнит процесс работы с заготовкой или сделает металл очень хрупким.
  5. Для проведения ковки рекомендуется использовать специальный молоток, вес которого не больше 1 кг. В процессе работы глаза необходимо защитить очками. Это поможет предотвратить попадание в глаза раскаленного металла.
  6. Большая металлическая вещь может быть использована в качестве наковальни. Это может быть рельса или кувалда.

Самодельный кузнечный горн имеет существенные преимущества перед приобретенным. Он намного дешевле, проще в использовании и обслуживании.

Устройство самодельного кузнечного горна

Как сделать простейший кузнечный горн своими руками и какие типы печей можно собрать в своей мастерской? Об этом далее в материале нашей статьи.

Кузнечный горн в кустарных условиях способен дать температуру до 1200 градусов, чего вполне достаточно для ковки стали. Однако, насколько сложно его изготовить и что нужно знать о требованиях к очагу? Как сделать простейший кузнечный горн своими руками и какие типы печей можно собрать в своей мастерской? Об этом далее в материале нашей статьи.

Типы кузнечных горнов

Еще 100-120 лет назад основным видом топлива был каменный уголь, на нем работало все основное производственное оборудование, в том числе и кузнечные горны. Сегодня разнообразие топлива позволяет сделать различные виды печей, вплоть чуть не «карманного» формата, но вполне эффективные и работоспособные.

К примеру, в представленном видеоматериале самодельный горн для ковки, сделанный из консервной банки и небольшой газовой горелки.

В зависимости от типа используемого топлива и особенностей конструкции выделяют следующие типы кузнечных очагов.

  • Газовые, жидко- и твердотопливные.
  • С открытым и закрытым очагом.
  • Переносные и стационарные.

Какой из этих видов выбрать и сделать, будет зависеть от планируемых работ и размеров обрабатываемых заготовок.

Как сделать газовый горн

Главные положительные моменты — экономичный расход топлива, равномерный нагрев заготовки, на разогреваемом металле не скапливается сера, более высокое полезное действие.

Как сделать газовый кузнечный горн своими руками и что для этого нужно?

Обычно любое устройство самодельной кузнечной печи каждый мастер делает под себя и свои личные предпочтения. Но основная концепция конструкции одна. Устройство кузнечного горна на газовом топливе состоит из двух частей: печи и газовой горелки.

Неплохое устройство можно собрать, руководствуясь этим видео:

  • Для такой конструкции потребуется металлическая емкость: бочонок, ведро или что-то подобное.
  • Сбоку коронкой нужно сделать отверстие под систему подачи газа в очаг.
  • Саму горелку можно собрать из элементов труб и муфт.
  • Для ножек, на которых будет стоять такой горн, нужно просверлить отверстия в нижней части емкости и использовать крепления из длинных болтов и гаек.
  • Футеровка очага изготавливается засыпкой алебастра с добавлением воды и песка. При этом нужно сформировать внутренние стенки. Как кожух можно использовать керамическую трубу (как на видео) или сформировать очаг, используя подходящую по размеру бутылку.
  • Когда футеровка будет готова, нужно просверлить отверстие под подачу газа.

Преимущество такой конструкции в ее компактности, мобильности, а, главное — можно регулировать температуру нагрева заготовки (различные стали имеют разную ковочную температуру).

Для подачи газа в кирпичной конструкции высверливают отверстие под имеющуюся горелку.

Важно! При использовании газового горна в мастерской должна быть мощная принудительная вентиляция для удаления продуктов горения!

Как топливо можно использовать обычный бытовой газ, который продается в баллонах и стоит относительно дешево. И главное, его запас можно пополнять на любой станции заправки!

Такой самодельный кузнечный горн, работающий на пропане, позволяет нагревать многие марки стали до требуемой температуры.

Изготовление твердотопливного горна

В старых мастерских ранее для этого использовали меха, качая которые создавали мощную струю воздуха, подающуюся в очаг.

Как собрать такой твердотопливный кузнечный горн?

Самая простая конструкция — открытая сверху печь, установленная на улице. Ее преимущество в том, что не нужно заморачиваться обустройством мощной вентиляции.

  • Изначально заливается бетонное основание, желательно с армированием.
  • На нем изначально собирают основание, используя обычный стеновой кирпич. Такой стол может быть любой удобной высоты. При этом нужно в одной из стенок оставить отверстие. Так называемое поддувало. В итоге должен получиться квадрат или прямоугольник.
  • Следующий шаг сборка собственно нижней поверхности печи (под). Ее собирают из огнеупорного кирпича, который укладывают на основания, например, со стальных уголков.
  • По центру будущего очага оставляют отверстие под колосник. Для изготовления этого элемента используют термостойкий материал. Отлично подойдет чугунная плита от старой печи. В ней нужно просверлить предварительно отверстия.
  • Когда колосник установлен, складывают стенки с того же огнеупорного кирпича.
  • В одной из стен делают отверстие под систему подачи воздуха. Его можно высверлить, используя дрель и алмазную коронку. Или же заранее оставить при кладке.
  • Если собирают верх, то придется сложить и дымоход, иначе в закрытой печи, да еще и в помещении, не будет тяги.

Когда работы окончены, монтируют систему подачи воздуха. Здесь можно установить электрический вентилятор в трубе. Или же сконструировать кузнечные меха, как показано на видео:

Такое простейшее устройство вполне подойдет для ковки своими руками. Несмотря на примитивную конструкцию, такими печами пользовались на протяжении сотен лет, хотя имеются и недостатки.

Главный недостаток — это сложности в контролировании процесса и неравномерности нагревания заготовок. Также довольно низкое полезное действие в сравнении с газом и более высокий расход топлива.

Жидкостные устройства

Сложность заключается в подаче нужного количества топлива в камеру сгорания.

Собирая такую печь, монтируют бак для горючего и систему его подачи в очаг — форсунку. Главная проблема заключается в том, чтобы топливо распрыскивалось в мелкую пыль, тогда система будет эффективной.

Некоторые специалисты рекомендуют для этого использовать топливный тракторный насос.

Для более высокой температуры потребуется обустроить и подачу воздуха. Лучше всего использовать электрический вентилятор.

Однако кузнечная печь на жидком топливе довольно сложная в обслуживании и сборке. Намного проще собрать газовый аналог, да и топливо обойдется намного дешевле, а потребуется его меньше. Но некоторые мастера собирают такие печи и используют для своей кузни.

Решая, какой из типов горна собрать своими руками, нужно руководствоваться потребностями и планируемыми видами работ. Кованые ножи не требуют больших размеров очага и, если будут создаваться такие небольшие поковки, не стоит собирать большую стационарную конструкцию. Намного проще сделать небольшой переносной тип печи, желательно на газу.

Конечно, при запланированном производстве более массивных изделий лучше всего делать стационарный кирпичный горн с мощным поддувалом и вытяжкой.

Также немаловажным моментом будет выбор топлива. Газ более дешевый и простой вариант, уголь (древесный или каменный) несколько сложнее в использовании и его нужно большее количество в пересчете на массу заготовки. Что выбрать — зависит от Вашего предпочтения и доступа к запасам горючего.

Для того, чтобы принять участие в обсуждении данного материала, перейдите к комментариям этой статьи. Оставьте свои замечания, подкрепленные опытом сборки и использования различных конструкций кузнечных горнов.

Устройство кузнечного горна: открытая и закрытая конструкция

Если вы занимаетесь не только холодной, но и горячей ковкой металла, то без горна вам не обойтись. В таком случае возникает вопрос, как сделать кузнечный горн своими руками. Любая, даже небольшая кузница не может обойтись без кузнечного горна. Такие устройства бывают закрытого и открытого типа и могут работать на разных видах топлива (фото 1).

Фото 1. Внешний вид горна.

Горн кузнечный: принцип работы

Принцип работы указанного устройства простой — на его рабочей поверхности горит уголь (может быть другой источник тепла), в него помещается заготовка, которая нагревается до необходимой температуры.

Если говорить о видах топлива, которые могут быть использованы, то это каменный, древесный, бурый уголь, кокс, антрацит, дрова, жидкое топливо или газ.

Под горна находится в углублении, в его стенку вставляется сопло или фурма, по которым подается воздух. Сопло делают из меди или чугуна, а чтобы оно не приваривалось в процессе работы, его края надо обмазать смесью песка и глины. Для подачи воздуха используется обычный вентилятор, который приводится в действие электродвигателем, можно взять двигатель от стиральной машинки или пылесоса.

Схема устройства передвижного горна открытого типа.

Можно купить готовое устройство в магазине, но это будет дорого, а сделать самому кузнечный горн несложно и обойдется намного дешевле.

Как сделать горн своими руками? Проще и удобнее пользоваться горном, в котором в качестве топлива используется газ, это может быть как природный газ из магистрали, так и газ из баллона.

Преимущества газового горна:

  • простота конструкции;
  • нет необходимости устанавливать колосники;
  • дешевое и доступное топливо;
  • небольшие размеры и небольшой вес.

Нет стандартного размера для горна, все зависит от того, какие заготовки вы планируете в нем нагревать. Уже исходя из этого определяются с размерами указанного устройства. Можно сделать каменную кладку, можно взять толстостенный металлический бак, некоторые мастера для этого приспосабливают даже металлическое ведро, тут все зависит от вашей фантазии и возможностей. Есть два типа конструкции — закрытая и открытая. Нельзя сказать, что одна из них лучше другой, они имеют свои особенности, вы сможете выбрать для себя ту, что вам больше подходит.

Открытый вариант кузнечного горна: особенности конструкции

Фото 2. Схема горна открытого типа: 1 — дымоход; 2 — вытяжной зонт; 3 — очаг; 4 — рабочая поверхность очага; 5 — канал для удаления золы и шлака; б — бачок с водой; 7 — фурма.

Необходимо сделать огнеупорную площадку, это может быть бетонное основание или огнеупорные кирпичи, на которые устанавливается металлическая конструкция. Для того чтобы было удобнее работать, в нижней части делают поддон, в котором будут размещаться детали, сопло газовой горелки должно быть направлено вниз (фото 2).

Такая конструкция не требует устройства дымохода, так как дым удаляется естественным путем. Она должна быть установлена на открытом воздухе или в помещении, где есть хорошая вентиляция. В подобной конструкции нет камеры, ограничивающей размер деталей, которые можно разогревать, габариты деталей ограничивает пространство между стойками.

Одной из основных деталей горна является горелка. Чтобы ее сделать, надо взять трубку из нержавеющей стали, один конец которой наглухо заварить. На втором конце устанавливают металлическую сетку, от ее размера будет зависеть размер факела, сетку надо брать также из нержавеющей стали толщиной 2 мм.

Сбоку трубки возле заглушенного отверстия приваривают трубку, по которой будет подаваться воздух от компрессора, а к ней приваривают трубку меньшего диаметра, по ней будет подаваться газ. Чтобы газ и воздух лучше смешивались, можно установить крыльчатку.

Читать еще:  Почему ржавеет медь и как защитить ее от коррозии

Закрытая конструкция кузнечного горна

Фото 3. Схема горна закрытого типа: 1 — трубки дополнительной подачи воздуха для дожига отходящих газов; 2 — дымоход; 3 — окно для загрузки заготовок 4 -топочная камера; 5 — колосниковая решетка; 6 — металлический короб (зольная камера); 7 — труба для подачи воздуха; 8 — люк для загрузки топлива.

Для выполнения работ вам понадобится:

  • огнеупорный кирпич;
  • горелка;
  • вентилятор.

Основным отличием указанной конструкции является то, что в ней присутствует принудительная тяга, благодаря чему помещение, в котором установлен горн, не задымляется (фото 3).

Корпус горна делают из огнеупорного кирпича, достаточно длины стороны 0,8-1 м. Сверху устанавливают металлический лист толщиной 4 мм, чтобы горн нормально работал, его внутренний объем должен быть герметичным.

Для того чтобы удалять дым, образовавшийся во время работы, необходимо, чтобы сечение дымохода было не меньше, чем 30х30 см, а его высота — не меньше 4,5 м. В стенку горна вставляется металлическая дверца, через которую в него будут помещаться детали.

Чтобы с горном было удобнее работать, его можно установить на подставку, высота которой в каждом случае определяется индивидуально. Для подвода газа можно использовать гибкие шланги. Обязательно устанавливают запорную арматуру на газовую магистраль. Чтобы была возможность плавной регулировки подачи газа, лучше устанавливать не шаровые, а обычные краны.

Устройство кузнечного горна

Кузнечный горн применяют для разогрева металла перед следующими операциями:

  • ковка;
  • цементирование;
  • закалка;
  • отпуск и другие операции термообработки.

Горн является необходимым оборудованием для всех, кто работает с металлом: при его помощи можно получить, даже в кустарных условиях, температуру Т = 1100…1200 °С.

Принцип работы кузнечного горна

Принцип работы кузнечного горна достаточно прост. Он заключается в том, что на его рабочей поверхности горит топливо и в него помещаются заготовки, которые нагреваются до необходимой температуры. В качестве топлива могут использоваться:

  • уголь:
    • каменный;
    • древесный;
    • бурый;
  • кокс;
  • антрацит;
  • жидкое топливо;
  • газ.

Разновидности конструкций кузнечного горна

Существуют два вида конструкций:

  • открытая;
  • закрытая.

Открытая конструкция кузнечного горна

Конструкция горна открытого типа приведена на схеме.

Схема горна открытого типа.

1 – воздушный кран; 2 – брандмауэр; 3 – дымоход; 4 – колпак с откидными шторками; 5 – защитная плита; 6 – промежуток воздушного охлаждения фурмы; 7 – горновое гнездо; 8 – корыто для воды, охлаждающей фурму; 9 – ящик для угля; 10 – стенка; 11 – кирпичный свод; 12 – полость для хранения угля.

На брандмауэр (2) и параллельную ей невысокая стенку (10) опирается кирпичный свод (11), над которым находится кирпичная кладка. В этой кладке имеется горновое гнездо (7). Прилегающую к гнезду часть брандмауэра и само горновое гнездо изготавливается из огнеупорного кирпича и аналогичной глины, а стальная часть кладки – из обычных строительных материалов.

Кузнечный горн открытого типа.

Фурма (она в данной конструкции является и соплом) изготовлена из короткой толстостенной чугунной трубки, которая проходит сквозь брандмауэр. Для защиты её и примыкающей к ней брандмауэр от повреждений во время работы, они закрываются толстой чугунной плитой (5). Поток воздуха, поступающий через фурму, регулируется воздушным краном (1).

В брандмауэре оборудуется дымоход (3), а над горном монтируется колпак из жести (4). Для улучшения тяги (это необходимо при разогреве крупной заготовки) колпак имеет откидные шторки, которые в этот момент поднимаются. На стенке горна (10) установлено металлическое корыто (8) для воды, в которой охлаждается кузнечный инструмент. В удобном месте устанавливается ящик для угля (9). Кроме того, уголь держат в полости под горном (12).

Фурма изготавливается толстостенной, так как в горне она разрушается от контакта с углем. Защищает её от прогара воздушный зазор или водяное охлаждение. В первом случае между фурмой и внутренней поверхностью отверстия (6), куда её вводят, оставляют промежуток. Во втором случае применяется конструкция, изображённая на рисунке. На практике, применяются оба метода охлаждения.

Охлаждение фурмы водой.

Закрытая конструкция кузнечного горна

Конструкция закрытого горна, принципиально, не отличается от открытого. Основным отличием закрытого является принудительная тяга. В стенке горна устанавливается металлическая дверца, через которую будут загружаться заготовки. Внутренний объём горна должен быть, по возможности, герметичным. Благодаря этому возможно повысить температуру в горновом гнезде. Кроме того, не задымляется помещение, в котором установлен горн.

Выбор конструкции и самостоятельное изготовление кузнечного горна

Кузнечный горн является незаменимым в мастерских и кузницах для создания стальных изделий путём ковки горячего металла при температурах до +1200°С. Существует множество различных моделей с простой конструкцией и под разные виды топлива, обладающие различными характеристиками. Как не ошибиться в их выборе и грамотно возвести?

Устройство горна

Конструктивно горн состоит из следующих элементов:

  • основания, выполненного из негорючего материала и обладающего высокой прочностью,
  • огнеупорного стола,
  • топливной камеры с колосниковой решёткой,
  • воздушной камеры и дренажа,
  • входного воздуховода,
  • воздушного вентиля для регулировки подачи воздуха,
  • камеры шатровой формы,
  • проёма для подачи длинных заготовок,
  • зонта горна,
  • газовоздушной камеры,
  • ванны для закалки заготовок,
  • дымохода для отвода продуктов сгорания,
  • съёмного горнила.

Принцип работы

Принцип работы горна основан на химической реакции горения углерода, который при реакции с кислородом образует углекислый газ с выделением тепла. Кроме того, происходит восстановление металлов, что является весьма важным аспектом для формирования однородных высокопрочных деталей.

Для поддержания оптимального уровня горения и температуры внутри топливной камеры устанавливаются воздуховоды и воздушные камеры, которые принудительно нагнетают чистый кислород. За счёт этого удаётся получать температуры выше +1000°С, которые недостижимы при обычном сгорании твёрдого топлива (угля или древесины).

Как выглядит газовый кузнечный горн сделаный своими руками

При этом по технологии надува объём воздуха подбирается таким, чтобы кислорода постоянно немного не хватало для протекания реакции окисления. Иными словами, необходимо подобрать такой режим работы, чтобы предотвратить сгорание металла.

Время нахождения выплавляемой детали в горне также следует ограничивать, так как в атмосфере углекислого газа металл станет с ним реагировать и образовывать высокопрочный сплав с повышенной хрупкостью. Этих негативных последствий можно избежать, вводя дополнительно в камеру кислород в таком количестве, чтобы успевал полностью прореагировать углекислый газ.

Назначение и варианты использования

Кузнечный горн своими руками изготавливается в зависимости от его основного применения и может быть сконфигурирован соответствующим образом под конкретные задачи. Поэтому важно понять, для чего предназначены каждая их его конструктивных частей:

  • топливник с колосниковой решеткой, воздушной камерой, вентилем и патрубком служат для сжигания топлива и подогрева металлической заготовки, в зависимости от требований к температуре могут иметь открытую или закрытую конструкцию, а также не быть оборудованными воздушным наддувом,
  • воздушный дренаж применяется для регулировки подачи кислорода и предотвращения охрупчивания металла, позволяет создавать оптимальные условия при нагреве и плавлении заготовки,
  • шатёр или зонт с дымоходом используются для отвода угарного газа и других продуктов сгорания, которые могут нанести вред здоровью человека,
  • закалочная ванна необходима для быстрого остывания металла и приобретения им оптимальных пластических и прочностных свойств,
  • жаростойкий колпак или горнило, применяется для расширения зоны однородного нагрева, что позволяет эффективно плавить в тигле металл (обычно цветные драгметаллы),
  • газовоздушная камера, используется для осушения воздуха, очистки его от примесей, а также для введения легирующих элементов, предназначена для получения качественных изделий с заданными характеристиками в соответствии с конкретной справочной диаграммой состояний и фаз,
  • стол служит для размещения на нём всех элементов горна, а также для частичного охлаждения заготовок, является обязательной частью конструкции.

Горн применяется для следующих целей:

  • разогрева металла для последующей ковки или других видов обработки,
  • плавления в специальных формах,
  • термообработки с целью повышения определённых свойств.

Классификация горнов

Перед тем как сделать кузнечный горн, необходимо ознакомиться с их классификацией, чтобы подобрать наиболее подходящий вариант конструкции. Классификация осуществляется по следующим критериям:

  • по виду применяемого топлива,
  • по типу конструкции,
  • по размеру пода.

Виды горнов по типу применяемого топлива

По типу используемого топлива горны подразделяются на следующие виды:

  • газовые,
  • твердотопливные,
  • на жидком топливе.

Кузнечный горн твердотопливный

Газовые горны имеют наиболее простую конструкцию, дешевы в ремонте и обслуживании. Они отличаются минимальным весом, что позволяет их изготавливать переносными или компактными.

Твердотопливные горны отличаются возможностью получения максимально высоких температур нагрева, относительно невысокой стоимостью стройматериалов для возведения и неприхотливостью в эксплуатации. Для их растопки допустимо использование следующих видов топлива:

  • карбон или кокс, отличающийся высокой стоимостью и повышенной эффективностью (до 5 раз расход меньше, чем угля), в нём нет посторонних примесей, воспламеняется при температуре выше +450°С,
  • каменный уголь, наиболее распространённое и эффективное топливо, при горении выделяет коксовый газ, поэтому при растопке необходимо ждать пока он весь выветрится, подходит для ковки различных декоративных элементов или деталей среднего качества,
  • древесный уголь, имеет минимальную температуру возгорания, по сравнению с другими видами топлива, но быстро выгорает, отличается повышенным расходом, поэтому его эффективно использовать для растопки.

В качестве жидкого топлива допустимо использовать солярку, мазут или отработанное масло. При этом важно его предварительно очищать, так как наличие примесей станет причиной нестабильного пламени и выбросами в атмосферу вредных соединений.

Это также является причиной сложности обслуживания оборудования по причине его частых засоров.

Классификация по конструктивным особенностям

Самодельный кузнечный горн по конструктивным особенностям может быть классифицирован следующим образом:

  • по способу установки: переносной или стационарный,
  • по конструкции топочной камеры: закрытого или открытого типа,
  • по размещению наддува: с боковым или центральным соплом.

Виды горнов по размерам пода

По размерам пода горны бывают: малые, средние и крупные. Они определяются эффективностью работы установки и полностью зависят от интенсивности расхода топлива и режимов эксплуатации топливной камеры. Оптимальная эффективность скорости расхода топлива составляет от 1 до 1,5 м/с.

Производительность горна прямо пропорциональна величине напряжённости и площади пода. При этом минимальная напряжённость считается в пределах от 100 до 150 кг/м2·ч. Значения вне этого диапазона являются экономически невыгодными.

Как сделать кузнечный горн?

Перед тем как сделать кузнечный горн своими руками, необходимо подготовить необходимые материалы и инструменты. Это позволит минимизировать временные затраты

Инструкция по созданию твердотопливного передвижного горна

Перед началом работ необходимо собрать следующие инструменты:

  • сварочный аппарат,
  • дрель,
  • напильник,
  • набор гаечных ключей,
  • шпатель,
  • рулетку,
  • уровень,
  • струбцину,
  • маркер,
  • болгарку.

Для изготовления кузнечного горна понадобится сварочный аппарат

Подготовив чертеж кузнечного горна, нужно закупить материалы для его конструирования:

  • листовую сталь толщиной 2-3 мм (рекомендуется 09Г2С),
  • колёса поворотные 4 шт.,
  • профильные трубы квадратного сечения с толщиной стенок не менее 2 мм,
  • огнеупорный цемент,
  • воздушная улитка,
  • крепёжные элементы: болты и гайки,
  • труба из нержавейки по диаметру выходного отверстия улитки,
  • переходник.

Мобильный угольный кузнечный горн открытого типа пошагово изготавливается так:

  1. Берём стальной лист и размечаем маркером по размерам рабочего стола.
  2. Болгаркой вырезаем столешницу, кромки зачищаем напильником.
  3. Размечаем на вырезанном листе отверстие прямоугольной формы под жерло горна и болгаркой его прорезаем.
  4. Берём второй стальной лист и размечаем элементы деталей под трапецеидальное жерло горна.
  5. Вырезаем элементы жерла, а затем свариваем их в единую конструкцию.
  6. Привариваем жерло к рабочей поверхности стола в месте прорезанного отверстия.
  7. Переворачиваем конструкцию жерлом книзу, размечаем места под расположение стенок для расположения углей.
  8. Из стали вырезаем борта для рабочей поверхности стола.
  9. Выполняем приварку бортов так, чтобы не было по швам зазоров, а сам шов был прочным и сплошным, элементы конструкции точно центрируем.
  10. Для нижней части жерла вырезаем из стали стенки для подвода воздуховодов, а затем их привариваем.
  11. Изготавливаем для жерла съёмное дно, предназначенное для удаления золы.
  12. Прикрепляем к нему педаль при помощи рычагов.
  13. На стенке для подвода трубы с воздухом проделываем отверстие по диаметру трубы.
  14. Из стальных профильных труб вырезаем элементы и свариваем каркас под крепление рабочей поверхности.
  15. В нижней части каркаса привариваем планку для крепления улитки, а затем закрепляем её на болты.
  16. Подготавливаем трубу для воздуховода.
  17. Прикрепляем воздуховод к улитке и жерлу, при необходимости для усиления конструкции предусматриваем дополнительное крепление.
  18. К нижней части каркаса прикрепляем на болты поворотные колёса.
  19. Стыковочные швы промазываем огнеупорной шпаклёвкой.
  20. Формируем на рабочей поверхности горна огнеупорный слой на основе огнеупорного цементного раствора.

Кузнечный горн на угле необходимо испытать путём его прогрева до рабочей температур, но только после полного застывания цементного слоя.

Пошаговая инструкция изготовления газового горна

Чтобы изготовить газовый кузнечный горн, необходимо заранее подготовить следующие материалы:

  • огнеупорный кирпич,
  • листы из жаростойкой стали толщиной не менее 5 мм,
  • тонкие нержавеющие листы (толщина до 2 мм) для наружной облицовки,
  • стальные профильные трубы,
  • дымоходные трубы из нержавеющей стали,
  • огнеупорную шпатлёвку,
  • стандартные горелки, используемые в газовых котлах отопления,
  • вентилятор для нагнетания воздуха.

Также понадобятся следующие инструменты:

  • сварочный аппарат,
  • болгарка,
  • дрель,
  • напильник,
  • рулетка,
  • маркер.

Чертеж газового кузнечного горна

Кузнечный горн на газе изготавливается в следующей последовательности:

  1. Берём огнеупорные кирпичи и складываем из них корпус горна. При необходимости торцы обрабатываем болгаркой со специальной насадкой по бетону, чтобы обеспечить плотную стыковку.
  2. В передней части конструкции создаём небольшую ступеньку из огнеупорного кирпича, предназначенную для поддержания оптимальной температуры.
  3. В задней части проделываем прямоугольное отверстие для вентиляции.
  4. Из толстого листа стали изготавливаем основание по размеру кирпичного корпуса горна.
  5. В торцевых частях листа привариваем профильные трубы так, чтобы кирпичи внутри них были неподвижными.
  6. В боковой части топочной прорезаем отверстие для подвода газовой трубы с установленной горелкой.
  7. Из толстолистовой стали вырезаем верхнюю часть для горна.
  8. Привариваем по углам корпуса внизу и вверху уголки.
  9. Высверливаем в уголках по одному отверстию и стягиваем нижнюю и верхнюю часть горна при помощи шпилек.
  10. Вырезаем из профильных труб стойку для горна, а затем все детали свариваем в соответствии с чертежом.
  11. Устанавливаем горн на стойку.
  12. Приделываем к камере трубу для отвода продуктов сгорания.
  13. Располагаем внутри камеры газовую горелку и закрепляем к месту ввода в камеру.
  14. Снаружи корпус обшиваем тонколистовой сталью, предварительно вырезав из листов части с нужными размерами. Все швы свариваем сплошным швом.

Самостоятельное изготовление горна является не только недорогим и относительно несложным процессом, а и позволяющим получить установку под конкретные нужды.

Выбор конструкции и самостоятельное изготовление кузнечного горна

Кузнечный горн является незаменимым в мастерских и кузницах для создания стальных изделий путём ковки горячего металла при температурах до +1200°С. Существует множество различных моделей с простой конструкцией и под разные виды топлива, обладающие различными характеристиками. Как не ошибиться в их выборе и грамотно возвести?

Устройство горна

Конструктивно горн состоит из следующих элементов:

  • основания, выполненного из негорючего материала и обладающего высокой прочностью;
  • огнеупорного стола;
  • топливной камеры с колосниковой решёткой;
  • воздушной камеры и дренажа;
  • входного воздуховода;
  • воздушного вентиля для регулировки подачи воздуха;
  • камеры шатровой формы;
  • проёма для подачи длинных заготовок;
  • зонта горна;
  • газовоздушной камеры;
  • ванны для закалки заготовок;
  • дымохода для отвода продуктов сгорания;
  • съёмного горнила.

Принцип работы

Принцип работы горна основан на химической реакции горения углерода, который при реакции с кислородом образует углекислый газ с выделением тепла. Кроме того, происходит восстановление металлов, что является весьма важным аспектом для формирования однородных высокопрочных деталей.

Для поддержания оптимального уровня горения и температуры внутри топливной камеры устанавливаются воздуховоды и воздушные камеры, которые принудительно нагнетают чистый кислород. За счёт этого удаётся получать температуры выше +1000°С, которые недостижимы при обычном сгорании твёрдого топлива (угля или древесины).

Как выглядит газовый кузнечный горн сделаный своими руками

При этом по технологии надува объём воздуха подбирается таким, чтобы кислорода постоянно немного не хватало для протекания реакции окисления. Иными словами, необходимо подобрать такой режим работы, чтобы предотвратить сгорание металла.

Время нахождения выплавляемой детали в горне также следует ограничивать, так как в атмосфере углекислого газа металл станет с ним реагировать и образовывать высокопрочный сплав с повышенной хрупкостью. Этих негативных последствий можно избежать, вводя дополнительно в камеру кислород в таком количестве, чтобы успевал полностью прореагировать углекислый газ.

Читать еще:  Как покрыть серебром. Серебрение в домашних условиях

Назначение и варианты использования

Кузнечный горн своими руками изготавливается в зависимости от его основного применения и может быть сконфигурирован соответствующим образом под конкретные задачи. Поэтому важно понять, для чего предназначены каждая их его конструктивных частей:

  • топливник с колосниковой решеткой, воздушной камерой, вентилем и патрубком служат для сжигания топлива и подогрева металлической заготовки, в зависимости от требований к температуре могут иметь открытую или закрытую конструкцию, а также не быть оборудованными воздушным наддувом;
  • воздушный дренаж применяется для регулировки подачи кислорода и предотвращения охрупчивания металла, позволяет создавать оптимальные условия при нагреве и плавлении заготовки;
  • шатёр или зонт с дымоходом используются для отвода угарного газа и других продуктов сгорания, которые могут нанести вред здоровью человека;
  • закалочная ванна необходима для быстрого остывания металла и приобретения им оптимальных пластических и прочностных свойств;
  • жаростойкий колпак или горнило, применяется для расширения зоны однородного нагрева, что позволяет эффективно плавить в тигле металл (обычно цветные драгметаллы);
  • газовоздушная камера, используется для осушения воздуха, очистки его от примесей, а также для введения легирующих элементов, предназначена для получения качественных изделий с заданными характеристиками в соответствии с конкретной справочной диаграммой состояний и фаз;
  • стол служит для размещения на нём всех элементов горна, а также для частичного охлаждения заготовок, является обязательной частью конструкции.

Горн применяется для следующих целей:

  • разогрева металла для последующей ковки или других видов обработки;
  • плавления в специальных формах;
  • термообработки с целью повышения определённых свойств.

Классификация горнов

Перед тем как сделать кузнечный горн, необходимо ознакомиться с их классификацией, чтобы подобрать наиболее подходящий вариант конструкции. Классификация осуществляется по следующим критериям:

  • по виду применяемого топлива;
  • по типу конструкции;
  • по размеру пода.

Виды горнов по типу применяемого топлива

По типу используемого топлива горны подразделяются на следующие виды:

  • газовые;
  • твердотопливные;
  • на жидком топливе.

Кузнечный горн твердотопливный

Газовые горны имеют наиболее простую конструкцию, дешевы в ремонте и обслуживании. Они отличаются минимальным весом, что позволяет их изготавливать переносными или компактными.

Твердотопливные горны отличаются возможностью получения максимально высоких температур нагрева, относительно невысокой стоимостью стройматериалов для возведения и неприхотливостью в эксплуатации. Для их растопки допустимо использование следующих видов топлива:

  • карбон или кокс, отличающийся высокой стоимостью и повышенной эффективностью (до 5 раз расход меньше, чем угля), в нём нет посторонних примесей, воспламеняется при температуре выше +450°С;
  • каменный уголь, наиболее распространённое и эффективное топливо, при горении выделяет коксовый газ, поэтому при растопке необходимо ждать пока он весь выветрится, подходит для ковки различных декоративных элементов или деталей среднего качества;
  • древесный уголь, имеет минимальную температуру возгорания, по сравнению с другими видами топлива, но быстро выгорает, отличается повышенным расходом, поэтому его эффективно использовать для растопки.

Это также является причиной сложности обслуживания оборудования по причине его частых засоров.

Классификация по конструктивным особенностям

Самодельный кузнечный горн по конструктивным особенностям может быть классифицирован следующим образом:

  • по способу установки: переносной или стационарный;
  • по конструкции топочной камеры: закрытого или открытого типа;
  • по размещению наддува: с боковым или центральным соплом.

Виды горнов по размерам пода

По размерам пода горны бывают: малые, средние и крупные. Они определяются эффективностью работы установки и полностью зависят от интенсивности расхода топлива и режимов эксплуатации топливной камеры. Оптимальная эффективность скорости расхода топлива составляет от 1 до 1,5 м/с.

Производительность горна прямо пропорциональна величине напряжённости и площади пода. При этом минимальная напряжённость считается в пределах от 100 до 150 кг/м 2 ·ч. Значения вне этого диапазона являются экономически невыгодными.

Как сделать кузнечный горн?

Перед тем как сделать кузнечный горн своими руками, необходимо подготовить необходимые материалы и инструменты. Это позволит минимизировать временные затраты

Инструкция по созданию твердотопливного передвижного горна

Перед началом работ необходимо собрать следующие инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • дрель;
  • напильник;
  • набор гаечных ключей;
  • шпатель;
  • рулетку;
  • уровень;
  • струбцину;
  • маркер;
  • болгарку.

Для изготовления кузнечного горна понадобится сварочный аппарат

Подготовив чертеж кузнечного горна, нужно закупить материалы для его конструирования:

  • листовую сталь толщиной 2-3 мм (рекомендуется 09Г2С);
  • колёса поворотные 4 шт.;
  • профильные трубы квадратного сечения с толщиной стенок не менее 2 мм;
  • огнеупорный цемент;
  • воздушная улитка;
  • крепёжные элементы: болты и гайки;
  • труба из нержавейки по диаметру выходного отверстия улитки;
  • переходник.

Мобильный угольный кузнечный горн открытого типа пошагово изготавливается так:

  1. Берём стальной лист и размечаем маркером по размерам рабочего стола.
  2. Болгаркой вырезаем столешницу, кромки зачищаем напильником.
  3. Размечаем на вырезанном листе отверстие прямоугольной формы под жерло горна и болгаркой его прорезаем.
  4. Берём второй стальной лист и размечаем элементы деталей под трапецеидальное жерло горна.
  5. Вырезаем элементы жерла, а затем свариваем их в единую конструкцию.
  6. Привариваем жерло к рабочей поверхности стола в месте прорезанного отверстия.
  7. Переворачиваем конструкцию жерлом книзу, размечаем места под расположение стенок для расположения углей.
  8. Из стали вырезаем борта для рабочей поверхности стола.
  9. Выполняем приварку бортов так, чтобы не было по швам зазоров, а сам шов был прочным и сплошным, элементы конструкции точно центрируем.
  10. Для нижней части жерла вырезаем из стали стенки для подвода воздуховодов, а затем их привариваем.
  11. Изготавливаем для жерла съёмное дно, предназначенное для удаления золы.
  12. Прикрепляем к нему педаль при помощи рычагов.
  13. На стенке для подвода трубы с воздухом проделываем отверстие по диаметру трубы.
  14. Из стальных профильных труб вырезаем элементы и свариваем каркас под крепление рабочей поверхности.
  15. В нижней части каркаса привариваем планку для крепления улитки, а затем закрепляем её на болты.
  16. Подготавливаем трубу для воздуховода.
  17. Прикрепляем воздуховод к улитке и жерлу, при необходимости для усиления конструкции предусматриваем дополнительное крепление.
  18. К нижней части каркаса прикрепляем на болты поворотные колёса.
  19. Стыковочные швы промазываем огнеупорной шпаклёвкой.
  20. Формируем на рабочей поверхности горна огнеупорный слой на основе огнеупорного цементного раствора.

Кузнечный горн на угле необходимо испытать путём его прогрева до рабочей температур, но только после полного застывания цементного слоя.

Пошаговая инструкция изготовления газового горна

Чтобы изготовить газовый кузнечный горн, необходимо заранее подготовить следующие материалы:

  • огнеупорный кирпич;
  • листы из жаростойкой стали толщиной не менее 5 мм;
  • тонкие нержавеющие листы (толщина до 2 мм) для наружной облицовки;
  • стальные профильные трубы;
  • дымоходные трубы из нержавеющей стали;
  • огнеупорную шпатлёвку;
  • стандартные горелки, используемые в газовых котлах отопления;
  • вентилятор для нагнетания воздуха.

Также понадобятся следующие инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • дрель;
  • напильник;
  • рулетка;
  • маркер.

Чертеж газового кузнечного горна

Кузнечный горн на газе изготавливается в следующей последовательности:

  1. Берём огнеупорные кирпичи и складываем из них корпус горна. При необходимости торцы обрабатываем болгаркой со специальной насадкой по бетону, чтобы обеспечить плотную стыковку.
  2. В передней части конструкции создаём небольшую ступеньку из огнеупорного кирпича, предназначенную для поддержания оптимальной температуры.
  3. В задней части проделываем прямоугольное отверстие для вентиляции.
  4. Из толстого листа стали изготавливаем основание по размеру кирпичного корпуса горна.
  5. В торцевых частях листа привариваем профильные трубы так, чтобы кирпичи внутри них были неподвижными.
  6. В боковой части топочной прорезаем отверстие для подвода газовой трубы с установленной горелкой.
  7. Из толстолистовой стали вырезаем верхнюю часть для горна.
  8. Привариваем по углам корпуса внизу и вверху уголки.
  9. Высверливаем в уголках по одному отверстию и стягиваем нижнюю и верхнюю часть горна при помощи шпилек.
  10. Вырезаем из профильных труб стойку для горна, а затем все детали свариваем в соответствии с чертежом.
  11. Устанавливаем горн на стойку.
  12. Приделываем к камере трубу для отвода продуктов сгорания.
  13. Располагаем внутри камеры газовую горелку и закрепляем к месту ввода в камеру.
  14. Снаружи корпус обшиваем тонколистовой сталью, предварительно вырезав из листов части с нужными размерами. Все швы свариваем сплошным швом.

Самостоятельное изготовление горна является не только недорогим и относительно несложным процессом, а и позволяющим получить установку под конкретные нужды.

Кузнечный горн своими руками. Чертежи. Пошаговая инструкция

В старину кузнечное ремесло было в почете. Не каждый мог осилить его, не у каждого была возможность приобрести необходимый инструмент и обустроить мастерскую. Сейчас изготовить кузнечный горн своими руками можно и без привлечения серьезных средств. Даже простая конструкция даст возможность разогреть металл до необходимой температуры и попробовать свои силы в ковке.

Кузница

Люди с творческими наклонностями, занимающиеся оформительскими работами, нередко сталкиваются с желанием использовать декоративные металлические элементы ручной работы. Сделать такие вещи можно с помощью ковки.

Тонкий листовой металл можно пытаться штамповать, гнуть или чеканить и без нагрева. Толстую заготовку без этого обработать не получится. Изготовить инструмент из углеродистой стали тем более не стоит пытаться.

Если оборудовать кузнечную мастерскую очагом и массивной наковальней, можно не обращать особого внимания на толщину рабочей заготовки. В раскаленном виде она будет в состоянии коваться, гнуться и плющится. Главное в этом процессе – правильно обустроенный кузнечный горн.

Своими руками его, возможно, сделает не каждый желающий, но для настоящего ценителя ремесла, знакомого с устройством, особенностями и принципом работы приспособления, это будет по силам. Как уверяют бывалые мастера, простую кузницу можно обустроить даже из шести кирпичей.

Назначение горна

Стальная заготовка перед ковкой должна разогреться до светло-оранжевого цвета. Это будет примерно соответствовать температуре 1000-1100° C. В таком состоянии металл может подвергаться деформации ударным инструментом.

Остывая, заготовка становится менее пластичной, ее сложнее ковать. А если применить более тяжелый инструмент, металл становится хрупким и подверженным растрескиванию. Единственный вариант – это постоянное поддержание температуры ковки. Однако показателя свыше 1000°C в обычной печи не добиться. Для этого необходим очаг с принудительной подачей воздуха.

Кузнечный горн, своими руками изготовленный, можно применять для разогрева металла до температуры ковки. Кроме того, его можно будет также использовать и для других работ. Он подойдет для плавки металла и последующей его заливки в форму, для закалки инструмента, для пайки с использованием латуни и меди.

Разновидности конструкций

Вначале нужно определиться, каким видом топлива будет разогреваться металл. Традиционно в кузницах для этих целей применялся древесный или каменный уголь (кокс). Кроме твердого топлива можно использовать природный магистральный и сжиженный газ, а также нефтепродукты (бензин, мазут, уайт-спирит и пр.).

В зависимости от вида топлива конструкция рабочей зоны горна будет отличаться. Также она будет зависеть от способа и места расположения очага. Если это стационарная конструкция, то основание есть смысл делать массивным и добротным, с использованием кирпича и каналом для отвода продуктов горения.

Для передвижного горна лучше подойдет облегченный, разборный вариант очага. Он удобен тем, что зимой можно работать в помещении, а летом при необходимости мастерская выносится на свежий воздух. Такую конструкцию легко разобрать и перевезти в необходимое место.

Еще одна особенность – открытая или закрытая камера горения. Если самодельный кузнечный горн будет иметь свод или круглую форму, то металл в нем разогреется быстрее, так как потери тепла заметно снижаются. С другой стороны, работать с длинными или массивными заготовками в очаге закрытого типа будет невозможно, и это нужно сразу учитывать.

Устройство кузнечного горна

Начать следует с выбора типа основания. Для стационарного горна подойдет кирпич, для передвижного очага – металлические конструкции. Основание должно располагаться на оптимальной высоте для удобства работы. Очаг для твердого топлива предполагает наличие рабочей зоны горения. Она может быть выложена огнеупорным кирпичом, быть футерованной или выполненной из стальной пластины.

Другой важный элемент – колосниковая решетка, удерживающая угли в зоне горения и дающая доступ воздушному потоку, который снизу раздувает жар. Нагнетание обычно производится по трубопроводу с регулятором потока. Источник наддува – пылесос с обратной подачей воздуха, фен, «улитка» с двигателем от автомобильной печки. Встречаются чертежи кузнечного горна, где применяется турбина от ручной сирены или меха, как это делалось в старину. Очаг может иметь боковые стенки и свод с каналом для отвода продуктов горения.

Конструкции горнов, работающих на жидком или газообразном топливе, отличаются отсутствием колосниковой решетки. Подача горючей смеси и воздуха осуществляется через отверстие в корпусе. Для этих целей нередко приспосабливают отрезок толстостенной трубы или отслуживший свое резервуар от бытового компрессора, облицованных огнеупорным материалом. Очаги также выкладываются в форме куба из термостойкого кирпича.

Принцип работы

Кузнечный горн своими руками собрать из шести кирпичей сможет даже человек, не имеющий кузнечного опыта. Работать устройство может от наддува бензиновой горелки. Два кирпича плашмя кладут на землю – это будет днище. Еще два ставят на них ребром – это стенки. Причем заднюю часть кирпичей сводят, чтобы ограничить потери тепла. Их расположением также можно до некоторой степени регулировать температуру внутри рабочей зоны. Последние два кирпича кладут сверху – это будет свод.

Колосники можно изготовить из полосы стали в 4 мм. Два отрезка полудюймовой трубы располагают вдоль стенок. На них кладут колосники. Причем их нужно в центральной части завернуть «пропеллером», чтобы поток воздуха захватывался плоскостями и направлялся вверх, где располагают каменный уголь.

Бензиновая горелка разжигается и направляется в топку. Ее сразу можно заглубить в землю и отгородить листом асбеста от жара рабочей зоны. Для этого проделывается отверстие и через него направляется поток паров горящего бензина для разжигания угля. Температура поддерживается краном регулировки горелки.

Твердотопливный горн

Для разовых или нечастых кузнечных работ можно обустроить очаг просто на земле, выкопав углубление необходимого размера и выложив его огнеупорным кирпичом. Он для разогрева металла с помощью твердого топлива наиболее подходит. Другой вариант материала для стола – толстая (не менее 5 мм) стальная пластина. Также нужно будет установить колосниковую решетку из стальной полосы или чугуна. Ее может заменить и стальная труба подачи воздуха. Торец ее заваривается. В зоне горения болгаркой прорезаются щелевые пазы, через которые выходящий воздух будет разгонять жар.

Как сделать кузнечный горн простым и мобильным? Можно сварить каркас из подручных материалов и на них установить стальную столешницу. Интересна, удобна и практична конструкция основания из отслужившей свое старой газовой плиты. Сверху устанавливается столешница с зоной горения. Духовка служит для расположения пылесоса или другого источника наддува. Снизу еще имеется отсек для инструмента и приспособлений.

Горн кузнечный газовый

Народные умельцы считают такой вариант очага наиболее экономичным и эффективным. Газ – топливо недорогое и доступное. Конструкция очага для него более проста, так как отсутствует необходимость колосниковой решетки. Регулировка подачи газа краном удобна, значит, добиться требуемой температуры в рабочей зоне будет легче. Конструкция горна может состоять из минимального набора элементов. Достаточно приспособить под него подходящее основание.

Однако тут также есть свои особенности. Газ – вещество взрывоопасное, поэтому работать нужно еще более осторожно. Регулировка подачи горючей смеси также требует опыта и практики. В остальном все не так сложно. Куб из кирпича складывают по размерам планируемых заготовок. Задняя стенка – глухая. Спереди отверстие прикрывают кирпичами или обустраивают дверцу. Сверху оборудуют место для входа трубы, по которой подводится горючая смесь. Длина ее в разных схемах отличается. Есть мастера, которые делают ее до 1,5 м длиной, и говорят, что так лучше идет смешивание горючей смеси.

Природный или сжиженный газ после редуктора подается в эту трубу через сопло. Туда же нагнетается воздух. Интенсивность горения регулируется подачей газа и скоростью наддува. Сверху над горном при работе в помещении необходимо обустраивать вытяжку. В остальном конструкции могут либо усложняться (футеровка, термопары, принудительный отвод продуктов горения, дополнительные заслонки) или, наоборот, упрощаться.

Для домашнего умельца нет стандартов. Главное — знать принцип работы, подобрать материалы, выдержать технологию, получить необходимую температуру и при этом соблюдать технику безопасности.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector