Ну до чего у нас любят дикие заумные определения: специальные нагревательные устройства с целью повышения пластических характеристик металла. Давайте попробуем перевести все это безобразие на человеческий язык.
Кузнечный горн по своей сути – печка. Понятно, что со своим особенностями, разновидностями и технологическими нюансами, но все равно – это печка. Она нужна для разогрева металлических деталей до температуры, чтобы их можно было ковать, то есть подвергать деформации.
Это главный и общий факт для всевозможных видов кузнечных горнов – от примитивных дачных поделок на кирпичах до промышленных печей со множеством технологических особенностей применения и назначения.
Нагрев заготовки в кузнечном горне
От кузнечной печки требуются два главных и единственных свойства: давать очень высокую температуру, вплоть до 1200 – 1500°С и возможность поддерживать нужную температуру в течение определенного времени. Иными словами, нам нужен сильный и ровный жар.
При какой температуре металлы поддаются ковке, то есть начинают быть пластичными? Это у всех металлов и сплавов по-разному. А вот визуальный признак того, что металлическая деталь нагрелась до нужной температуры, тоже общий – это оранжевый цвет детали.
Единственный металл, который ведет себя довольно подло и не меняет своего цвета при нагревании – это алюминий. Он не самый легкий металл для ковки и сварки в принципе, с алюминием нужно знать и применять множество специальных требований.
Так вот отсутствие оранжевого цвета в то время, как он уже нагрелся для ковки – значительный фактор, затрудняющий работы с этим капризным металлом и его сплавами. Ведь и перегреть нельзя. Недогреть – тоже никуда не годится.
Классификация кузнечных горнов
Существует несколько критериев, по которым можно развести все эти печки на аккуратные типы.
Чаще всего горны делят по виду топлива, на котором они работают:
Твердотопливные горны
Они работают на угле. Их использование становится все реже, так как уголь – топливо, не дающее стабильного и ровного огня, что является самым важным требованием к кузнечному горну. Мало этого, для таких печек нужен не просто уголь, а высококачественный древесный коксующийся или такого же качества каменный уголь.
Любители такой экзотики есть, так что ниже мы остановимся на паре-тройке советов по обустройству такой печки.
Газовые кузнечные горны
Вот об этом типе печек мы поговорим подробно: они являются самыми распространенными и в домашних кустарных мастерских, и в профессионально оборудованных кузнечных центрах. Газовый кузнечный горн – без сомнения, любимый инструмент отечественных кузнечных мастеров.
Жидкостные
Здесь основным видом топлива выступает мазут.
По конструкторскому решению горны делятся на закрытые и открытые. По размеру они бывают малыми, средними и большими. Вот, собственно, и вся классификация кузнечных горнов. Самодельный горн для ковки – вещь вполне реальная и, самое главное, нужная в хозяйстве.
Главное – решить какой именно горн вас устроит. А для этого вы должны четко знать, какую именно кузнечную продукцию вы собираетесь делать, для кого и в каком количестве.
Принципиальная конструкция самодельного горна
Первый вопрос: какой горн делать – открытый или закрытый? Ответ будет зависеть от ваших планов – что вы собираетесь делать в своей кузнечной мастерской? Если это хобби в виде художественной ковки в малых количествах исключительно для дома и подарков родственникам, то вам будет вполне достаточно обзавестись открытым горном.
Если же вы планируете работать с металлами серьезно, чтобы, например, зарабатывать деньги, то мы посоветовали бы соорудить кузнечный горн своими руками закрытого типа.
Вот какие детали составляют грамотно собранный горн:
- рама на стойках для опоры, все должно быть сделано из стали;
- под – дно или нижняя часть стенки горна;
- заслонка шиберного типа со специальными отверстиями для ускорения нагревания металла и экономии топлива;
- вентилятор;
- труба для отвода дыма
- футеровки – тепловая защита печки в виде шамотных кирпичей;
- рекуператор – специальное устройство для возврата выделяющегося тепла в виде печных газов и, таким образом, эффективного использования ресурсов.
Строим» газовый горн
Прежде, чем начать сооружать газовый кузнечный горн своими руками, нужно определить параметры пода – его площади.
Для этого существует хитрая формула:
N – производительность горна, которая зависит от напряженности H и площади пода F. Высчитано, что оптимальной поддержки необходимой температуры в горне достаточно скорости подачи газа в промежутке от 1-го до 1,5 м/сек.
Вам известны площадь вашей мастерской и примерное количество кузнечных деталей в килограммах, которое вы планируете производить. С этими данными вы выводите напряженность пода с максимально допустимой верхней границей в 150 кг/м².
Необходимые материалы, которые нужно иметь, чтобы приступить к работе:
- кирпич огнеупорный типа динас или шамот;
- пластины толщиной не меньше 5-ти мм из жаростойкой стали;
- стальной профиль для стоек, рамы и заслонки горна;
- труба для дымохода и вентиляционного канала из стали;
- шпатлевка для заделки щелей между кирпичами с жаростойкими свойствами;
- листовой металл или дополнительный слой огнеупорных кирпичей для футеровки с внешней стороны;
- горелки от двухконтурных котлов большой мощности;
- вентилятор;
Газовые кузнечные горны тоже могут быть открытыми. С ним все намного проще, достаточно будет устроить колосники с подачей воздуха для большей эффективности нагрева. Вещества сгорания выводятся в таком случае вентилятором из теплостойкого металла.
Опорную раму лучше располагать вплотную к одной из стен вашей мастерской. Выбор стены нужно делать с учетом того, что будет нужен дымоход и вентиляционная труба, так что смежные стенки, если таковые есть, лучше не использовать.
Стойки и саму раму лучше сваривать из низколегированной стали по чертежам, которые можно скачать в Интернете. Низколегированная сталь прочна, легкая и, самое главное, устойчива к специфической коррозии высокотемпературного режима. Внешняя футеровка должна быть продумана заранее, чтобы в опорной раме сразу проделать отверстия для ее крепления.
Теперь об огнеупорных кирпичах и кладке. Важно купить настоящие сертифицированные кирпичи типа шамот, изготовленные по ГОСТу 390-79. Если вы приобретете кирпич не по стандарту, вы рискуете тем, что обычные кирпичи начнут у вас плавиться уже при температуре 1000°С.
Второй тип огнеупорных кирпичей – динас. Эти кирпичи дороже, зато устойчивее к высоким температурам: они выдерживают режим с уровнем 1800°С. Они светлее шамотных кирпичей из-за высокой доли в своем составе кремниевых солей.
Если у вас есть возможность, лучше выкладывать горн динасовым кирпичом: кузнечные горны из огнеупорного динасового кирпича долговечнее и выдерживают самые жесткие температурные режимы.
Кирпичи укладывать с раствором из огнеупорной глины с добавкой порошка из шамота и динаса в четкой пропорции 60:40. Дымоход и вентилятор по периметру обрабатывать металлическими уголками.
Важнейший финальный этап – просушка всей конструкции. После нее нужно проверить, как работают вентиляторы для горна кузнечного. И только затем можно будет производить тестовое включение.
Как сделать горелку для газового горна
Помимо общих инструкций как сделать кузнечный горн, существуют правила по установке газовой горелки. Горелка газового горна может быть приобретена в магазине, а может быть сделана самостоятельно.
Горелку газового горна своими руками нужно делать с обязательным учетом требований к ней:
- поджиг газа должен быть вполне безопасным;
- горение должно быть устойчивым;
- стойкость к влажности внутри горна;
- безопасность при изменении тяги и риске взрыва горючего вещества.
Газ подается на горелку от баллона или сети под контролем регуляторов. Пробный пуск газа проводят для проверки регуляторов и напора, следят за запахом.
Я начал изготовлять древесный уголь из-за сложившейся ситуации, когда о каменном угле, и тем более коксе в наших краях можно было только мечтать. Но это не отменяло того факта, что для ковки нужно было все равно что-то искать.
Поэтому я решил пойти по двум направлениям поисков, которые могли привести к топливу, альтернативному каменному углю. Попробовал работать с бытовым газом (газовыми горнами), и пытался получить свой древесный уголь, так как его покупка стоила бы мне больших денег. Помогло то обстоятельство, что у меня фруктовые деревья были в достаточном количестве. Мои соседи по даче начали активно строить коттеджи, для этого они освобождали строительные площадки, вырубая и выкорчевывая десятки деревьев, и с радостью отдавая их мне. Однако после изучения вопроса по углю мне стало известно, что для пережога дрова со свежесрубленных деревьев не походят – нужна древесина, хорошо высушенная. Поэтому в качестве теста я начал жечь обрезки просушенных липовых досок – по случаю их у меня оказалось предостаточно.
Как получить древесный уголь в домашних условиях
Что касается бочки – желательно брать бочку с толстыми стенками на 200 литров. В нижней части, возле дна, врезаем штуцер. В моем случае я получил бочку от соседа – в ней уже был ввинчен сгон, так как она использовалась для летнего душа. Через штуцер я сделал принудительный поддув воздуха к бочке.
Здесь я воспользовался старым пылесосом советского производства.
Присоединение к бочке металлической трубой.
Что касается производительности и расхода дров: я использую 3 бочки, первая служит для сжигания угля, две другие бочки – для готовых наколотых чурочек (когда ими наполняю бочку, то ее потряхиваю). Так я получаю относительную норму дров на одну партию угля.
На дне бочки я развожу маленький костер, и пока он разгорается, докладываю дров.
Горение следует все время контролировать. Со временем вы увидите, когда наступает момент, где дрова через поддув достаточно хорошо разгорелись, но не прогорели до золы – тогда-то и нужно докладывать следующую порцию дров. Чтобы поддерживать нужный поддув следует постоянно включать и выключать пылесос. Чтобы посмотреть в бочку, возможно, на землю придется то-то подкладывать, из-за сильного жара и дыма ничего особо не видно. Я сделал подставку из стопки резины для дорожек.
Чтобы закрыть бочку, проще всего взять родную верхнюю крышку – но такой у меня не нашлось, поэтому я подогнал для этого листовую двойку. Чтобы замазать все отверстия, через которые может проникнуть в бочку воздух, я использовал землю, разведенную с водой до густоты раствора. Также у дна я присыпал землей штуцер.
На завершающем этапе посыпки дров всегда есть риск, что нижние слои угля могут быть пережжены в золу, поэтому я не даю дровам верхнего слоя разгореться как следует. Из-за этого дрова в некотором количестве уходят «в брак» – для следующей партии.
Бочку я не открываю до того времени, пока она не остынет по всей поверхности. Если есть какие-то еле теплые места, значит где-то еще горит. Обычно же, когда я вечером герметично закрою бочку, то на утро она уже будет холодной, а значит готовой.
Получать уголь в бочке еще удобно потому, что его удобно выгружать. Для этого просто нужно бочку перевернуть. После получения очередной партии угля в бочке оказывается много золы и мелких фракций угля. Перед тем, как насыпать уголь в мешки, я весь полученный уголь просеиваю.
С одной бочки я получаю два мешка рабочего угля и примерно одну бельевую выварку недожженных дров.
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.
- 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!
>
