Что такое кузнечный горн

Специальное устройство, предназначенное для разогрева рабочих заготовок до температуры ковки во время металлообработки, известно как кузнечный горн. Существует несколько видов горна, каждый из которых имеет свои особенности.

Не исключена возможность того, что кузнечный горн своими руками можно сделать несколькими простыми способами.

Конструкция и предназначение устройства

Первый кузнечный горн своими руками был изобретен еще древними халибами. В наше время существует несколько вариантов конструкций этого устройства. При их классификации ориентируются на такие факторы горнов:

  1. Топливо, которое используется для розжига (уголь, газ, кокс, мазут).
  2. Конструкция горна.
  3. Размеры устройства.
  4. Цель, с которой предполагается его использование (нагрев под ковку, термообработка заготовки).

В качестве топлива может использоваться мазут, газ или уголь. Как правило, чаще всего применяется уголь. Этот вариант топлива отличается безопасностью и невысокой стоимостью. Что касается мазута или кокса, эти виды топлива относятся к дорогостоящим, а также загрязняющим окружающую среду.

Использование газа обеспечивает высокий уровень коэффициента полезного действия, но в то же время требует более тщательного обслуживания установки.

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:

  1. Крыша и стенки. Для их возведения применяют кирпич, обладающий огнеустойчивыми свойствами. Это может быть шамот или динас.
  2. Гнездо. Именно в нем и происходит нагревание рабочих заготовок.
  3. Зонт. Состоит из шторок, откидного типа. Его основное предназначение заключается в улучшении естественной тяги рабочего пространства.
  4. Задняя стенка. В ней проделываются специальные отверстия, через которые обеспечивается подача исходящего потока воздуха.
  5. Воздушный кран. Посредством его использования выполняется подача воздуха в гнездо горна.
  6. Короб. Для его выполнения используется жаропрочная сталь. С его помощью происходит соединение входного отверстия и гнезда.
  7. 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.
  8. Дымоход. Через него выводятся продукты сгорания топлива.

Если говорить о недостатках твердотопливного горна, следует отметить сложность процесса его розжига. Усложняется розжиг особенно в том случае, когда горн на протяжении длительного времени стоял неиспользованным. Для этого кузнецу необходимо обладать определенными навыками.

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.

Ни в коем случае нельзя допустить перегрева металла. При этом он будет намного сложнее поддаваться обработке.

Устройства, работающие на газе

Отличительной чертой данного вида горнов является то, что подготовить их к работе намного проще, чем кузнечные горны, работающие на твердом топливе.

Если говорить о конструкции горнов газового типа, она состоит из таких элементов:

  1. Камера. Для ее изготовления используется материал, обладающий огнеупорными свойствами. С внешней стороны камера обкладывается сталью с жаростойкими свойствами.
  2. Заслонка передняя. Ее открывание обеспечивается посредством использования противовеса или шарниров. Для того чтобы имеет возможность наблюдать за тем, что происходит внутри камеры, в одной из ее стен монтируется небольшое смотровое окно.
  3. Под. Для его изготовления используется шамотный кирпич, обладающий жаростойкими свойствами.
  4. Горелка. Возможно использование горелок нескольких типов. При определении типа горелки главным фактором является разновидность газа, который используется. Например, если в качестве топлива применяется смесь пропан-бутана, используется горелка диффузного типа. Горелки этого типа гарантируют равномерность нагрева рабочей заготовки, а также образование минимального количества угара.
  5. Редуктор смесительный. Воздух входит в газовую смесь, которая находится в баллоне.
  6. Сопло. Его форма имеет непосредственную зависимость от формы заготовок, которые будут использоваться в процессе работы.
  7. Решетка колосников. Ее предназначение заключается в повышении показателя тяги, а также в обеспечении сбора окалин.
  8. Вентилятор. С его помощью воздух нагнетается к горелке.

Для обеспечения работы газовых кузнечных горнов необходимо обязательное присутствие источника энергии. В связи с этим горны этого вида применяются для нагрева до температуры ковки заготовок большой длины. В таких горнах процесс их нагрева происходит намного быстрее.

Использование газовых горнов возможно при соблюдении таких правил безопасности:

  • помещение кузнецы необходимо периодически проветривать, дабы предотвратить скопление газа;
  • возле горна не допускается располагать устройства, в которых находится кислород или смеси, содержащие его;
  • посредством использования газоанализатора необходимо проверить окончательное сжигание газа перед новым запуском горна.

Только при условии соблюдения правил использования и безопасности горна газового типа его применение будет оправдано.

Самостоятельное изготовление

Перед тем как сделать горн, необходимо определиться с типов устройства. Самодельные горны могут быть двух видов:

  1. Закрытый. Его конструкция оборудована специальной камерой, в которой заготовка разогревается до необходимой температуры. Следует обратить внимание, что в горнах закрытого типа можно работать с заготовками, размер которых не превышает размеров самой камеры.
  2. Открытый. Засыпание топлива на колосники в нем проводится с ее верхней части. С нижней части происходит подача воздуха. Рабочая заготовка для ее нагрева помещается непосредственно на поверхность топлива. Благодаря этому можно использовать заготовки довольно больших размеров.
Читайте также:  Как домашний кинотеатр подключить к ноутбуку

Для начала необходимо взять пластину из стали и просверлить в ней отверстия. После этого ее можно вставить в центральную часть стола, который выступает в качестве основы горна.

Для того чтобы изготовить стол, рекомендуется взять металлическую пластину, толщина которой колеблется в пределах 3−5 мм. Следует учитывать габариты стола: 700 мм — высота стола. Столешница имеет размеры 80 Х 100 см.

Не исключена возможность того, что из уголка варится рама, в которую помещаются решетка колосника и огнеупорный кирпич. Для изготовления решетки можно использовать обычную старую сковороду из чугуна, в днище которой просверливаются отверстия. Следует учесть то, что при определении высоты стола необходимо ориентироваться на рост кузнеца.

Теперь можно приступить к монтажу механизма подачи воздуха. Есть возможность создания такого механизма, работающего от ножного привода.

Оптимальным вариантом создания механизма является использование электровентилятора из ненужного пылесоса. Его мощности хватит для того, чтобы подать поток воздуха необходимой силы. Нелишним будет оборудовать конструкция регулятором мощности.

Не исключена возможность использовать вместо пылесоса привод от ручной сирены.

После этого все части конструкции собираются в одно целое устройство. Теперь можно приступить к проведению первого испытательного запуска. Самодельный горн для ковки можно дополнять разного вида дополнительными приспособлениями, которые повышают показатель удобства работы с ним.

Особенности работы с горном

После изготовления кузнечного горна необходимо научиться им пользоваться. Для этого рекомендуется придерживаться таких правил:

  1. Началом работы с устройством заключается в загрузке топлива на колосниковую решетку. Некоторые кузнецы рекомендуют на разогретый слой угля положить рабочую заготовку, а сверху на нее насыпать еще один слой угля. Таким образом удается добиться максимально высокой температуры в камере.
  2. Если в качестве топлива используется древесина, на колосниковую решетку необходимо положить дополнительное кольцо (диаметром 21 см).
  3. Для обеспечения хорошей тяги над самодельным горном необходимо смонтировать специальную вытяжку. Ее также можно выполнить самостоятельно.
  4. Для того чтобы разогреть заготовку до необходимой для ковки температуры, ее нужно держать в средине раскаленного угля. При этом важно не передержать заготовку. Это может ухудшить свойства металла, что осложнит процесс работы с заготовкой или сделает металл очень хрупким.
  5. Для проведения ковки рекомендуется использовать специальный молоток, вес которого не больше 1 кг. В процессе работы глаза необходимо защитить очками. Это поможет предотвратить попадание в глаза раскаленного металла.
  6. Большая металлическая вещь может быть использована в качестве наковальни. Это может быть рельса или кувалда.

Самодельный кузнечный горн имеет существенные преимущества перед приобретенным. Он намного дешевле, проще в использовании и обслуживании.

Слово «горн» походит от немецкого horn. По сути, это «рог». Изготавливали древний горн своими руками для получения кричного железа. Его внешний вид напоминает перевернутую трубу из рога, что и послужило основанием называть его горном. От него пошел кузнечный горн.

Для чего нужен?

Примечание: В кузне устройство используется как инструмент для разогрева металла перед его обработкой. Поэтому кузнечные горны – предметы, которые нужны всем, кто занимается металлом. С его помощью можно добиться высоких температур – свыше 1000 градусов. Следовательно, он может позволить самому изготавливать различные металлоконструкции. В нашем случае это могут быть котлы, дымоходы, трубы, декоративные элементы каминов и прочие изделия из металла.

Различают два основных вида оборудования:

Важная особенность, которую имеют кузнечные горны, – их можно сделать своими руками. Конечно, если соорудить агрегат, работающий на природном газу, не удастся получить серьезное изделие, по типу дамасского клинка, однако изготовить конструкцию можно всего лишь за несколько минут. Для этого потребуется несколько огнеупорных кирпичей и стальных кусков. Такого устройства будет достаточно для плавки или ковки.

Самодельный переносной настольный кузнечный горн

Состав

Рассмотрим устройство традиционного оборудования для кузницы:

  • огнеупорный стол;
  • очаг;
  • решетка;
  • воздушный дренаж и камера;
  • зонт;
  • вентиль;
  • воздуховод;
  • закалочная ванна;
  • съемное горнило;
  • окно для длинных изделий;
  • дымоход.

Принцип функционирования

Разберемся, как сделать горн своими руками. Ведь традиционную конструкцию для использования в домашних условиях можно упростить, не допуская ухудшения качества процесса.

Основа функционирования – химическая реакция горения углерода, которая эффективно используется для работы с металлом. Он объединяется с кислородом, и металл выделяется в свободном виде. Кузнечный горн использует также теплотворную способность углерода. Добавляя воздух в топливо, сжигание будет происходить намного быстрее, учитывая достаточное количество углерода. В результате возрастет температура, будет получено больше тепла.

Читайте также:  Ножницы листовые кривошипные гильотинные уровень шума

Пламя кузнечного горна, выполненного своими руками

Подачу воздуха в кузнечные горны организовывают таким образом, чтобы обеспечить небольшую нехватку кислорода, чтобы предотвратить окисление металла. Если же заготовка будет находиться в устройстве дольше рекомендованного периода, свойства металла будут нарушены. Например, стальные листы могут стать хрупкими при возросшей твердости. Это значит, что его свойства будут больше приближены к качествам чугуна.

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.

Газовые

Сделать такой кузнечный горн своими руками достаточно сложно, но возможно. Самодельный вариант, как и покупной, традиционно имеет камеру и меха. Функционирует на пропан-бутане. Газ подается в смесительный редуктор, после которого поступает на газовую горелку. Последняя в некоторых случаях может располагаться сбоку. Такой формат довольно часто используется в самодельных вариантах, используемых в кузницах.

Газовый переносной кузнечный горн

Газовый горн можно сделать самому для прогрева концов изделий малых размеров. Может применяться для создания декоративных решений в художественной ковке.

Переносные

Такие кузнечные горны удобны в использовании. В конструкции используется стальная станина, сверху которой есть выемка из шамотного кирпича. На ее дне имеется фурма, с помощью которой организовывается подача воздуха (используется компрессор или вентилятор). Фурма имеет небольшие прорези, через которые нагнетается воздух, но не пропускается уголь или шлак.

Переносные газовые модели кузнечных горнов

Такой кузнечный горн применяется для обработки небольших изделий. Его можно переносить или перевозить, поэтому место работы может быть нерегламентированным.

Стационарные

Могут быть открытого и закрытого типа.

Устройство открытого варианта исполнения – каркас со столом в виде корыта высотой около 70 см. Очаг выложен из шамотного кирпича, внутри него находится фурма. Для охлаждения устройства предусмотрен бак с водой, находящийся спереди. Вентилятор создает давление для подачи воздуха посредством канала.

Стационарный настольный кузнечный горн в действии

Рычаг позволяет регулировать объем, что дает возможность изменять температуру в очаге. Заслонка предохраняет фурму от попадания в нее кусков золы и угля. Удаление дымовых газов осуществляется через зонт и вытяжную трубу. Топливом может быть древесный уголь или кокс.

Устройство закрытого типа имеет такие достоинства:

  • быстрое достижение максимальной температуры;
  • высокая эффективность;
  • повышенная пожаробезопасность.

Единственная проблема, если изготовить такой горн своими руками, – сложно работать с большими или длинными изделиями, особенно если нужно прогреть их среднюю часть.

Стационарный электрический кузнечный горн

Камера выполнена из шамотного кирпича, находящегося в металлическом каркасе. В ней есть фурма, решетка, окно и топочный люк.

Создание стационарного устройства

Рассмотрим, как сделать горн своими руками простой конструкции. Для этого понадобится шесть огнеупорных кирпичей. Конечно, очень высокую температуру в таких условиях не получить, однако подогреть металл, скажем, для ковки или гибки, вполне возможно.

Самостоятельное создание кузнечного горна

Конечно, такая самодельная конструкция имеет больше возможностей, чем описанный стационарный вариант, однако есть и минусы:

  • температура не очень высокая – до 900 градусов;
  • дорогостоящая эксплуатация, учитывая затраты на карбон;
  • поскольку в таком самодельном устройстве отсутствует пространство для выжигания, функционирует на древесном угле или коксе.
Читайте также:  Как сварить без сварки

Кузнечный горн, изготовленный из трубы

Резюме

Кузнечные горны – довольно распространенное явление сегодня, несмотря на потребительское отношение к вещам, которые проще купить, чем сделать. Однако если не полениться, изготовить устройство своими руками, построить небольшую кузницу, можно создавать оригинальные изделия из металла, которые могут быть применены для украшения частных владений, создания приборов для обеспечения обогрева помещений и т. д. Поэтому сделать кузнечный горн своими руками – верное решение.