Кузнечный горн своими руками. Изготовление кузнечного горна своими руками Переносной горн своими руками
Оборудование для термической обработки металлов – дорогостоящее удовольствие. Не каждый начинающий мастер готов выложить солидную сумму на его приобретение. Зато есть технологии, согласно которым кузнечный горн на газу своими руками соорудить можно без особых затруднений и трат.
В представленной нами статье вы найдете детальное описание сборки главного атрибута кузнечного промысла. Мы расскажем о том, как работает горн и о его конструктивных компонентах. Подскажем, каким образом добиваются необходимой для плавки и ковки заготовок температуры.
Самостоятельным домашним умельцам мы предлагаем ознакомиться с проверенными кузнечной практикой самоделками. Вы узнаете, какие материалы, готовые устройства и инструменты потребуются в изготовлении горна. Получите представление о непростом процессе и ценные советы.
Кузнечный горн необходим для проведения ряда операций по подготовке металла к последующей обработке. Разогретой в нем заготовке придают запроектированную форму. С его помощью изготавливают популярные нынче кованые украшения, нужные в быту детали, утварь, предметы обстановки и т.д.
Горном пользуются во всех областях термообработки. Он может быть совсем миниатюрным, устанавливаемым буквально на стол, и стационарным, напоминающим традиционную кирпичную печку. Независимо от габаритов все модели действуют по единому принципу.
Галерея изображений
Кузнечный горн, установленный в гараже или подобном подсобном помещении, обеспечит достижение температурного фона в 1100-1200 градусов для разогрева, плавки и ковки металлов, цементирования, отлива стеклянных изделий
Горны для кузнечных работ бывают стационарными и переносными. Есть напольные виды для ковки крупных заготовок и настольные модели для изготовления оригинальных украшений
В упрощенном варианте кузнечный горн можно сделать из металлической емкости, в которую нужно поставлять топливо и воздух для поддержания горения
Предложенные промышленностью кузнечные горны нельзя назвать дешевым оборудованием. Но выход есть. Сделать его можно собственными руками
Оборудование для частной кузни
Настольный вариант самодельного кузнечного горна
Упрощенный вариант кузнечного горна
Кузнечный агрегат заводского изготовления
Как работает кузнечный горн?
Для подготовки металла к последующей ковке его нужно разогреть и в буквальном смысле «размягчить» в температурных условиях до 1100-1200ºС. Условия достигаются благодаря специфическим особенностям конструкции, обеспечивающей поставку в зону горения топлива и кислорода в нужных для процесса пропорциях.
Внутри газового или твердотопливного кузнечного горна проистекает характерная химическая реакция: перерабатывается углеводород. Углерод, получаемый при горении как газообразных, так и твердых углеводородов, вылавливает и присваивает себе из разогреваемого металла кислород. В итоге получается сталь без окисляющих примесей.
Сооруженный собственными руками кузнечный горн не позволит, конечно ковать булатные клинки и ажурные решетки для изысканной балюстрады, но для изготовления несложных бытовых вещей и оригинальных украшений вполне подойдет
Особенности кузнечного горна позволяют пользоваться восстановительным потенциалом углерода частично. Весь кислород не выжигается из разогреваемой заготовки. Благодаря частичному восстановлению металл не пережигается полностью и не становится хрупким, как это бывает с чугуном.
Для устройства миниатюрной домашней кузни не нужны особые материалы. Всем необходимым располагает практически каждый хозяин. Наверняка у него есть кирпичи и обрезки металлопроката, стальные трубы, анкера, хомуты
Кстати, чугунные изделия в промышленности после термообработки насыщают кислородом, чтобы избавиться от указанного недостатка или хотя бы минимизировать его.
В выпущенный промышленностью горн, оснащенный системой управления, нужный для горения воздух нагнетают так, чтобы его слегка не хватало. Самоделку таким устройством сложно снабдить, если не установить на нее, конечно, готовую газовую горелку с автоматикой.
Независимо от конструкции и типа работы кузнечного горна в его рабочей зоне перерабатывается углерод, выделяемый из углеводорода. Он притягивает к себе окислы, избавляя от них металл
Из-за невозможности регулируемой подачи воздуха, точнее содержащегося в нем кислорода, рукотворные кованые изделия нередко бывают пережжены. Так случается на первых этапах. Однако с опытом приходит и способность мастера чувствовать, когда надо перестать нагревать, а также знания, что нужно делать, чтобы избежать полной потери кислорода.
Устройство и рабочие составляющие
Вариантов изготовления самодельных моделей, проверенных кузнецами на практике, великое множество. Мы приведем только малую часть из них. Перед тем как решить, какой газовый горн лучше сделать своими руками, разберемся с типичными особенностями устройства.
По технической сути любой кузнечный горн – это своеобразная печь с характерными принадлежностями: топливником, колосниковой решеткой, воздушной камерой, именуемой в русских отопительных агрегатах поддувалом. В отличие от обычной печки воздушную камеру оборудуют дренажем для регулировки подачи воздуха и патрубком с вентилем.
Колосник усиливают так, чтобы он был способен сопротивляться немалому термомеханическому воздействию. Обычная решетка из металлических прутьев или обрезков уголка не подойдет. Нужно усиленное устройство. В идеале лучше, чтобы это было вмонтированная в рабочий стол панель из толстого металла с равномерно высверленными отверстиями.
В конструкции кузнечного горна каждая конструктивная часть выполняет определенные функции, благодаря чему освобождение металла от примесей и разогрев для ковки производится в оптимальном режиме
Совокупность перечисленных составляющих называется фурмой. В комплектации горнов промышленного производства их несколько, чтобы можно было менять в зависимости от требующихся условий для выполнения определенной операции и от размера разогреваемой заготовки.
Фурму чаще всего устанавливают не в закрытый корпус, а монтируют на стол. Ему нужно быть достаточно устойчивым и защищенным от термического воздействия, для чего используется футеровка. В ряде конструкций в стол вмонтирована колосниковая решетка или вместо нее установлена металлическая перфорированная панель.
В футеровке стола для стационарного горна, который собираются активно эксплуатировать, используют огнеупорный кварцевый кирпич. Самоделки для разовых работ футеруют шамотным кирпичом. Найти его в продаже проще, да и цена пониже.
Камеру горения кузнечного горна укрепляют путем футеровки, которую выполняют огнеупорным или шамотным кирпичом, способным сопротивляться высоким температурам
Для полноценного сбора и отвода дымовых газов над столом с перфорированной панелью или над фурмой располагают шатер или зонт. Их соединяют с дымовым каналом, который сооружается по принципу . Он должен безупречно работать, т.к. выделяемые при нагреве металла газы чрезвычайно токсичны.
Кроме основных конструктивных составляющих есть еще дополнительные приспособления. Обычно рядом с горном кузнецы ставят закалочную ванну, чтобы готовое изделие сразу окунать в охлаждающую и закаляющую его среду. Это в случае, если требуется термоударная закалка.
Обустраивая собственную кузню надо подумать не только об изготовлении оборудования для разогрева металла, но и о сопутствующем оборудовании: наковальне, ванны для закалки, газовоздушной камере, дымоходе и вытяжном зонте
Еще ремесленники в производственных масштабах пользуются газовоздушной камерой. В ней продукцию сушат от конденсата, вводят в состав присадки, которые можно добавить только в газообразном состоянии. Там же сушат воздух для получения определенных технологических условий.
Чтобы увеличить область предельно высокой температуры применяют горнило – расширяющийся к основанию колпак. Он нужен в основном при работах с цветными и драгоценными металлами. Кустарям зачастую ничего из дополнений не требуется, разве что ванна, под которую можно приспособить любую металлическую емкость достаточного объема.
Выбор голубого топлива для работы
Считается, что для работы кузнечного горна подойдет как магистральный, так и . Разочаруем: пользоваться неочищенным природным вариантом нецелесообразно.
У отказа от природного топлива есть две весомые причины:
- Из трубы к нам поступает голубое топливо, представляющее собой некую смесь газообразных углеводородов. Их способности по теплотворности и удерживанию кислорода различаются. Потому настроиться на оптимальную поставку воздуха фактически невозможно.
- В газовой смеси для бытового использования всегда имеется пусть и незначительное, но влияющее на результат содержание примесей. Наличие фосфора с кремнием можно и не замечать, а вот сера точно приведет результат трудовых усилий в непригодность. Спасти сможет только переплавка.
Вдобавок бытовой газ одорируют – придают ему характерный запах, чтобы сразу же можно было обнаружить утечку. Эти вещества также негативно отразятся на качестве.
Для работы кузнечного горна не подходит бытовой газ, так как в его составе есть мешающие обработке металлов примеси. Газообразное топливо перед подачей в зону горения надо очищать или применять баллоны с промышленным моногазом
Отлично подошли бы промышленные сжиженные газы: поставляемые в баллонах пропан или бутан. Но только в случае, если это будут моногазы без сопутствующих примесей вообще.
Если купить очищенное голубое топливо не представляется возможным, провести очистку можно самостоятельно. Избавиться от серосодержащих соединений поможет емкость с нафталином, через которую надо пропустить газ перед подачей в горелку.
Кстати, если использовать горелку заводского изготовления, процесс сооружения горна будет проведен гораздо быстрее. Да и за результат можно не переживать работать все будет безупречно и безопасно. К тому же в горелке воздух с газом можно заранее смешать в нужных для работы пропорциях.
Технология сооружения кузнечного горна
Сразу оговоримся, что самодельный газовый горн, с чертежами и методами сборки которого мы вас познакомим, не пригоден для производственных целей. Однако уникальные украшения, интересные интерьерные вещицы, оригинальные металлические изделия с его помощью изготовить очень даже запросто можно.
Начнем с простейших вариантов, не требующих от исполнителя навыков в сварке и прочих строительных областях.
Элементарная конструкция с газовой горелкой
Простейший кузнечный горн для формирования красивых наконечников у металлического прутка, из которого планируется сварить симпатичный забор на даче, или для ковки украшений можно сделать из шести шамотных кирпичей.
Колосниковую решетку в этой модели варят на основе двух обрезков стальной трубы ВГП произвольного диаметра, но не слишком большого. К ним поперек приваривают закрученные по типу винта обрезки профильной трубы, уголка или полосы. Так нужно для захвата дутьевого потока.
Самый простой вариант кузнечного горна можно за полчаса собрать из шести кирпичей, нескольких обрезков стальной трубы и металлопроката
Из шамотных кирпичей складывают «топливник», у которого есть только основание, верхнее перекрытие, да по бокам две стенки. Устанавливают этот горн только на улице, так как система дымоудаления не предусмотрена. Со стороны наддува в земле выкапывают небольшой шурф для корпуса газовой горелки или паяльной лампы.
Для того чтобы во время работы этого горна из газовой горелки не произошел взрыв, перед входом в топливник лучше поставить перегородку из асбестового картона. Ведь исходящее из открытой топки тепло может вернуться и нагреть резервуар с газом.
В простейших кузнечных установках воздух для горения поставляется либо естественным образом, либо с помощью кузнечных мехов. в обоих случаях контролировать подачу кислорода невозможно
Вообще, в этом устройстве разогрев производится на углях или коксике (мелком коксе, выпускаемом целенаправленно для кузнецов). Газовую горелку или паяльную лампу применяют лишь для активизации процесса. Они разожгут и создадут дутьевую струю.
Мобильный вариант из гусятницы
Для устройства этой модели нужна отслужившая гусятница. В ее торцах прорезают отверстия для ввода самодельной или купленной газовой горелки. Над отверстиями вырезают два углубления. Эту модель так же как предыдущий тип можно эксплуатировать исключительно на свежем воздухе.
Футеровка самодельного горна производится смесью шамотного песка с кирпичным шамотным же боем. Приобрести для этого можно прямо готовую смесь. После нанесения ничего запекать специально не нужно. Отвердевание футеровочного состава произойдет во время использования приспособления.
Для наддува устанавливается подходящий по виду и мощности вентилятор, к примеру, от ручной сирены. Идеально подойдет дутьевая газовая горелка, которую можно снять с отслужившего турбированного котла, если она, конечно, в рабочем техническом состоянии.
Сделанная из старой чугунной посуды конструкция не позволит достичь температуры более 900º С, что существенно сужает сферу применения
В этом решении есть существенный недостаток – работать с ним можно только на улице, а если использовать дутьевую горелку, то потребуется электропитание. Т.е. придется запастись либо хорошим удлинителем достаточной мощности, либо рисковать, расположив устройство недалеко от дома.
Есть еще вариант – кузнечные меха, которыми пользовались кузнецы несколько столетий. Однако заметим, нагнетать воздух в топливник горна вручную вовсе не безопасно. Да и с производительностью будет все проблематично и неоднозначно.
Стационарное оборудование для мастерской
Модели, устанавливаемые в мастерских для постоянной работы, должны быть не только функциональны, но и эргономичны. Важно продумать и удобство работы, и безопасность, ведь раскаленная металлическая болванка представляет собой потенциальную угрозу. А получение тяжелых травм не входит в планы ни одного нормального мастера.
Размеры оборудования в этом случае не стоит брать стандартные, ведь все мы сложены и устроены индивидуально. Кузнечный горн должен быть удобен именно вам и тем, кто будет пользоваться вашей мастерской, если она взята в совместную аренду. Особенное значение имеет высота рабочего стола и его габариты.
Передвижной горн зимой можно использовать в мастерской, обустроенной вытяжной системой с зондом, а летом – на улице, перемещая внутрь постройки по завершению работы
Для определения размеров будущего горна поступим следующим образом:
- Выберем место в мастерской, позволяющее расположить все основное и дополнительное оборудование в местах, удобных для проведения всего спектра работы по разогреву, ковке и закалке.
- Определим свое место. Встанем, распределив ступни на ширине плеч. Рабочую (правую/левую) руку согнем в локте.
- Замеряем расстояние от локтя согнутой руки до плоскости пола. Это удобнее сделать напарнику. Потом так же получаем второй результат, если ковать будете не только вы. К среднему арифметическому от двух расстояний прибавляем 5-7 см – получаем высоту рабочего стола.
- Берем самые большие по габаритам клещи, чтобы замерить расстояние от живота до их самой крайней точки. К измеренному расстоянию прибавляем 10-12 см – получаем половину диагонали рабочего стола.
- Вычисляем длину стороны квадратного рабочего стола, учитывая полученную ранее половину диагонали.
Кузнечный стол обычно не делают круглым, т.к. он неудобен в работе, особенно, если работать предстоит с подручным.
Галерея изображений
Самодельный горн для собственной кузни изготавливают с учетом индивидуальных размеров и удобства пользования оборудованием
В центре рабочего стола кузнечного горна для регулярной работы располагают цельнолитую колосниковую решетку с равномерной перфорацией. Такой вариант меньше накапливает гарь, а если и собирает, то распределяет более равномерно, чем сборный колосник из прутка, полосы или уголка
В подобных конструкциях для наддува воздушной массы не используют пылесос во время работы на углях или коксе. Лучше подключить центробежный вентилятор-улитку от автомобильной печки
Устанавливаемые стационарно горны для частной кузни в обязательном порядке оборудуют системой сбора дымовых газов и удаления. В закрытом пространстве желательно кроме этого устроить еще и механическую вытяжную вентиляцию
Рабочий стол стационарного кузнечного горна
Цельнолитая колосниковая решетка
Воздуховод для подачи кислорода в зону горения
Система дымоудаления горна в частной кузне
Стационарный кузнечный горн, представленный в системе, – универсальное оборудование, которое можно приспособить как под твердое, так и под газообразное топливо. В случае загрузки в топливник углей от сгоревших дров или кокса воздух нагнетается вентилятором от печки из автомобиля, т.к. пылесос будет выдувать угли.
В центре рабочего стола вмонтированный колосник. Такой вариант нужен, чтобы при забивке отверстий гарью не было неравномерного распределения тепла. При использовании газа оснастить установку нужно инжекционной горелкой, которую лучше купить, но можно и сделать собственными руками.
По мотивам наследия кавалеристов
Конникам во все времена нужны были подковы и гвозди для их крепления. Еще гусарские и уланские эскадроны в своем арсенале имели переносные горны, которые перемещались вместе с военными формированиями. В основе мобильных станков для кузнечных работ был кривошипно-шатунный механизм.
Аналог кривошипно-шатунного механизма сейчас найти проще простого. Достаточно вспомнить, где храниться бабушкина ножная швейная машинка фирмы «Зингер». С некоторыми переделками подойдут зингеровские последователи марки «Чайка».
Если в работе самодельного кузнечного горна в качестве топлива используют газ, смешивать его лучше в газовоздушной камере, к которой подключают пылесос
Желательно отдать-таки предпочтение старинным вариантам с чугунной станиной. Она выдержит любое термическое и механическое воздействие. Идеальным решением станем конструкция на колесах, которую запросто можно перемещать в удобное для производства работ место.
Горн из баллона с пропановой горелкой
Сразу предупредим, что эта модель кузнечного горна подойдет только тем, у кого есть немалый опыт работы с пропаном. Газовая камера у этого варианта довольно велика, потому при малейшем нарушении правил взрыв может быть разрушающей силы. Последствия непредсказуемы, но в большинстве случаев катастрофичны.
Мастеру, решившему сделать горн из кислородного баллона, потребуется именно эта опустошенная емкость диаметром от 25 см. Нужны будут огнеупорные материалы: плита, цемент, краска, каолиновая вата. Потребуется крепеж, керамическое покрытие, стальной бочонок с резьбой для обустройства точки подключения горелки.
Еще понадобятся крепеж и прочие материалы, которые мы приводим в тексте списком. Для проведения работ нужно запастись болгаркой, набором метчиков размером 10-32, шпателем, кистью для нанесения покрытий, дрелью и напильниками. А еще нужны будут защитные средства: эффективный респиратор, рабочие хлопковые перчатки, очки.
Со сборкой самодельного горна из кислородного баллона ознакомит следующая фото-подборка:
Галерея изображений
Подготовим газовый баллон (в нашем случае кислородный) к работам: помоем его подходящим бытовым средством. Для того чтобы снять напряжение металлоконструкции, разметим с обеих сторон две окружности по DVD-диску и вырежем их
Для вырезки отверстия с лицевой стороны размечаем окружность. Чертим ее по абрису кастрюли подходящего размера или другой подобной емкости
С лицевой стороны режем газовый баллон по очерченной окружности. С противоположной стороны отрезаем торец баллона по шву. Отрезанную сзади часть затем привариваем, но не сплошным швом, а прерывистым
Срезы с обеих сторон зачищаем наждачной бумагой или болгаркой с абразивным диском, чтобы не остались заусенцы
Шаг 1: Разметка вспомогательных отверстий
Шаг 2: Разметка отверстия с лицевой стороны
Шаг 3: Резка баллона болгаркой
Шаг 4: Зачистка среза наждачной бумагой
Если у баллона изначально не было опорных ножек и ручки вверху для переноски, их стоит приварить. Кстати, если нет опыта в сварке, работы по соединению деталей можно производить болтами или путем пайки.
Галерея изображений
Приложив резьбовой бочонок к стенке баллона, обрисовываем его. Правше его лучше расположить справа вверху примерно посередине емкости, левшам - слева
Владельцам дрели с колонковой насадкой выбурить отверстие легко и просто. Будем считать, что в нашем распоряжении такого инструмента нет, потому сверлим отверстия по окружности
Устанавливаем на гравер дисковую насадку и соединяем просверленные отверстия, чтобы модно было отделить от корпуса круг
Если ниппель не вставляется в проделанное отверстие, подрезаем "зубцы"
Шаг 5: Разметка отверстия для вворачивания ниппеля
Шаг 6: Сверление отверстий по абрису патрубка
Шаг 7: Вырезка отверстия гравером с диском
Шаг 8: Подготовка отверстия к вворачиванию бочонка
Теперь надо закрепить патрубок и соорудить устройство для фиксации пропановой горелки в патрубке:
Галерея изображений
Зажав резьбовой бочонок в тисках, просверливаем метчиком в стенках бочонка четыре отверстия. В них будем заворачивать крепежные шурупы
Проверяем, на сколько свободно шурупы перемещаются по созданной для них резьбе. Ход не должен быть слишком тугим или слишком свободным. Ведь именно шурупы будут держать горелку в патрубке
Выкручиваем из ниппеля шурупы и ставим его в отверстие. Фиксируем удобным для дальнейших работ способом и привариваем. Если найдете фланец соответствующего размера, можно прикрутить болтами
Фиксацию патрубка в корпусе производим в два этапа. Сначала прихватываем точками и прерывистым швом. Затем все соединяем сплошным выпуклым швом
Обрабатываем стыковой шов герметиком. Проверяем, не повредилась ли резьба искрой во время сварки
Установив рабочую часть пропановой горелки в патрубок, проверяем, насколько прочно удерживают ее четыре шурупа
Если после установки рабочей части горелки окажется, что ее жало требует наращивания, придется модернизировать инструмент посредством удлинения выхода
Работоспособность и производительность газовой горелки с наращенным стволом тестируем. Проверяем скорость розжига и достижения рабочей температуры
Шаг 9: Сверление отверстий под шурупы в ниппеле
Шаг 10: Проверка хода шурупов в отверстиях
Шаг 11: Приваривание резьбового бочонка
Шаг 12: Приварка бочонка сплошным швом
Шаг 13: Обработка соединения герметиком
Шаг 14: Проверка фиксации горелки в установленном патрубке
Шаг 15: Наращивание рабочей части горелки
Шаг 16: Тестирование герметичности наращенного ствола
Вот теперь самое время приступить к обустройству дна самодельного горна. Для этого нам потребуются шамотные кирпичи, из которых будем сооружать своеобразный рабочий стол. Заодно и отделим зону высоких температур от контакта с металлической стенкой корпуса.
Галерея изображений
Чтобы шамотные кирпичи не раскрошились в ходе резки, замочим из минут на 15 в обычной воде. Затем разметим для резки. Один кирпич надо разделить на отрезки шириной по 2.5 см
К углошлифовальной машинке подсоединяем шланг с водой и начинаем резку, постоянно смачивая рез водой из шланга
Сушим нарезанные из кирпича бруски перед соединением без фена, в естественных условиях. Заготовки должны оставаться слегка влажными, чтобы улучшилась адгезия со связующим раствором
Сложив два оставшихся кирпича, отмечаем необходимую длину детали дна. Она на 5 см должна быть меньше длины корпуса нашего самодельного горна
Примерим нарезанные из кирпича опорные бруски к месту установки. Отметим их расположение
На опорные бруски устанавливаем цельный и обрезанный кирпич. Проверяем, не требуется ли обрезка по факту
Извлекаем примеренные детали дна горна, дорабатываем их по необходимости. Все стыкуемые стороны деталей обрабатываем огнеупорным цементом и соединяем
Оставляем соединенную цементом деталь дна горна для отвердевания. Ждем столько, сколько в руководстве указано производителем состава
Шаг 17: Подготовка шамотных кирпичей к работе
Шаг 18: Раскрой кирпичей шлифовальной машинкой
!
Некоторые из Вас увлекаются ковкой, а основным инструментом для нее является сам кузнечный горн.
В данной статье, автор YouTube канала «Кузница СВАРОГА» расскажет Вам, как его изготовить, используя простейшие подручные материалы.
Материалы.
- Доска сосновая 20Х200 мм
- Глина, уголь
- Пеньковый канат
- Старый фен
- Обрезок шланга
- Стальная труба
- Уголки, саморезы по дереву
- Малярная лента.
Инструменты,
использованные автором.
- , отрезной диск
-
- , перьевые сверла по дереву
- Молот, наковальня, клещи
- Отвертка, ведро, миксер.
Процесс изготовления.
Первым делом мастер собирает короб для горна из обычных сосновых досок. Для соединения их между собой используются мебельные уголки и саморезы по дереву.
Затем он замешивает глину, используя перфоратор с насадкой-миксером. Он насобирал ее на берегу реки.
Для армирования раствора мастер добавляет измельченную пеньковую веревку, хотя можно использовать и обрезки стекловолоконной сетки.
Теперь выкладывает раствор внутрь короба, и формирует чашу горна. Ее размеры он подобрал под небольшие клинки и заготовки.
Вокруг чаши автор насыпает речной песок. В боковой стенке высверливается перьевым сверлом отверстие для трубки, через которую будет нагнетаться воздух.
К одному концу трубки он приваривает вот такой раструб. Второй конец срезается под углом, это позволит избежать забивания трубки золой.
Для того, чтобы зафиксировать трубку на корпусе, автор приварил к ней пару гаек, и прикрутил ее к корпусу.
С креплением фена к трубке он не стал ничего выдумывать, и примотал его к раструбу малярной лентой. Фен он приобрел на рынке, самый дешевый. Подойдет также и фен со сломанным нагревателем. От него требуется только нагнетание холодного воздуха. В случае с использованием нового дешевого фена, важным моментом является именно режим подачи холодного воздуха, в противном случае фен придется разобрать, и отключить спираль.
При помощи болгарки автор сделал три прорези в верхней части трубки. Затем надел на них обрезок резинового шланга. Так можно будет регулировать количество воздуха, подаваемого в горн.
Все готово, можно загружать уголь, и разжигать горн. Так он разогревает первую заготовку для клинка.
Температура для работы с ней более чем достаточная.
После ковки мастер снижает подачу воздуха, и закаливает клинок в машинном масле.
Следующим испытуемым будет вот такой бутерброд из двух обрезков стальной полосы и куска напильника.
После ковки этот будетрброд выглядит вот так.
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?
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).
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/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.
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:
- Берём стальной лист и размечаем маркером по размерам рабочего стола.
- Болгаркой вырезаем столешницу, кромки зачищаем напильником.
- Размечаем на вырезанном листе отверстие прямоугольной формы под жерло горна и болгаркой его прорезаем.
- Берём второй стальной лист и размечаем элементы деталей под трапецеидальное жерло горна.
- Вырезаем элементы жерла, а затем свариваем их в единую конструкцию.
- Привариваем жерло к рабочей поверхности стола в месте прорезанного отверстия.
- Переворачиваем конструкцию жерлом книзу, размечаем места под расположение стенок для расположения углей.
- Из стали вырезаем борта для рабочей поверхности стола.
- Выполняем приварку бортов так, чтобы не было по швам зазоров, а сам шов был прочным и сплошным, элементы конструкции точно центрируем.
- Для нижней части жерла вырезаем из стали стенки для подвода воздуховодов, а затем их привариваем.
- Изготавливаем для жерла съёмное дно, предназначенное для удаления золы.
- Прикрепляем к нему педаль при помощи рычагов.
- На стенке для подвода трубы с воздухом проделываем отверстие по диаметру трубы.
- Из стальных профильных труб вырезаем элементы и свариваем каркас под крепление рабочей поверхности.
- В нижней части каркаса привариваем планку для крепления улитки, а затем закрепляем её на болты.
- Подготавливаем трубу для воздуховода.
- Прикрепляем воздуховод к улитке и жерлу, при необходимости для усиления конструкции предусматриваем дополнительное крепление.
- К нижней части каркаса прикрепляем на болты поворотные колёса.
- Стыковочные швы промазываем огнеупорной шпаклёвкой.
- 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.
Кузнечный горн на газе изготавливается в следующей последовательности:
- Берём огнеупорные кирпичи и складываем из них корпус горна. При необходимости торцы обрабатываем болгаркой со специальной насадкой по бетону, чтобы обеспечить плотную стыковку.
- В передней части конструкции создаём небольшую ступеньку из огнеупорного кирпича, предназначенную для поддержания оптимальной температуры.
- В задней части проделываем прямоугольное отверстие для вентиляции.
- Из толстого листа стали изготавливаем основание по размеру кирпичного корпуса горна.
- В торцевых частях листа привариваем профильные трубы так, чтобы кирпичи внутри них были неподвижными.
- В боковой части топочной прорезаем отверстие для подвода газовой трубы с установленной горелкой.
- Из толстолистовой стали вырезаем верхнюю часть для горна.
- Привариваем по углам корпуса внизу и вверху уголки.
- Высверливаем в уголках по одному отверстию и стягиваем нижнюю и верхнюю часть горна при помощи шпилек.
- Вырезаем из профильных труб стойку для горна, а затем все детали свариваем в соответствии с чертежом.
- Устанавливаем горн на стойку.
- Приделываем к камере трубу для отвода продуктов сгорания.
- Располагаем внутри камеры газовую горелку и закрепляем к месту ввода в камеру.
- 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.
Если вы занимаетесь ковкой, то, наверняка, вам не раз приходилось задумываться о нагреве металла. Если финансовой возможности для приобретения кузнечного горна пока у вас нет, то попробуйте сделать кузнечный горн своими руками.
Разновидности кузнечных горнов:
- по виду топлива - кузнечные горны могут работать на твердом, жидком или газообразном топливе
- по типу установки - переносные или стационарные модели кузнечные горны
- по конструкции очага - открытого или закрытого типа
- по принципу работы - топливные или электрические
- по способу подачи воздуха - с боковым соплом или центральной фурмой
- по размерам пода (эффективной поверхности) – малые, средние и крупные.
Общее устройство кузнечного горна представлено на рисунке ниже.
Этапы изготовления кузнечного горна своими руками
1. Изготовление кузнечного горна начинается со стола, высота которого будет 0,7-0,8 м, поверхность 0,8*0,8 м. либо 1,0*1,5 м.
2. По центру размещается горновое гнездо, состоящее из фурмы или колосниковой решетки для подачи воздуха. Колосниковую решетку чаще делают из чугуна. Её вставляют в отверстие стола с плотным подгоном. Если кирпич предварительно замочить в воде, он будет лучше поддаваться обработке.
3. Далее необходимо смонтировать механизм поддува воздуха. Это может быть механический ножной поддув, хотя лучше применить вентилятор, который часто берут из пылесосов. Его оборотов вполне хватает для работы и к тому же он не производит много шума. Можно сделать вентилятор из воздуходувки от ручной сирены или использовать вентилятор от автомобильной печки.
Какое топливо можно использовать в кузнечном горне? Вариантов много. Это может быть древесный уголь, каменный уголь, кокс (лучше мелких фракций), балонный газ или магистральный газ, жидкое топливо, чаще всего мазуты.
В следующем видеоролике мы увидите как умелец сделал кузнечный горн своими руками из обычной чугунной утятницы. В дне утятницы были просверлены отверстия диаметром 8 мм. В кастрюлю вставлена оцинкованная труба, залито керамзитобетоном, сделан поддув воздуха.
В данном видео представлен кузнечный горн, сделанный своими руками с минимальными вложениями. Подробный рассказ мастера о том, как он этот горн сделал.
Следующее видео о быстром и дешевом способе сделать кузнечный горн своими руками. Доступные всем и недорогие материалы для изготовления: кирпичи, металлическая скоба, проволока, насос от резиновой лодки.
Ковка своими руками в настоящее время не потеряла своей актуальности. Для придания металлу пластических свойств необходимо его нагревать. С этой задачей успешно справляется кузнечный горн. Его основная функция состоит в постепенном увеличении температуры, при которой металл можно будет подвергать ковке. Температура ковки составляет порядка 1200 0 С. Существует несколько типов горнов, каждый из которых можно приобрести в специализированном магазине, но в целях экономии можно изготовить горн своими руками.
Выделяют 3 классификации горнов для ковки своими руками:
- по особенностям конструкции;
- по используемому топливу;
- в зависимости от размера поверхности.
В зависимости от конструкции выделяют закрытые или открытые горны. В зависимости от того, какое топливо используется для горна, различают горны, работающие на мазуте, угле и газовые горны. В основу разделения горнов по размерам поверхности выделяют небольшие, средние, крупные конструкции.
Применение горнов, работающих на угле, является устаревшей процедурой для ковки. Это связано с целым рядом недостатка такого вида топлива.
Уголь неравномерно нагревает горн и требует значительного расхода. Устройство, работающее на угле, имеет невысокий КПД.
Устаревают в плане применения и горны, работающие на мазуте. Но данный тип если и не применяется в промышленных объемах, то может быть успешно использован в домашних условиях.
Изготовление газового горна не занимает большого количества времени.
В этом случае достаточно взять стальные обрезки и 6 шамотных кирпичей.
Структура горна
Любой самодельный горн для ковки должен включать в себя следующие составные части:
- воздуховод;
- вентиль;
- горнило;
- топливник с решеткой;
- зонт;
- дымоход или газоотвод (в зависимости от типа горна);
- окошко для подачи заготовок;
- воздушный дренаж;
- закалочная ванна;
- стол горна;
- воздушная камера;
- шатер горна;
- газовая камера.
Изготовление горна своими руками
Рекомендуется изготавливать горны закрытого типа. Они состоят из таких составных частей: кладки (футеровки), опорной рамы и стоек, дымохода, пода, вентилятора и заслонки. Для создания самодельного горна понадобятся такие материалы:
- профильный металлопрокат из стали;
- обмазка;
- сталь в виде толстых листов;
- листовая сталь для внешней отделки;
- дымоходы из стали;
- огнеупорный кирпич.
Профильный металлопрокат идет для изготовления опорных стоек, рамы и заслонки. Применяемая обмазка должна быть настолько прочной, чтобы выдерживать действие огня. Такие же требования предъявляются к толстолистовой стали. Она тоже должна быть хорошо защищена от действия высоких температур и огня.
Изготовление опорной рамы горна
На первом этапе обустройства горна требуется изготовить его опорную раму. В первую очередь, выбирается место, где будет находиться сам горн. Важно, чтобы сама конструкция располагалась около стены помещения, несмежной по отношению к другим помещениям. В противном случае, у мастера возникнет проблема с установкой дымохода и вентилятора.
По требованиям безопасности горн должен располагаться в 1 метре от капитальной стены. Важно, чтобы сама стена не состояла из материалов, которые легко могут возгораться.
Установка опорной рамы подразумевает использование чертежей и схем. Необходимо заранее сопоставить размеры будущего горна и габариты мастерской, в которой предполагается его установка.
Для изготовления стоек применяют сталь марки 09Г2С, в составе которой содержится менее 2,5% легирующих элементов ( , хром, азот). Такая сталь является низколегированной, что выражается в ее прочности и быстроте сварки.
Опорные стойки для рамы свариваются. После того, как рама будет готова, в ней проделывают отверстия, через которые в дальнейшем будут крепиться части внешней отделки горна.
Изготовление сводов и пода горна
Своды горна, то есть его верхняя часть, должны быть сделаны из материалов, способных выдерживать действие очень высоких температур. Именно на своды будет приходиться вся нагрузка. Наибольшее распространение в качестве материалов для сводов получили динас и шамот.
Динас относится к числу высокоогнеупорных материалов. Он может выдерживать воздействие температур порядка 1790 0 С. Динас содержит значительную долю диоксида кремния. Поэтому данный материал имеет молочный цвет. Горны, в основу которых входят кирпичи из динаса, отличаются особой долговечностью. По этой причине динас считается одним из самых дорогостоящих материалов для горнов.
Шамот делается с учетом требований ГОСТ 390-79. Шамот, соответствующий требованиям указанного ГОСТа, и обычный кирпич довольно схожи по внешнему виду. Однако кирпич быстро изнашивается и начинает разрушаться при температуре в 1000 0 С. Качественный шамотный кирпич должен иметь малую пористость. У такого кирпича должен быть молочно-кремовый цвет, а его вес должен составлять минимум 5 кг. Чаще всего используется шамотный кирпич марок ША, ШПД.
Кладка для горна должна содержать следующие элементы в пропорциях:
- динас или шамот в измельченном виде (40% от общего количества);
- огнеупорная глина (60% от общего количества).
Дымоход, как и вентилятор, выкладываются полосами из стали по всему их периметру. Кладка (футеровка) вместе с заслонкой изготавливаются по схожему механизму, что и своды. Кладку дополнительно обносят листами с жесткими ребрами, что позволяет ей сохранять тепло. Сама печь при этом не будет отдавать слишком большое количество тепла наружу, увеличивая при этом быстроту внутреннего нагрева.
Когда все работы будут сделаны, мастеру необходимо просушить горн. Затем необходимо проверить вентилятор, после чего можно приступить к пробной проверке работы горна. Если конструкция работает исправно, то можно начинать ковать металл.
