Кузнечный горн собственными руками

Изготовление горна для своей кузницы

Ручная ковка становится все более распространенной – и для удовлетворения своих потребностей, и для изготовления разной продукции под заказ. Нагрев металла, с целью увеличения его пластических параметров, следует осуществлять в специализированных нагревательных устройствах, простейшим из которых считается кузнечный горн. Важная задача горна – обеспечить стабильное температурное увеличение металла до температур ковки, т.е., не менее чем до 1200 °С. Как выполнить рукодельный кузнечный горн, и может быть ли это как правило, рассмотрено дальше.

Классификация видов кузнечных горнов

Она может быть выполнена по следующим главным показателям:

1. По виду используемого топлива. Отличают газовые горны, а еще устройства, которые работают на твёрдом (угле) или жидком (мазуте) топливе.
2. По особенностям конструкции строятся закрытые и открытые горны.
3. По размеру пода (эффектной поверхности) – малые, средние и большие.

Твёрдотопливные горны, для которых стоит использовать коксующийся уголь – эффектное для съёмки видео, но устаревшее техническое решение. При этом потребуется не только обеспечить бесперебойную поставку очень качественного кокса, но и согласиться с технологичными минусами, посреди которых:

• неравномерность нагревания;
• невозможность управлять процессом;
• очень высокое содержание серы, что сделает больше хрупкость в процессе ковки;
• увеличенный топливный расход, он может составлять до 120 — 150% от веса;
• невысокий Коэффициент полезного действия устройства, сопровождающийся существенным угаром.

Но все таки, подобные конструкции в условиях единичного выпуска изделий могут искать использование в домашних условиях, тем более, если это мини-горны, которые работают на дешёвом мазуте.

Конструкция кузнечного горна

Для создания более благоприятных рабочих условий кузнеца лучше всего строить закрытые горны. Они, хотя и не так просто в изготовлении, зато отличительны более большой эффективностью, и предоставляют одинаковый нагрев заготовок, например, круглого или прямоугольного поперечного сечения. Открытые горны остаются для кузниц ковки с применением художественных элементов маленькой по собственным габаритам продукции.

Кузнечный горн закрытого типа состоит из таких элементов:

1. стальной опорной рамы со стойками;
2. пода;
3. футеровки;
4. шиберной заслонки;
5. вентилятора;
6. дымоотводных труб.

Если при ковке следует нагреть металл не полностью, то в заслонке делаются технологичные отверстия. Они снабжены закрывающимися глазками, нужными для того, чтобы уменьшить потери топлива, и сделать быстрее процесс нагрева.

При обустраивании мастерской экономично обустроить кузнечный горн простейшим рекуператором – узлом, повышающим температуру отводимых печных газов. Горны с рекуператорами имеют более большой коэффициэнт полезного действия, а выделяющееся тепло может быть применено, к примеру, для печи, производящей дальнейшую обработку изделий из ковки – их кузнечную сварку, воронение и др.

Этапы изготовления самодельного горна

Как выполнить кузнечный горн, и с чего начинать? Для производства закрытого горна заранее потребуется определить размеры его пода. Они устанавливается желаемой работоспособностью, и зависят от топливного расхода и интенсивности действия кузнечного горна. Для газового варианта самой лучшей можно принять скорость топливоподачи 1 — 1,5 м/с: в данном случае процессы передачи тепла в пространстве закрытого типа будут протекать достаточно хорошо.

Кузнечный горн закрытого типа

Напряжённость пода Н связана с работоспособностью горна N простым соотношением:

где то – площадь пода.

Взяв во внимание площадь, отводимую под кузницу, а еще ожидаемую продуктивность ковки (к примеру, в кг изделий), можно поставить фактическую небольшую напряжённость пода (она не должна быть менее 100 — 150 кг/м 2 •ч, иначе обустройство даже мини-варианта нагревательной установки оказывается нерентабельным).

Для того, чтобы сделать горн собственными руками, понадобятся такие материалы:

1. толстолистовая жаропрочная сталь;
2. шамотный кирпич (шамот или динас);
3. стальной профильный металлургический прокат (уголки, швеллеры) для монтажа рамы горна, изготовления заслонки и опорных стоек;
4. стальные дымовые трубы для отведения газов, которые образуются в процессе нагревания продукции;
5. жаростойкая обмазка для заделывания щелей;
6. листовая или широкополосная сталь для внешней футеровки.

Конструкция открытого горна намного проще – там нужно оборудовать лишь систему колосников, и обеспечить подачу воздуха, интенсифицирующего процесс нагрева. Для отвода продуктов горения в данном случае достаточно обыкновенного вентиляционного зонта из стали выдерживающей жару.

Кроме того, во время строительства имеет смысл воспользоваться типовыми узлами. Тут следует вспомнить вентилятор для горна, в качестве какого можно принять агрегаты, выпускаются для двухконтурников высокой мощности. Также годятся трубы вентиляции и стальные дымовые трубы, предназначающиеся для дымохода газов при 300 — 400 °С. Оборудовать горн собственными руками можно, применяя горелки от мощных двухконтурников.

Изготовление опорной рамы

Потому как кузнечный горн – аппарат стационарный, то следует чётко определиться с его местонахождением. Дома далеко не вся часть мастерской может быть применена под кузницу. Но, несомненно, горн должен прилегать к одной из её стен, неплохо бы к той, которая не сообщается со соседними строениями, потому как в данном случае намного проблематичнее оборудовать дымовые трубы, и поставить вентилятор для горна.

По условиям пожарной безопасности конструкция должно отстоять от капитальной стены мастерской не менее, чем на 1 м, при этом исключается любое использование материалов с очень низкой стойкостью к огню (также и гипрок марки ГКЛО).

Во время изготовления опорной рамы имеет смысл пользоваться готовыми чертежами, которые можно приобрести, либо скачать в сети интернет. Размеры горна/мини-горна при этом согласовываются со своими возможностями. Отлично, если к чертежам прилагаются также фото и/или видео работающего горна.

Стойки опорного типа и раму делают сварными, для чего в большинстве случаев используют низколегированную сталь 09Г2С. Она обладает достаточной прочностью, легко и хорошо сваривается, стойка от высокотемпературной коррозии. Шаг пластинчатых ячеек опорной рамы устанавливается размерами огнеупора. В готовой раме предусматриваются отверстия под дальнейшее крепление компонентов внешней футеровки.

Изготовление пода и свода

При подборе огнеупоров для обустраивания верхней части руководствуются соображениями долговечности, видом нагреваемых изделий, а еще интенсивности применения кузнечного горна. Чаще остальных применяются шамот и динас.

Шамот делается согласно техническим условиям ГОСТ 390-79. Приобрести несертифицированную продукцию очень страшно, потому как по оттенку порой случается тяжело отличить огнеупорный кирпич, от обыкновенного, который плавится уже при 1200 ° С. Пригодный для кладки огнеупорный кирпич должен быть кремового цвета, и владеть невысокой пористостью. В данном случае его вес составляет не менее пяти килограмм. В сети интернет достаточно роликов демонстрационного видео, благодаря которому можно отличить продукцию хорошего качества. Для строительства горна подойдут марки ШПД, ША и ШБ.

Скачать ГОСТ 390-79 «Изделия жаропрочные шамотные и полукислые общего назначения»

Динас – огнеупор со намного более высокими жаропрочными свойствами: до 1800 0 С, но он более дорог. Материал по оттенку светлее шамота, потому как имеет очень высокий процент кремнезёма. Он лучше выдержит интенсивные теплосмены, по этому горны, выложенные из динасового кирпича, долговечнее.

При укладывании необходимо напомнить, что в кладочном растворе должна обязательно находиться жаростойкая глина и измельчённый шамот/динас, в соотношении 60/40. Каналы под вентилятор и дымовые трубы отделывают вдоль периметра полосами из стали или уголками.

Изготовление заслонки и футеровки выполняется по той же технологии, что и вышеописанная. Для футеровки стоит принимать полосы или листы, имеющие рёбра жёсткости: это снизит отдачу тепла в пространство вокруг, а еще поможет расширить продуктивность нагрева.

После того как завершены все работы конструкцию тщательно сушат, после этого испытуют вентилятор для горна, и лишь потом делают проверочный пуск. Продолжительность нахождения изделий в готовом горне можно сравнить со значениями, приведенными в следующей таблице:

Время нагрева прутка в горне в зависимости от его диаметра

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

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.