0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изготовление кузнечного горна для ковки и плавки металла

Изготовление кузнечного горна для ковки и плавки металла

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
  • Топливо
  • Твердотопливные горны
  • Газовый горн
  • Горн на отработанном масле
  • Плавка алюминия
  • Мини-горн
  • Изготовление горна из буржуйки
  • Изготовление горна из ведра

Устройство горна

Для того чтобы перейти к советам по созданию самодельного горна, следует для начала ознакомиться с традиционным устройством такого приспособления:​

  1. Стол горна, выполненный из огнеупорного материала;
  2. Очаг, или топливник, с колосниковой решёткой;
  3. Камера воздушная;
  4. Дренаж воздушный;
  5. Подающий воздуховод;
  6. Воздушный вентиль;
  7. Шатёр (камера) горна;
  8. Окно, предназначенное для подачи длинномерных заготовок;
  9. Зонт горна;
  10. Газоотвод или дымоход;
  11. Горнило съёмное;
  12. Ванна для закалки (лохань или бадья);
  13. Камера газовоздушная.

Топливо

Примечание: Обычный кузнечный горн работает на угле. Однако можно использовать и дрова. Для этого они прогреваются до углей. Можно упростить устройство, если использовать, например, бутан или пропан.

Их состав включает в себя водород и углерод, которые при соединении с кислородом выделяют много тепла. Причем такое смешение может происходить предварительно, например, в горелке.

Уголь для кузнечного горна

Однако нужно понимать, что управлять природным газом для таких целей будет почти невозможно, поскольку он состоит из разных углеводородов, которым требуется разное количество кислорода. Поэтому организовать оптимальную подачу воздуха не получится. К тому же в составе природного газа содержится сера, которая отрицательно влияет на свойства металла. Поэтому смесь требует предварительно очистки или может использоваться для обработки неответственных деталей.

Рассмотрим, какими могут быть кузнечные горны. Они являются основным инструментом кузницы. Благодаря развитию и совершенствованию появилось множество разновидностей:

  • электрические или топливные;

Переносной электрический кузнечный горн синего цвета

  • на жидком, газообразном или твердом топливе;

Кузнечный горн на углях в действии

  • закрытого или открытого типа;

Кузнечный горн закрытого типа

  • с центральной фурмой или с боковым соплом;

Самодельный кузнечный горн простой конструкции с боковым соплом Открытый кузнечный горн с центральной фурмой в действии

  • стационарные или переносные.

Стационарный кузнечный горн в действии

Рассмотрим самые популярные виды.

Газовый горн

Конструкция устройства становится намного проще, если в качестве горючего применить моногаз, прошедший очистку (пропан, бутан). Данные газы заключают в себе углеродные и водородные молекулы (водород хороший восстановитель, взаимодействуя с воздухом, он выделяет много энергии). Газ возможно смешивать с кислородом в горелке. Самодельный газовый горн делается достаточно быстро. Главное – установить горелку.

Иначе дело обстоит, если использовать природный газ. Он представляет собой соединение ненасыщенных/насыщенных углеводородов, которым для полного прогорания требуется различное количество воздуха. Оптимально отрегулировать подачу кислорода не получится.

Кроме того, в природном газе присутствуют серные, кремниевые и фосфорные молекулы. Сера является «злейшим врагом» стальных деталей. Она делает их непригодными к эксплуатации. Чтобы восстановить заготовки, понадобится полностью их переплавлять.

Ввиду этого природный газ возможно применять в качестве горючего лишь после очищения от серы. Проще всего перед подачей топлива в горелку пропускать его через нафталин, который вберет в себя все серные молекулы. Самодельный кузнечный горн, работающий на бытовом газе, предназначается, прежде всего, для обрабатывания заготовок, которые не будут сильно нагружаться в будущем.

Вентилятор для горна

Горн в кузнечной мастерской занимает центральное место. Он является не просто неотъемлемым, а основным элементом любой кузни, без которого обойтись нельзя. В нём заготовки разогреваются до необходимой для обработки температуры (минимум Т = 1300 °С). В качестве топлива в горне используют следующие материалы: коксующийся.

Читать еще:  Простой в изготовлении светильник из дерева и эпоксидки

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.

Схема газовой горелки для горна.

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.

[box type=”warning”]Важнейшим условием является точное соблюдение правил пожарной безопасности, которое заключается в использовании только огнеупорные и жаростойкие материалы. Не помешает проверить, из чего сделаны стены вашей мастерской. С большой осторожностью относимся к разного рода гипсокартонным конструкциям.[/box]

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.

[box type=”fact”]Настоящий шамотный кирпич кремового цвета с мелкими порами в малых количествах, они намного тяжелее обычных керамических, вес одного шамотного кирпича больших габаритов достигает 5-ти кг. Самые подходящие марки шамота – ШБ, ША и ШПД.[/box] Устройство кузнечного горна.

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.

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.
Читать еще:  Самодельный ветряк парусного типа

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.

Типы горнов

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.

Конструкция, работающая на природном газе, позволяет ковать изделия из цветного металла, а также делать художественную ковку.

Горн кузнечный: газ или уголь?

На вопрос «горн кузнечный: газ или уголь?» можно ответить коротко, что в качестве топлива для кузнечного горна можно применять и газ, и уголь. Важно знать: когда и для каких целей. В нашей статье мы дадим подробные ответы на все вопросы.

Если у вас, уважаемые посетители, возникнут вопросы или появятся предложения, вы можете поделиться ими на полях нашего сайта. Гостям мы всегда рады! Задавайте вопросы, и в кратчайшие сроки мы дадим на них ответы.

Чтобы были понятны наши дальнейшие рассуждения, рекомендуем прочитать следующие статьи:

В ходе рассказа мы будем на них неоднократно ссылаться.

  • Нагрев стали
  • Кузнечный горн на угле
  • Кузнечный горн на газе
  • Сравнение достоинств и недостатков кузнечных горнов на газе и угле
  • Голосование

Нагрев стали

Сталь куют, как все мы знаем, в нагретом до определённой температуры состоянии, так как только разогретый металл становится пластичным и легко поддается деформации. На практике используется следующий интервал температур (начала и конца ковки) для разных марок стали:

  • начало ковки Т = 1100…1300 °С;
  • конец ковки Т = 800…900 °С.

Разброс температур объясняется разным количеством углерода в стали: чем его больше, тем ниже температура начала ковки. Для разогрева металла используются различные виды нагревательного оборудования. Мы будем рассказывать про эксплуатацию самого древнего и простого из них – кузнечного горна. Две основополагающих конструкции этого оборудования (открытая и закрытая) подробно рассмотрены на нашем сайте , и мы сейчас останавливаться на этом не будем, а перейдём к основному вопросу нашей темы – поговорим о некоторых видах топлива. Для разогрева заготовок в горне применяются самые разные виды топлива. В нашей статье рассматриваются два самых распространённых: уголь и газ.

Кузнечный горн на угле

При ручной ковке металла для его разогрева на угле более всего подходят горны открытого типа , на которых удобно нагревать поковки разной длины, причём, в любой их части (даже в средней).

Конструкция горна открытого типа приведена на схеме.

Схема горна на угле.

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

Рассмотрим последовательность действий при разжигании углём холодного горна и создании рабочей зоны для разогрева металла:

  • горновое гнездо очищаем от шлака и золы;
  • продуваем фурму;
  • насыпаем небольшой слой угля. При этом не забываем оставить отверстие фурмы свободным;
  • добавляем в горновое гнездо на уголь древесную стружку или смоченную керосином тряпку и зажигаем их;
  • сверху добавляем второй слой угля;
  • включаем слабое дутье.
Читать еще:  Самодельная кормушка для птиц

После того, как уголь разгорится, добавляем еще слой угля, и постепенно увеличиваем напор дутья. В горне происходит спекание угля, и при этом образуется твердая корка. Под ней создаётся высокая температура. Заготовку закапываем в горячие угли и сверху насыпаем следующий слой свежего угля. Спекшийся свод из твердой корки следует всегда поддерживать целым. Это необходимо для сохранения под ним необходимой высокой температуры с наименьшими затратами топлива. Для осуществления этого необходимо время от времени подсыпать (сверху и с боков) свежий уголь от краев к центру горнового гнезда. При необходимости следует слегка обрызгивать его водой. Если под коркой объём полости становится слишком большой, то её ломают и подгребают свежий уголь. Через некоторое время образуется новый свод.

Заготовки помещаются под корку спёкшегося угля, и начинается их нагрев. Периодически поковки следует поворачивать. Кроме того, следует регулировать подачу воздуха таким образом, что бы поддерживать слегка коптящее и нейтральное пламя. В противном случае возможен перегрев металла со всеми вытекающими последствиями:

  • образование окалины;
  • пережог и т. п.

Все эти манипуляции следует продолжать до полного разогрева металла.

Кузнечный горн на газе

Все действия по подготовке рабочей зоны в газовом горне заключаются в поджоге газа в горелке и помещении в это пламя поковок. И всё – начинается их прогрев. Для прекращения разогрева металла необходимо перекрыть поступление газа. Нагреваемый металл находится непосредственно в пламени горелки (смотри указанную выше статью про горн, разогреваемый пропаном). Поэтому, для изменения температуры нагрева металла, достаточно изменить расход газа (сравните с регулировкой температуры в угольных горнах).

В промышленных кузнечных горнах используют природный моногаз пропан, прошедший очистку в емкостях с нафталином. Это необходимо для того, чтобы связать имеющуюся в газе серу. Она содержится там в очень небольших количествах, но, тем не менее, её контакт со сталью очень опасен.

Газовый горн закрытого типа «BLACKSMITH GOR-1».

В непромышленном оборудовании используется, как правило, смесь пропан-бутан. Применение пропана очень выгодно с экономической точки зрения:

  • с одной стороны, этот газ имеет более низкую, по сравнению с другими видами топлива, стоимость;
  • с другой – горн, работающий на газе, имеет упрощённую конструкцию (например, отсутствует колосник).

Преимущества газового горна очевидны. Но, на поверку, не всё так «красиво». Давайте сравним достоинства и недостатки обоих видов топлива.

Сравнение достоинств и недостатков кузнечных горнов на газе и угле

Сравним достоинства и недостатки горнов на газе и на угле:

  • конструкция газового горна во многом проще аналогичного оборудования на угле;
  • регулировка температуры в газовом горне на много проще, чем в угольном. Она заключается в повороте вентиля на баллоне с пропаном (сравните с целым комплексом мероприятий на угольном оборудовании);
  • газовый горн, благодаря небольшой массе и простоте монтажа-демонтажа, можно считать мобильным;
  • стоимость пропана значительно ниже стоимости угля.

Но, у газового горна есть два глобальных недостатка:

  • невозможность обработки на нём крупногабаритных заготовок;
  • повышенная пожаро- и взрывоопасность.

Поэтому, а так же из-за наличия серы в газе, такие горны применяются только для обработки не ответственных и не нагружаемых в дальнейшем деталей небольшого размера. В качестве примера можно привести декоративные элементы художественных металлоизделий. Применяя описанное выше газовое оборудование, руки мастера из «твёрдых железок» могут сотворить такое вот чудо!

Чудо из металла.

Выбирать вам самим, надеемся, что наша статья вам поможет.

Голосование

Если вы уже определились, помогите другим, отметьте свой выбор в опросе ниже (свои варианты пишите в комментариях):

Выбрать где купить кузнечный горн вы можете с помощью страницы «Где купить кузнечный горн».

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector