Содержание
Как устроен горн
устройство горна
Промышленный аппарат имеет несколько отличное от самодельного устройство. Прежде чем приступать к самостоятельному изготовлению такого изделия, нужно изучить его основу:
- Через сопло (по-другому называется фурма) воздух попадает в пространство камеры.
- Огнеупорные кирпичи будут сохранять необходимую температурную мощь.
- Колосники удержат используемое топливо над воздушной камерой.
- В горновое гнездо загрузится источник топлива.
- Еще одни кирпичи сформируют каркас устройства.
- В горнило подает воздух вентилятор.
- Общий каркас обычно делают из металла.
- Камера воздушная.
- Зольник.
- Труба воздуховода.
- Кожух.
Конечно, чтобы соблюсти все вышеперечисленное, обычному человеку не хватит знаний и средств. Но более упрощенный вариант вполне реально установит собственными силами.
Горн из кирпичей: простой закрытый вариант
горн из кирпича закрытый
Временная кузница легко возводится из имеющихся подручных средств. Для этого пригодятся:
- шесть кирпичей огнеупорных;
- лампа паяльная;
- самодельная решетка (колосниковая), сделанная из стальных полос толщиной не менее 3 мм.
Все работы должны вестись в заранее продуманном пожаробезопасном месте. Правильной последовательностью этапов можно считать следующую:
- Укладывается нижний «слой» кирпичей (две штуки).
- Затем на них укладываются две обрезанные водосточные трубы, на которые кладется решетка таким образом, чтобы между ней и кирпичами снизу еще виднелся зазор.
- На решетке нужно немного отогнуть поперечные рейки — это поможет им захватывать пламя разогретой паяльной лампы и уже направлять его строго вверх.
- Укладываются два боковых кирпича (это будут стенки).
- На них аналогично нижним расположатся пара оставшихся верхних.
- На решетку насыпается кокс (каменный уголь) и перед самим горном ставится паяльная лампа (уже разогретая). От её пламени разгораются угли и поддерживается дальнейшее горение. Теперь остается только найти то оптимальное направление у пламени, чтобы на выходе была очень высокая температура.
- По соображениям безопасности лучше отгородить паяльную лампу от горячего горна каким-нибудь экраном, сделанным из негорючего материала.
Изготовление деталей
изготовление горна
> Рабочей поверхностью будет являться стол — то есть основа горна, где будет размещать очаг с топливом. Именно на нем разогреваются заготовки из металла. Такая конструкция обычно оказывается очень тяжелой. Сделать её просто: например, можно изготовить металлическую крышку в 4 мм листа стали. Как изготавливается решетка? Можно «приспособить» для этого старую чугунную сковородку (только перед этим нужно просверлить несколько отверстий 10-миллиметровым диаметром). Как вариант, подойдет и колесный диск. После завершения работ с решеткой подгоняем её, вставляя в отверстие стола. Чтобы лучше «подошло», кирпич можно будет даже слегка подпилить (предварительно замочив его в воде). Высоту такого стола можно выбирать произвольной, но лучше делать это на уровне пояса мастера.
Газовые варианты
простые газовые горны
Можно ли заменить уголь (чаще кокс) и паяльную лампу какими-то другими аналогами? Например, это может быть газовая горелка. В промышленности — да, легко по той простой причине, что используемые там моногазы специально предназначены для таких целей (они состоят из специально подобранной смеси). А вот бытовой газ не даст в использовании оптимального разогрева воздуха, который сможет нагреть металл. К тому же в бытовой горелке есть примесь серы, которая способна просто «убить» все эксплуатационные свойства металла (для обратного процесса все придется переплавлять заново). Также «отравляет» сталь и сера с древесины. Конечно, с подобным можно бороться. Только способы несколько «экзотичные»:
- Пропустить газ из баллона через емкость с нафталином перед подачей в горелку.
- Нагревать подобным газом не слишком ответственные и подвергаемые нагрузке детали (это могут быть какие-либо декоративные художественные элементы ковки).
Кузнечный горн из ведра
Создать кузнечный горн в домашних условиях можно из подручных материалов — к примеру, обычного ведра.
Создается такая печь достаточно просто: в стенках проделываются отверстия, внутренняя поверхность металла оьбшивается керамической ватой, способной выдержать температуру более 1200 градусов. Поскольку ведро обладает конусообразной формой, его необходимо правильно разместить, для чего устанавливаются ножки.
В средней части горна создается отверстие для горелки, в нижней прорезают вентиляционное отверстие. Шамотный кирпич, обладающий повышенной огнеупорностью, подкладывается на дно. Готовое оборудование нередко покрывают слоем термостойкой краски.
Горны на угле
Горны, которые в качестве топлива используют уголь, отличаются простым устройством и практичностью использования. Конструкция устройства этого вида состоит из таких рабочих частей:
- Крыша и стенки. Для их возведения применяют кирпич, обладающий огнеустойчивыми свойствами. Это может быть шамот или динас.
- Гнездо. Именно в нем и происходит нагревание рабочих заготовок.
- Зонт. Состоит из шторок, откидного типа. Его основное предназначение заключается в улучшении естественной тяги рабочего пространства.
- Задняя стенка. В ней проделываются специальные отверстия, через которые обеспечивается подача исходящего потока воздуха.
- Воздушный кран. Посредством его использования выполняется подача воздуха в гнездо горна.
- Короб. Для его выполнения используется жаропрочная сталь. С его помощью происходит соединение входного отверстия и гнезда.
- Закаленная емкость. Она может быть выполнена как из кирпича, так и из стали. Основное ее предназначение заключается в понижении температуры рабочих заготовок после их термической обработки. Благодаря этому можно исключить процесс образования на них термотрещин.
- Дымоход. Через него выводятся продукты сгорания топлива.
Подготовку горна к использованию нужно проводить в такой последовательности:
очистить гнездо от остатков золы и сгоревших углей;
продуть дымоход и каналы, по которым проходит воздух посредством использования сжатого воздуха. Для этого можно использовать обычный пылесос;
насыпать на дно гнезда горна немного угля
При этом следует обратить внимание на то, что отверстие, расположенное на дне короба, должно остаться открытым;
для облегчения процесса розжига рекомендуется на поверхность угля положить немного ветоши, смоченной жидкостью для розжига костров. Вместо ветоши можно использовать древесные опилки;
когда уголь хорошо разгорится, можно понемногу подсыпать уголь небольшими порциями;
теперь необходимо открыть кран подачи воздуха и установить его посредине положения;
как только уголь станет прогорать, можно повысить интенсивность подачи потока воздуха;
при образовании на поверхности угля корки можно приступать к прогреву рабочей заготовки и подготовки ее для работы.
Так как температура под коркой выше, чем на ее поверхности, заготовка помещается непосредственно под корку. Если толщина корки достигает больше 5−10 мм, ее рекомендуется разрушить. В противном случае уровень теплопроводности становится меньшей.
Для того чтобы заготовка прогрелась равномерно по всей площади, ее необходимо периодически переворачивать
Стоит также обратить внимание на цвет огня. Он должен быть равномерный, а также иметь одинаковый цвет
Назначение кузнечного горна
Обработка металлических изделий требует их нагревания до изменения цвета и приобретения светло-оранжевого оттенка. Подобные изменения стали соответствуют температуре в 1000-1200оС. Доведенный до такого состояния металл легко подвергается деформациям под воздействием ударных инструментов.
Заготовка теряет свою пластичность по мере остывания, соответственно, ковать и придавать ей нужную форму становится сложнее. Прикладывание большей силы приводит к деформации металла, повышает его хрупкость. Поддержание температуры ковки позволяет избежать разрушения материала.
Обычная печь не способна дать температуру более 1000оС. Для таких целей используются печи с принудительной подачей воздушного потока.
Для разогрева металлических заготовок и поддержания нужной температуры используется кузнечный горн. Такое оборудование применяется не только для ковки, но и для расплавки и последующей заливки металла в форму, закалки инструментов, пайки с использованием меди и латуни.
Поддув
Ранее поддув через фурму обеспечивался при помощи кузнечных мехов, нагнетающих кислород в очаг. Сегодня их заменили вентиляторы и компрессоры.
Поддув может быть устроен снизу, сбоку или сверху. При нижней подаче воздух изначально нагнетается в камеру перед колосником — фурму, сверху которой и располагается решетка с топливом.
Устройство нагнетания воздуха снизу
В небольших переносных горнах нагнетание воздуха можно обустроить с помощью небольшого вентилятора, но стационарные большие печи потребуют и большего объема кислорода.
В самых простых кустарных устройствах поддув обеспечивают за счет установки компьютерных вентиляторов или даже фенов.
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:
- Основание из металла. Должно быть устойчивым, чтобы оборудование не опрокинулось во время работы.
- Очаг и рабочий стол, изготовленные из шамотных кирпичей. На очаге закрепляется колосник.
- Крышка, стенки. Выкладываются из того же материала, что и очаг.
- Дымоход для отвода продуктов горения топлива.
- Вентилятор, система для подачи воздуха.
- Зонт — деталь для улучшения тяги.
- Фурма — связывающий элемент, через который воздух подаётся от вентилятора на колосник.
- Отверстие для подачи заготовок с закрывающейся дверцей.
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.
Самодельные газовые горелки
Основными компонентами изготовления мощных газовых горелок являются промышленные вентили. Они могут быть новыми, однако для самодельного устройства достаточно использовать бывшие в употреблении при отсутствии утечки газа. Предназначены они для работы в паре с 50-литровым газовым баллоном на пропане, имеющим угловой вентиль и редуктор.
Горелка с вентилем ВК-74
Устройство данной горелки изображено на рис. 1. За основу принят вентиль кислородного баллона ВК-74.К выходному концу устанавливается выточенная на токарном станке штуцер-рукоятка, к рифленой части которой подключается шланг от баллона. На часть вентиля с конической резьбой К3/4˝ , которой он соединялся с газовым баллоном, накручивается колпачок с подготовленным отверстием с резьбой для жиклера. Можно использовать готовый вариант паяльной лампы или газовой плиты.
Сопло изготовлено из отрезка стальной трубы 1/4˝ длиной 100 мм и приварено к колпачку на двух отрезках проволоки ∅5 мм. Между колпачком и соплом следует оставить расстояние 15 мм для поступления воздуха в зону горения. Подгибом проволочных держателей регулируют положение сопла, чтобы добиться центрового положения пламени.
Последовательность действий для розжига горелки:
- Откройте вентиль баллона;
- Поднесите зажженную спичку к соплу и медленно открывайте вентиль горелки;
- Контролируйте зажигание газа;
- Регулируйте пламя вентилем горелки
Самодельная газовая горелка данной конструкции имеет один недостаток, связанный с особенностью расположения вентиля. Поток газа направлен в противоположную сторону нормальному положению. Сальниковые уплотнители испытывают постоянное давление газа( вт.ч. при закрытом вентиле), поэтому необходимо постоянно следить за герметичностью уплотнителей.
Горелка, переделанная из ацетиленового газореза
Если у вас есть ацетиленовый резак с неисправным краником подачи кислорода, не спешите его выбрасывать. Он также сгодится для изготовления горелки(рис 2.). Газовая мини горелка
Мини газовые горелки больше подходят для работы с мелкими деталями. За основу мини горелки берется игла для накачивания мячей. В ней необходимо сделать пропил, чуть дальше середины иглы.Некоторые иглы уже имеют подобное отверстие, что значительно ускоряет процесс работы. Далее нужно взять иглу для шприца, и согнуть ее примерно на 45 градусов посередине.
Заостренный конец иглы для шприца лучше всего заточить, чтобы он был прямым. После этого ее нужно вставить в иглу для мяча таким образом, чтобы один ее конец выходил через отверстие, а второй выступал из большой иглы на несколько мм. Получившуюся мини конструкцию следует зафиксировать с помощью припайки. После этого к основаниям двух игл необходимо присоединить капельницы. Зажимы – регуляторы капельниц нужно сдвинуть как можно ближе к иглам. В получившейся горелке они будут выполнять роль регуляторов подачи газа и воздуха. Их тоже нужно скрепить между собой, и делать это лучше всего с помощью термопистолета. Остается лишь подключить к готовому устройству источник сжатого газа, горелка готова к использованию. Такая самодельная газовая горелка может нагревать предметы до 1000 градусов
Работать с ней следует осторожно, соблюдая технику безопасности
Самостоятельное изготовление
Мини-горн
Самый небольшой горн, который только можно придумать – это мини-горн. Для начинающего кузнеца – это оптимальный вариант, предназначенный для использования только на открытом воздухе. Принципы построения следующие:
Чертеж мини-горна
- В качестве основного строительного материал можно использовать 6–8 кирпичей. Соорудив из них подставку, можно двигаться дальше.
- Сооружение колосниковой решетки можно осуществить с помощью обрезков металлических труб и фрагмента стальной полосы, толщина которой должна быть не менее 4–6 мм.
- Топить такой горн можно либо углем, либо коксом. Для розжига и дутья использую обычную паяльную лампу. Она обеспечивает и подачу тепла, и непрерывность процесса.
Использование мини-горна в помещении запрещено в силу отсутствия у конструкции дымохода.
Переносной горн
Сооружение передвижного горна можно осуществить, используя такую кухонную утварь, как гусятница. В качестве системы наддува можно использовать вентилятор от ручной сирены или любое другое подходящее устройство.
У переносного горна есть определенные недостатки:
- конструкция его неразборная, поэтому сложно избавиться от нагара;
- не позволяет создать очень высокие температуры, максимально возможный показатель – 900 ОС;
- эксплуатация обходится довольно дорого: в роли топлива можно использовать только кокс или древесный уголь.
Несмотря на это, такой вид угольного горна имеет гораздо больше возможностей, чем самодельная конструкция из кирпичей, описанная выше. Связано это с тем, что пространство для работы у переносной конструкции открыто сверху и значительно больше.
Стационарный горн
Данная конструкция является самой сложной, с точки зрения построения. Опытные мастера изготовлением горна занимаются самостоятельно, учитывая собственные антропометрические данные. Его эргономика должна быть отточена до мельчайших деталей: работы, производимые здесь, зачастую очень травмоопасные.
Итак, при строительстве стационарного горна необходимо исходить из собственных физических данных. Для этого необходимо измерить:
- Высоту стола. Встать ровно, ноги находятся на ширине плеч. Правую руку необходимо сначала опустить, а затем согнуть в локте. Это и будет высота стола, к которой необходимо добавить 5–7 см.
- Половину диагонали стола. В ту же руку необходимо взять большие клещи и измерить расстояние от их губок до живота. Прибавив к полученному результату 10–12 см, можно получить искомый результат.
- Длину стороны квадратного стола. Для этого полученный в п.2 результат следует умножить на 1,4.
Кузнечный горн — это открытая или закрытая печь, используемая в кузнечном деле для нагревания металла
Чтобы изготовить стационарный горн своими руками, понадобятся такие материалы:
- жаропрочная сталь с толщиной листа не менее 4 мм;
- шамотный кирпич;
- металлопрокат, из которого впоследствии следует монтировать раму горна;
- стальной дымоход для осуществления процесса отведения газов, образующихся в процессе горения;
- огнеупорная замазка, которую необходимо обязательно использовать для заделки щелей;
- сталь для футеровки с внешней стороны.
Материалы для изготовления кузнечного горна
Правила изготовления стационарной конструкции
Так как горн – стационарный агрегат, его нахождение должно быть четко определено. Обязательно необходим доступ к одной из стен, потому что кузнечный горн не должен быть независимым. Наличие стены позволит более надежно обустроить дымоходы и установить вентилятор. В данной конструкции может использоваться самодельная фурма.
Опорная рама для кузнечного горна
Строительство горна следует начать с изготовления опорной рамы. Ее варят из металлической трубы. Обустройство верхней части производят при помощи огнеупорного кирпича. Это сделает конструкцию долговечной и позволит использовать печь более интенсивно.
Каналы, предусмотренные для вентиляции и дымохода, по периметру следует отделать стальными уголками. Металл еще используют при сооружении футеровки и заслонки печи. Листы, использующиеся в отделке, должны иметь ребро жесткости.
Стол горна должен иметь горновое гнездо, оптимальная глубина которого – 10 см. Под ним – зольная камера, в которую подается воздух. Размер стола не регламентирован, но лучше, если он сконструирован с учетом данных мастера.
Из стали толщиной 2 мм следует свернуть трубу квадратной формы. Это будет приемник для золы. В одной из стенок следует сделать отверстие, в которое позже будет вставлена труба для подачи воздуха. Ее можно осуществить при помощи пылесоса.
Форсунка для газовой горелки
Данную задачу умельцы решают следующим способом:
- В трубке-корпусе просверливают отверстие настолько малого диаметра, насколько возможно. Сегодня в продаже имеются сверла диаметром 0,2 – 0,3 мм и специальные патроны для них. В качестве примера можно привести продукцию марки Dremel.
- Далее горелку зажимают в тисках с мягкими губками и осторожными ударами молотка для чеканки слегка деформируют ее так, чтобы отверстие сузилось до требуемого размера — 0,1 мм.
Регулятор подачи газа и форсунка/жиклер
Остается обработать форсунку мелкозернистой наждачкой, устраняя заусенцы и неровности. Это необходимо сделать для того, чтобы поток газа, а соответственно и факел, были ровными.
Как сделать кузнечный горн?
Перед тем как сделать кузнечный горн своими руками, необходимо подготовить необходимые материалы и инструменты. Это позволит минимизировать временные затраты
Инструкция по созданию твердотопливного передвижного горна
Перед началом работ необходимо собрать следующие инструменты:
- сварочный аппарат;
- дрель;
- напильник;
- набор гаечных ключей;
- шпатель;
- рулетку;
- уровень;
- струбцину;
- маркер;
- болгарку.
Для изготовления кузнечного горна понадобится сварочный аппарат Подготовив чертеж кузнечного горна, нужно закупить материалы для его конструирования:
- листовую сталь толщиной 2-3 мм (рекомендуется 09Г2С);
- колёса поворотные 4 шт.;
- профильные трубы квадратного сечения с толщиной стенок не менее 2 мм;
- огнеупорный цемент;
- воздушная улитка;
- крепёжные элементы: болты и гайки;
- труба из нержавейки по диаметру выходного отверстия улитки;
- переходник.
Мобильный угольный кузнечный горн открытого типа пошагово изготавливается так:
- 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.
Обрамление стенок
Этот горн получится небольших размеров, его внутренние габариты составляют лишь 12 х 18 х 24 см. Но для моей работы этого вполне достаточно. Из-за небольших размеров для стенок понадобилось лишь три кирпича, и мне осталось лишь приварить по углам металлические уголки.
Регулировка работы горелки
Внимание! Последующие работы являются пожаро- и взрывоопасными, т. к
проводятся с открытым огнём и горючим газом — пропаном. Они должны выполняться с неукоснительным соблюдением норм «Пожарной безопасности» и следующих требований:
- все работы проводить в хорошо проветриваемом помещении;
- удалить (надёжно обесточить) всё искрообразующее оборудование;
- рабочее место должно быть подготовлено для работы: всё лишнее следует убрать не только с рабочего верстака, но и с пола, обеспечив свободные пути прохода при форс-мажорных обстоятельствах;
-
подготовить:
- первичные средства пожаротушения горючего газа;
- медицинскую аптечку для оказания первой помощи.
Регулировка пламени горелки осуществляется в следующей последовательности:
- открыть вентиль на источнике топлива, подать газ в горелку и зажечь его;
- постепенно продвигать трубку насадки в сторону перекрытия четырёх воздухозаборных отверстий и добиться устойчивого горения. Дополнительно следует осуществлять регулировку пламени горелки изменением подачи газа. Получив пламя нужной интенсивности и формы, следует положение трубки и насадки зафиксировать винтом-зажимом (на рисунке – 4).
Такая горелка будет устойчиво работать и давать ровное пламя, достаточное для разогрева небольших деталей до необходимой температуры.
