Горн для нагрева металла своими руками

Если вы из тех людей, у которых металл плавится в руках, и вы мечтаете о своей кузне, то вам необходим кузнечный горн. Предлагаем вам воспользоваться нашим примером, и вы сможете своими руками для себя изготовить кузнечный горн, который поможет вам овладеть искусством кузнечного мастерства.

Плотничать или столярничать — это, конечно, хорошо. Обработка дерева традиционна для Руси. Но мы хотим поговорить о металле. Точнее, о кузнечной обработке металла. Что нужно, чтобы заняться ковкой? Первое — это кузнечный горн.

Возможно, вы удивитесь, но горн — это самое простое в организации кузницы.

Задача горна нагреть кусок металла до температуры, которая позволит его мять без разрушения.

Горн — это конечно огонь. Жечь можно газ, жидкое топливо, мазут или сырую нефть, уголь и дрова. Только вот дрова жару дают мало, пока не превратятся в уголь.

Дрова можно рассматривать только как сырье для получения древесного угля, а вот уже древесный уголь отличное топливо для горна. Пожалуй, самое лучшее, но и самое дорогое, хотя и самое доступное.

Уголь для мангалов и барбекю продается в любом супермаркете. Так что на угольном варианте и остановимся.

Если говорить о горне, работающем на угле, то тут есть два варианта: с боковым дутьем и с нижним. Боковое дутье как нельзя лучше подходит для древесного угля, к тому же проще всего в реализации. Простейший вариант — ямка в земле, куда по трубе подается воздух. Также можно выложить горн из кирпича и обваловать его землей.

С помощью такого горна пробуют свои силы начинающие кузнецы. В трубу вставляется шланг, подключенный к выдувающему отверстию пылесоса.

Минус этого горна в том, что приходится работать, сидя на корточках, а это не очень удобно. Впрочем, можно сколотить ящик необходимой высоты, набить его землей и сделать горн в нем. Но раз уж идти этим путем, то стоит делать что-то более капитальное.

Есть еще один момент. Горн с боковым дутьем не очень подходит для каменного угля, тогда как горн с нижним дутьем, через колосник, более универсален в этом плане. То есть горн с нижним дутьем может работать и на древесном угле и на каменном.

Но и конструкция будет сложнее.

Нам понадобится:

• стальной лист толщиной пять миллиметров около 100х100 см;
• листовая сталь толщиной 2 мм;
• уголок 30х30;
• шесть шамотных кирпичей ШБ-8;
• УШМ, называемая в народе «болгарка»;
• зачистной круг;
• отрезные круги для резки стали и камня;
• сварочный аппарат и электроды;
• два винта с барашками (рым-гайка).

Горн состоит из стола с горновым гнездом. Снизу, под горновым гнездом, зольная камера, куда подается воздух. Стол делается из стального листа толщиной пять миллиметров.

Размер стола произвольный, но удобней, когда на нем можно свободно разместить рабочие клещи, кочергу и совочек, чтобы они были под рукой.

Отрезаем от пятимиллиметрового листа полосу шириной 125 мм, она нам еще пригодится, а из оставшегося куска делаем стол.

Схема горна с горневым гнездом

В середине вырезаем квадратное отверстие под будущее горновое гнездо. Вот с размерами гнезда необходимо определиться. Большое гнездо потребует много угля. Маленькое не позволит нагревать большие заготовки. Имеет значение и глубина гнезда до колосника. Не вдаваясь в подробности, скажем, что глубина в десять сантиметров будет оптимальной, не зависимо от размеров гнезда в плане.

Чтобы предотвратить прогорание металла, его необходимо футеровать (обложить) шамотным кирпичом. Используем кирпич ШБ-8. Его размеры 250х124х65 мм. Эти размеры и определят размер горнового гнезда — 12,5 см у колосника, 25 по верху, 10 см глубина. Учитывая толщину кирпича, размер отверстия в столе составит 38х38 см.

Из вырезанного куска вырезаем квадрат со стороной 25 см. В центре квадрата вырезаем квадратное отверстие со стороной 12 см. Еще нам понадобится четыре пластины в форме равнобедренной трапеции с длинами оснований 38 и 25 см, высотой 12,5 см. Вот и пригодилась отрезанная ранее полоса. Теперь нужно все это сварить.

Из двух миллиметровой стали сворачиваем квадратную трубу со стороной 12 и длиной 20–25 см. Это будет золоприемник. В середине одной из стенок делаем отверстие под воздуховод. В отверстие ввариваем патрубок. Используем кусок обычной водопроводной трубы на 40.

Золоприемник снизу закрывается крышкой. Делаем ее на винтах с барашками.

Стол готов. Осталось поместить его на основание или приварить к нему ножки из уголка. Можно сделать основание из пенобетонных блоков.

Обращаем внимание на проем. Через него пройдет воздуховод.

При помощи болгарки с отрезным диском по камню вырезаем из кирпича футеровку. Обязательно использовать респиратор и защитные очки. И соблюдайте технику безопасности при работе с УШМ.

Можно подключать пылесос и попробовать разжечь горн.

Сначала укладываем щепки и мелко колотые дрова. Поджигаем их при слабом дутье, а когда дрова хорошо разгорятся, засыпаем уголь. Теперь можно увеличить дутье.

Пылесос можно подключить не напрямую в воздуховод горна, а через самодельный регулятор подачи воздуха. Это устройство позволяет регулировать количество воздуха, подаваемого в горн, то есть уменьшать или увеличивать дутье.

Обычно для регулировки подачи воздуха в воздуховод ставится заслонка. Но перекрытие потока увеличивает нагрузку на двигатель пылесоса. Пылесос обычно используют старый, и чтобы его не перегружать, сооружают регулятор подачи воздуха.

Поток воздуха не перекрывается, а отводится в другой воздуховод. Для этого сделана коробка с тремя патрубками. Два напротив друг друга — вход от насоса и выход в горн. Третий патрубок, на верхней стенке — сброс излишков воздуха.

Третий патрубок сдвинут относительно двух первых на величину диаметра отверстий.

Внутри изогнутая под прямым углом пластина шириной в половину длины коробки. Пластину с помощью проволочной тяги можно двигать из одного крайнего положения в другое. Насколько перекроется отверстие подачи воздуха в горн, настолько же откроется отверстие сброса.

• Коробка закрывается крышкой с отверстием для тяги.

Теперь у нас рабочий горн, пригодный для использования под открытым небом. Для защиты от дождя нужен навес, который должен быть не горючим. А горну нужен зонт и труба для сбора и отвода дыма.

Зонт делаем из листового железа толщиной два миллиметра. Во первых, такой зонт дольше прослужит, а во вторых — варить более тонкое железо ручной дуговой сваркой сложнее.

Чтобы зонт был максимально эффективным, наклон его стенок должен быть не меньше шестидесяти градусов к горизонту.

Располагаться зонт над очагом должен так, чтобы воображаемый луч, направленный от ближней к краю точки очага, наклоненный наружу под углом шестьдесят градусов к плоскости стола, попадал внутрь зонта. Это означает, что чем выше зонт над очагом, тем он должен быть больше.

С другой стороны, чем ниже зонт над столом, тем неудобнее работать. Тут надо исходить из имеющегося в наличии материала и своих антропометрических данных.

Зонт поддерживается стойками из стального уголка. Сверху на зонт ставим трубу, которую также свариваем из стального листа двойки. Трубу необходимо прикрыть искрогасителем, который делаем из металлической сетки.

Если направить сбрасываемый из дросселя воздух по воздуховоду (пойдет водопроводная труба на 1 дюйм) в начало дымовой трубы, то получится эжектор, увеличивающий эффективность отвода дымовых газов.

Вот и все. Ваш горн готов. Куйте на здоровье, куйте как мы, куйте лучше нас!

рмнт.ру

29.12.15

Как своими руками сделать кузнечный горн

Кузнечный горн — это оборудование, позволяющее разогреть металл до температуры 1200 градусов. Его размеры имеют большой разбег. Некоторые габаритные, стационарные, иные маленькие, переносные.

Изготовить кузнечный горн своими руками можно любой конструкции, который будет работать как на твердом топливе, так и на газообразном.

Устройство и принцип действия

Для того чтобы понять, как сделать горн своими руками, нужно разобраться в его конструкции. В основе физических процессов лежит соединение углерода с кислородом. Иными словами, идет процесс горения углерода с высвобождением тепла.

Чтобы не произошло полного сгорания металла, количество кислорода подается не в полном количестве. Это регулируется дутьем воздуха. Передерживать заготовку в горне тоже не следует. Металл пересушится и станет твердым, но хрупким. Классический пример — чугун.

Самодельный горн для ковки состоит из деталей:

1. Стол, изготовленный из огнеупоров.
2. Топливник или очаг, имеющий колосниковую решетку.
3. Камера воздушная.
4. Дренаж воздушный.
5. Воздуховод подающий.
6. Вентиль воздушный.
7. Камера.
8. Окно, через которые подаются заготовки.
9. Зонт.
10. Дымоход.
11. Горнило.
12. Ванна для закалки.
13. Газовоздушная камера.

Рисунок 1: Чертеж кузнечного горна

Для футеровки стола своими руками используется огнеупорный кирпич. Основу горна составляет форма, которая включает в себя топливник, колосники и воздушную камеру.

При помощи воздушного дренажа идет регулировка дутья. Дымоход предназначен для отвода скопившихся газов. Не всегда необходима закалочная камера.

Она требуется в случае ковки булатной стали, чтобы изделие прошло необходимую термическую обработку.

Горнило — место, где выдерживается максимальная температура. В домашних условиях сложено оно из шамотных кирпичей.

Топливо

В качестве топлива может использоваться:

• Мелкий кокс. Предварительно растопку ведут дровами, на которые накладывается уголь. Температура воспламенения кокса до 600 градусов, поэтому он укладывается в последнюю очередь.
• Древесный уголь горит лучше, потому что имеет микропористую структуру.
• Каменный уголь. При горении он должен дойти до стадии карбона. Горит хуже, чем кокс, поэтому используется при ковке менее ответственные изделия.
• Дровами. Их сжигают в обечайке, чтобы вредные примеси не попадали на металл.
• Работа на отработанном масле.

Твердотопливные горны

Чтобы разобраться, как сделать кузнечный горн, работающий на твердом топливе, нужно изучить инструкцию и определиться с видом. Кузнечная печь закрытого типа лучше приспособлена для работы на угле или дровах. Изготовление ее проходит в домашних условиях из подручных материалов. Горн на древесном угле не требует специального оборудования.

Необходимые материалы:

• Наличие огнеупорного кирпича.
• Горелка инжекционная.
• Вытяжка.

Порядок изготовление:

• На подготовительном этапе разрабатываются чертежи для горна.
• Из кирпича идет изготовление куба. Внутри остается полость с отверстием.
• Используя арматуру, каркас закрепляется.
• В одном из боковых кирпичей устанавливается горелка.
• Сверху располагается вытяжка, которая создает условия безопасности работы.

Рисунок 2: Чертеж горна на твердом топливе

Изготовление кузнечного горна для разогрева металла своими руками, дает возможность подстроить его под необходимые условия. Применяемый материал должен быть только качественным, чтобы соблюдалась противопожарная безопасность.

Газовый горн

Газовый горн, сделанный своими руками, должен отличаться практичностью. Стенки его складываются из шамотного кирпича.

Порядок изготовления следующий:

• Ведется подготовка огнеупорного кирпича.
• Складываются стенки горна. Количество материала различное, в зависимости от сложности и размера корпуса.
• При помощи ножовки идет обработка поверхностей.
• Все элементы плотно подгоняются. Наличие щелей не допускается.
• В передней части устанавливается порог.
• Сзади прорезается прямоугольной формы отверстие. Оно служит как для вентиляции, так и для работы с длинными заготовками.
• Сбоку, под газовую горелку, вырезается отверстие соответствующего диаметра.
• Газовая горелка изготавливается из нержавейки. Это труба, заваренная с одного конца и с металлической сеткой на другом.

Такой горн имеет свои преимущества:

• Печь конструктивно проще, чем угольный горн.
• Простая подача топлива и несложная регулировка температуры.
• Небольшой вес.
• Невысокая себестоимость.

Существуют и другие разновидности газовых горнов, изготовленных из металла. Принципиальных различий между ними нет.

Рисунок 3: Чертеж горелки для газового горна

Горн на отработанном масле

Учитывая, что нефтепродукты дорогие, выгодно использовать горн на отработанном масле. Чтобы изготовить горн на отработке используются детали, отслужившие свой срок.

После переработки печей, проявился существенный недостаток — отработанная смесь плохо зажигалась. Чтобы устранить эту проблему, в горн на отработке был встроен дополнительный отсек. Здесь происходит предварительный подогрев масла углем или дровами.

Для улучшения горения, топливная отработка проходит через фильтры, в нее добавляется солярка или бензин.

• 
• Как результат, горн на отработке имеет преимущества в виде желтого огня и стабильной температуры.
• Изготовить его можно своими руками:

• Изготовление идет из шамотного кирпича, габаритами: 85×48×40 см.
• Свод выполняется в виде арки, для удержания температуры.
• Корпус полностью оббит листами железа. На боковые стороны используется толщина 1,5 мм, а верх и низ подбиваются листами 2 мм.
• Опоры изготавливаются из уголков исходя из веса конструкции.

В камеру, вентилятором, ведется нагнетание воздуха. На возвышении установлен резервуар с отработкой. Из него масло по трубопроводу попадает в камеру, где подхватывается воздухом, который движется под давлением 2 атм. Отработка разбивается и подается в форсунку.

Для сокращения времени розжига, в горн на отработке ставится ТЕН. Время на разжигание может занять до 30 мин. Зато горячая смесь горит хорошо. Теперь нужно следить, чтобы не произошло расплавления шамота.

Схема печи на отработке:

Плавка алюминия

Алюминий, обладающий высокой степенью пластичности, является легкоплавким цветным металлом. Горн для плавки алюминия легко изготовить своими руками. Существует множество конструкций, в которых применяется печная выплавка. Они не имеют между собой принципиальных отличий.

Пошаговая инструкция создания горна для плавки алюминия:

• Корпус изготавливается из кирпича. Материал подбирается без трещин, чтобы не происходило потерь тепла.
• Подбирая обрезки стальных труб, изготавливают из них полки для колосников. Легкоплавкий материал здесь применять нельзя.
• Подбираются стальные полосы толщиной до 6 мм и используют их в качестве колосников.
• Прикручиваются колосники винтами.

• В качестве топлива может применяться как кокс, так и уголь.
• При помощи паяльной лампы или газовой горелки проводится розжиг.

Такой самодельный кузнечный горн можно использовать только на открытом пространстве, ввиду отсутствия дымохода. В процессе работы выделяется много газов, которые не должны скапливаться в замкнутом пространстве.

Мини-горн

Небольшой, переносной горн, часто бывает, полезен в хозяйстве. Использовать его можно не только в кузнице, но и в гараже или на даче.

Чтобы изготовить мини-горн своими руками, нужно иметь в наличие 2 огнеупорных кирпича, ножовку, сверло диаметра 8 см и длиной 15 см. Желательно чтобы на конце был победитовый наконечник. Для скрепления конструкции готовятся 2 шпильки, диаметром 8 см и длинно 21 см. В процессе работы понадобятся 2 кольцевые пилы, 63 и 26 мм в диаметре.

Порядок работы следующий:

• 2 кирпича, длиной 250 мм распиливаются пополам.
• Две половинки одного кирпича укладываются друг на друга и с помощью кольцевой пилы сверлятся 2 сквозных отверстия диаметром 63 мм.
• Подкладывая под них третью половинку, в двух углах, по диагонали, сверлятся сквозные отверстия под шпильки.
• При помощи шпилек собирается и стягивается блок из трех кирпичей. Предварительно, на концы шпилек надеваются шайбы и накручиваются гайки.
• Между первыми двумя кирпичами кольцевым сверлом на 26 мм сверлится отверстие для горелки. Оно соединяется с основным проходом, но вторую стенку не задевает.

В это отверстия вставляется горелка и зажигается. В основной проход подается любой металл, который попадает под пламя и нагревается за несколько секунд.

Изготовление горна из буржуйки

По сути, эта та же буржуйка, только без колосников. Внешний вид кузнецы может быть в виде куба, параллелепипеда и цилиндра. После уборки колосников, воздух не поступает из пространства снизу, а вдувается через боковой канал, который поддается регулировке. Как результат, печь лучше прогревается. В ней дольше задерживаются газы, что тоже увеличивает жар.

Порядок изготовления следующий:

• Из трубы диаметром до 300 мм, отрезается кольцо, шириной 100 мм. Эта деталь называется воротник.
• Берется лист толщиной 4 мм и из него вырезается круг равный диаметру воротника. Это будет дверца.
• Отрезается кусок трубы для подачи воздуха. Он может быть от 76, до 102 мм.
• В него вставляется заслонка, при помощи ручки, пружины и гайки.
• Из листа 3 мм вырезается полоска шириной 30 мм и длиной равной периметру дверцы.
• Полоска облегает дверцу и обваривается.
• Сбоку, в дверце сверлится отверстие и туда приваривается труба для подачи воздуха.
• При помощи запорного устройства, дверца крепится к воротнику.
• Это узел устанавливает на топку с отступом от дна на 100 мм.
• В задней части, вверху, прорезается отверстие и устанавливается дымоход.

К недостаткам такой печи относится отсутствие зольника. Однако более продолжительное горение приводит к улучшенному сгоранию твердых отходов. Уборку золы можно проводить реже.

Изготовление горна из ведра

Горн из ведра также предназначен для плавки алюминия. Для этого необходимо ведро, емкостью от 10 до 20 литров. Кроме того, гипс и песок. Такая смесь укладывается на дно ведра.

Пошаговая инструкция горна, сделанного из ведра своими руками:

• Выбранное ведро должно быть не оцинкованным. Связанно это с тем, что цинк, нагреваясь, выделяет вредные газы. Емкость берется изготовленная из обычного металла.
• На дно укладывается смесь, гипса с песком, толщиной 5 см. Соотношение 1:2. Сначала формируется такая смесь на дне. После просыхания ею же обрабатываются внутренние стенки ведра. Продолжительность высыхания составляет 15–20 мин.
• Снизу устанавливается водопроводный сгон, через который феном подается воздух.
• В ведро вставляется тигель.
• Начинается процесс розжига.
• Алюминий закладывается в тигель и под нагревом плавится.

Таким путем можно отливать мелкие изделия.

Кузнечный горн, изготовленный своими руками, нужное в хозяйстве приспособление. Однако предварительно, нужно ознакомиться с инструкцией по его эксплуатации. Приобрести необходимые чертежи. Должен быть полностью исключен риск пожара. Выбрано под него правильное место. Работа с раскаленным металлом принесет не только удовольствие, но и пользу.

Самые популярные виды горнов для ковки

Ковка металлов известна человечеству многие тысячелетия. За это время появилось современное оборудование, которое позволяет заниматься серийным производством металлических изделий без усилий человека.

Однако технологии ручной обработки применяется до сих пор. Горн для ковки считается обязательным элементом мастерской, который используется для нагревания, изменения формы, дальнейшей работы с заготовками.

Горн для ковки

Устройство и принцип действия

Чтобы понять, как собрать самодельную конструкцию для разогрева металлических деталей, нужно знать устройство кузнечного горна, принцип работы. Оборудование состоит из следующих элементов:

1. Основание из металла. Должно быть устойчивым, чтобы оборудование не опрокинулось во время работы.
2. Очаг и рабочий стол, изготовленные из шамотных кирпичей. На очаге закрепляется колосник.
3. Крышка, стенки. Выкладываются из того же материала, что и очаг.
4. Дымоход для отвода продуктов горения топлива.
5. Вентилятор, система для подачи воздуха.
6. Зонт — деталь для улучшения тяги.
7. Фурма — связывающий элемент, через который воздух подаётся от вентилятора на колосник.
8. Отверстие для подачи заготовок с закрывающейся дверцей.

Можно сделать конструкцию с естественной подачей воздуха или установить на горн электрический нагнетатель. Второй вариант считается более результативным. Он позволяет достигать высоких температура за короткий промежуток времени независимо от окружающих факторов.

Нельзя забывать про особенности бытового кузнечного горна. Принцип его работы заключается в том, что очаг засыпается горючим топливом, которое нужно поджечь. Затем следует дождаться повышения температуры до нужного уровня.

С помощью кузнечных щипцов поместить заготовку на рабочую зону. Она должна разогреться до требуемого состояния. Дальше кузнец вытаскивает деталь, продолжает работу на наковальне.

Работая с горном нельзя забывать про использование качественного древесного угля. Лучше использовать кокс.

Разновидности конструкций

Кузнечные горны разделяются по разным факторам. Если говорить о конструкции, можно выделить две группы:

1. Открытые модели. Позволяют оценивать состояние заготовки с разных сторон.
2. Закрытые модели. Преимущество перед открытыми конструкциями — возможность достигнуть более высоких температур.

Разделение по конструктивным особенностям касается размера рабочей поверхности.

Стационарные горны разделяются по типу используемого топлива:

1. Оборудование, работающее на твердом топливе.
2. Модели, использующие жидкое топливо — мазут.
3. Газовые горны.

Назначение горна

Кузнечное дело популярно до сих пор, хоть оно считается устаревшей технологией. Основными элементами любой кузнечной мастерской являются наковальня, горн, рабочий стол.

Оборудование для разогревания металла должно быть обязательно. Металлические изделия без термообработки прочные, сложно поддаются обработке. Кузнец разогревает заготовку для того чтобы с ней было проще работать.

Нагретый металл легко поддаётся механическим нагрузкам.

Нагрев металла

Принципы выбора

Выбирая покупное оборудование для кузнечной мастерской, нужно учитывать ряд факторов:

1. Размер нагреваемой поверхности. От этого будет зависеть возможный размер обрабатываемых заготовок.
2. Тип используемого топлива. Нужно учитывать особенности расходного материала.
3. Вариант подачи воздуха. Оборудование с электрическим компрессором позволяет работать быстрее, продуктивнее.
4. Габариты горна.

Нужно помнить о надёжности вывода продуктов горения из конструкции. Для этого требуется проверить дымоход, отверстия, создающие тягу.

Этапы изготовления самодельного горна

Изготовление кузнечного горна для ковки своими руками представляет собой поэтапный процесс. Для изготовления оборудования необходимо подготовить расходные материалы:

• толстые листы жаропрочной стали;
• огнеупорную глину для внешней обмазки конструкции;
• шамотные кирпичи;
• металлические уголки, швеллера;
• металлическую трубу для дымохода;
• решётку из металла, которая выполняет роль колосника;
• строительный песок;
• металлическую дверцу с петлями;
• старый пылесос для создания воздушного потока.

Если нагревательное устройство будет работать на мазуте, нужно продумать систему подачи горючей смеси. Этапы изготовления самодельного нагревательного устройства:

1. Нарисовать чертёж с точными размерами, отмеченным отверстиями.
2. Из металлических швеллеров собрать опорную конструкцию. Для соединения отдельных элементов нужно использовать сварочный аппарат. Швы зачищаются, покрываются антикоррозийным покрытием.
3. Собрать камеру с дверцей для засыпки твердого топлива. Через неё должен подаваться воздух, чтобы угли давали жар. Установить колосник.
4. Из шамотного кирпича сложить камеру для нагревания заготовок. На верхней части сделать отверстие, закрепить трубку дымохода.
5. Подключить к системе подачи воздуха старый пылесос, который может работать на выдув. Установить дверцу на окно, используемое для подачи заготовок.
6. Огнеупорной глиной обмазать кирпичи снаружи, чтобы тепло задерживалось в камере нагревания.

После сборки конструкции нужно проверить её на работоспособность. Для этого требуется провести пробный запуск, разжечь очаг.

Горн своими руками

Особенности работы с горном

Чтобы не сталкиваться с трудностями при работе с самодельным нагревательным оборудованием, нужно учитывать ряд особенностей:

1. Всегда очищать колосник, емкость для пепла от отходов, образовавшихся после работы.
2. Разжигать уголь, используя ветошь. Её нужно заранее промочить легковоспламеняющейся жидкостью.
3. Топливо досыпать небольшими порциями при прогорании основной партии.
4. Когда топливо прогорает, нужно включать подачу воздуха на максимум.
5. Корка, образующаяся на поверхности угля, свидетельствует о том, что можно начинать процедуру нагрева заготовки.
6. Дополнительная вытяжка, установленная над оборудованием, увеличивает тягу.
7. Дальнейшую обработку после нагревания проводят с помощью кузнечного молота на наковальне. Молоток должен весить не более 1000 грамм.

Уголь и кокс можно купить в специализированных магазинах. Они позволяют добиться оптимальных температур ковки за короткий промежуток времени.

Горн для ковки должен быть в любой кузнечной мастерской. С его помощью разогреваются металлические заготовки. Чтобы не тратить деньги на покупную модель, можно собрать оборудование самостоятельно.

Для этого нужно составить чертёж, подготовить материалы, собрать их воедино. Провести проверку, выявить недочёты, исправить ошибки.

( 1 оценка, среднее 1 из 5 )

Кузнечный горн своими руками

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.

Передвижной горн открытого типа

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:
• N = H× F,
• 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/м2∙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.

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 18000С, 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:

Время нагрева прутка в горне в зависимости от его диаметра

Диаметр нагреваемого проката, мм	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Ориентировочное время нагрева, мин	0,6	1,1	1,7	3,0	5,0	7,0	9,0	11,0	16,0	19,0