Главная » Оборудование » Газовый горн своими руками. Выбор конструкции и самостоятельное изготовление кузнечного горна Кирпичный кузнечный горн своими руками чертежи

Газовый горн своими руками. Выбор конструкции и самостоятельное изготовление кузнечного горна Кирпичный кузнечный горн своими руками чертежи

Ковка своими руками в настоящее время не потеряла своей актуальности. Для придания металлу пластических свойств необходимо его нагревать. С этой задачей успешно справляется кузнечный горн. Его основная функция состоит в постепенном увеличении температуры, при которой металл можно будет подвергать ковке. Температура ковки составляет порядка 1200 0 С. Существует несколько типов горнов, каждый из которых можно приобрести в специализированном магазине, но в целях экономии можно изготовить горн своими руками.

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.

Структура горна

Любой самодельный горн для ковки должен включать в себя следующие составные части:

воздуховод;
вентиль;
горнило;
топливник с решеткой;
зонт;
дымоход или газоотвод (в зависимости от типа горна);
окошко для подачи заготовок;
воздушный дренаж;
закалочная ванна;
стол горна;
воздушная камера;
шатер горна;
газовая камера.

Изготовление горна своими руками

Рекомендуется изготавливать горны закрытого типа. Они состоят из таких составных частей: кладки (футеровки), опорной рамы и стоек, дымохода, пода, вентилятора и заслонки. Для создания самодельного горна понадобятся такие материалы:

профильный металлопрокат из стали;
обмазка;
сталь в виде толстых листов;
листовая сталь для внешней отделки;
дымоходы из стали;
огнеупорный кирпич.

Профильный металлопрокат идет для изготовления опорных стоек, рамы и заслонки. Применяемая обмазка должна быть настолько прочной, чтобы выдерживать действие огня. Такие же требования предъявляются к толстолистовой стали. Она тоже должна быть хорошо защищена от действия высоких температур и огня.

Изготовление опорной рамы горна

На первом этапе обустройства горна требуется изготовить его опорную раму. В первую очередь, выбирается место, где будет находиться сам горн. Важно, чтобы сама конструкция располагалась около стены помещения, несмежной по отношению к другим помещениям. В противном случае, у мастера возникнет проблема с установкой дымохода и вентилятора.

По требованиям безопасности горн должен располагаться в 1 метре от капитальной стены. Важно, чтобы сама стена не состояла из материалов, которые легко могут возгораться.

Установка опорной рамы подразумевает использование чертежей и схем. Необходимо заранее сопоставить размеры будущего горна и габариты мастерской, в которой предполагается его установка.

Для изготовления стоек применяют сталь марки 09Г2С, в составе которой содержится менее 2,5% легирующих элементов ( , хром, азот). Такая сталь является низколегированной, что выражается в ее прочности и быстроте сварки.

Опорные стойки для рамы свариваются. После того, как рама будет готова, в ней проделывают отверстия, через которые в дальнейшем будут крепиться части внешней отделки горна.

Изготовление сводов и пода горна

Своды горна, то есть его верхняя часть, должны быть сделаны из материалов, способных выдерживать действие очень высоких температур. Именно на своды будет приходиться вся нагрузка. Наибольшее распространение в качестве материалов для сводов получили динас и шамот.

Динас относится к числу высокоогнеупорных материалов. Он может выдерживать воздействие температур порядка 1790 0 С. Динас содержит значительную долю диоксида кремния. Поэтому данный материал имеет молочный цвет. Горны, в основу которых входят кирпичи из динаса, отличаются особой долговечностью. По этой причине динас считается одним из самых дорогостоящих материалов для горнов.

Шамот делается с учетом требований ГОСТ 390-79. Шамот, соответствующий требованиям указанного ГОСТа, и обычный кирпич довольно схожи по внешнему виду. Однако кирпич быстро изнашивается и начинает разрушаться при температуре в 1000 0 С. Качественный шамотный кирпич должен иметь малую пористость. У такого кирпича должен быть молочно-кремовый цвет, а его вес должен составлять минимум 5 кг. Чаще всего используется шамотный кирпич марок ША, ШПД.

Кладка для горна должна содержать следующие элементы в пропорциях:

динас или шамот в измельченном виде (40% от общего количества);
огнеупорная глина (60% от общего количества).

Дымоход, как и вентилятор, выкладываются полосами из стали по всему их периметру. Кладка (футеровка) вместе с заслонкой изготавливаются по схожему механизму, что и своды. Кладку дополнительно обносят листами с жесткими ребрами, что позволяет ей сохранять тепло. Сама печь при этом не будет отдавать слишком большое количество тепла наружу, увеличивая при этом быстроту внутреннего нагрева.

Когда все работы будут сделаны, мастеру необходимо просушить горн. Затем необходимо проверить вентилятор, после чего можно приступить к пробной проверке работы горна. Если конструкция работает исправно, то можно начинать ковать металл.

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.

Нам понадобится:

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.

В старину кузнечное ремесло было в почете. Не каждый мог осилить его, не у каждого была возможность приобрести необходимый инструмент и обустроить мастерскую. Сейчас изготовить кузнечный горн своими руками можно и без привлечения серьезных средств. Даже простая конструкция даст возможность разогреть металл до необходимой температуры и попробовать свои силы в ковке.

Кузница

Люди с творческими наклонностями, занимающиеся оформительскими работами, нередко сталкиваются с желанием использовать декоративные металлические элементы ручной работы. Сделать такие вещи можно с помощью ковки.

Тонкий листовой металл можно пытаться штамповать, гнуть или чеканить и без нагрева. Толстую заготовку без этого обработать не получится. Изготовить инструмент из углеродистой стали тем более не стоит пытаться.

Если оборудовать кузнечную мастерскую очагом и массивной наковальней, можно не обращать особого внимания на толщину рабочей заготовки. В раскаленном виде она будет в состоянии коваться, гнуться и плющится. Главное в этом процессе - правильно обустроенный кузнечный горн.

Своими руками его, возможно, сделает не каждый желающий, но для настоящего ценителя ремесла, знакомого с устройством, особенностями и принципом работы приспособления, это будет по силам. Как уверяют бывалые мастера, простую кузницу можно обустроить даже из шести кирпичей.

Назначение горна

Стальная заготовка перед ковкой должна разогреться до светло-оранжевого цвета. Это будет примерно соответствовать температуре 1000-1100° C. В таком состоянии металл может подвергаться деформации ударным инструментом.

Остывая, заготовка становится менее пластичной, ее сложнее ковать. А если применить более тяжелый инструмент, металл становится хрупким и подверженным растрескиванию. Единственный вариант - это постоянное поддержание температуры ковки. Однако показателя свыше 1000°C в обычной печи не добиться. Для этого необходим очаг с принудительной подачей воздуха.

Кузнечный горн, своими руками изготовленный, можно применять для разогрева металла до температуры ковки. Кроме того, его можно будет также использовать и для других работ. Он подойдет для плавки металла и последующей его заливки в форму, для закалки инструмента, для пайки с использованием латуни и меди.

Разновидности конструкций

Вначале нужно определиться, каким видом топлива будет разогреваться металл. Традиционно в кузницах для этих целей применялся древесный или каменный уголь (кокс). Кроме твердого топлива можно использовать природный магистральный и сжиженный газ, а также нефтепродукты (бензин, мазут, уайт-спирит и пр.).

В зависимости от вида топлива конструкция рабочей зоны горна будет отличаться. Также она будет зависеть от способа и места расположения очага. Если это стационарная конструкция, то основание есть смысл делать массивным и добротным, с использованием кирпича и каналом для отвода продуктов горения.

Для передвижного горна лучше подойдет облегченный, разборный вариант очага. Он удобен тем, что зимой можно работать в помещении, а летом при необходимости мастерская выносится на свежий воздух. Такую конструкцию легко разобрать и перевезти в необходимое место.

Еще одна особенность - открытая или закрытая камера горения. Если самодельный кузнечный горн будет иметь свод или круглую форму, то металл в нем разогреется быстрее, так как потери тепла заметно снижаются. С другой стороны, работать с длинными или массивными заготовками в очаге закрытого типа будет невозможно, и это нужно сразу учитывать.

Начать следует с выбора типа основания. Для стационарного горна подойдет кирпич, для передвижного очага - металлические конструкции. Основание должно располагаться на оптимальной высоте для удобства работы. Очаг для твердого топлива предполагает наличие рабочей зоны горения. Она может быть выложена огнеупорным кирпичом, быть футерованной или выполненной из стальной пластины.

Другой важный элемент - колосниковая решетка, удерживающая угли в зоне горения и дающая доступ воздушному потоку, который снизу раздувает жар. Нагнетание обычно производится по трубопроводу с регулятором потока. Источник наддува - пылесос с обратной подачей воздуха, фен, «улитка» с двигателем от автомобильной печки. Встречаются чертежи кузнечного горна, где применяется турбина от ручной сирены или меха, как это делалось в старину. Очаг может иметь боковые стенки и свод с каналом для отвода продуктов горения.

Конструкции горнов, работающих на жидком или газообразном топливе, отличаются отсутствием колосниковой решетки. Подача горючей смеси и воздуха осуществляется через отверстие в корпусе. Для этих целей нередко приспосабливают отрезок толстостенной трубы или отслуживший свое резервуар от бытового компрессора, облицованных огнеупорным материалом. Очаги также выкладываются в форме куба из термостойкого кирпича.

Принцип работы

Кузнечный горн своими руками собрать из шести кирпичей сможет даже человек, не имеющий кузнечного опыта. Работать устройство может от наддува бензиновой горелки. Два кирпича плашмя кладут на землю - это будет днище. Еще два ставят на них ребром - это стенки. Причем заднюю часть кирпичей сводят, чтобы ограничить потери тепла. Их расположением также можно до некоторой степени регулировать температуру внутри рабочей зоны. Последние два кирпича кладут сверху - это будет свод.

Колосники можно изготовить из полосы стали в 4 мм. Два отрезка полудюймовой трубы располагают вдоль стенок. На них кладут колосники. Причем их нужно в центральной части завернуть «пропеллером», чтобы поток воздуха захватывался плоскостями и направлялся вверх, где располагают каменный уголь.

Бензиновая горелка разжигается и направляется в топку. Ее сразу можно заглубить в землю и отгородить листом асбеста от жара рабочей зоны. Для этого проделывается отверстие и через него направляется поток паров горящего бензина для разжигания угля. Температура поддерживается краном регулировки горелки.

Твердотопливный горн

Для разовых или нечастых кузнечных работ можно обустроить очаг просто на земле, выкопав углубление необходимого размера и выложив его огнеупорным кирпичом. Он для разогрева металла с помощью твердого топлива наиболее подходит. Другой вариант материала для стола - толстая (не менее 5 мм) стальная пластина. Также нужно будет установить колосниковую решетку из стальной полосы или чугуна. Ее может заменить и стальная труба подачи воздуха. Торец ее заваривается. В зоне горения болгаркой прорезаются щелевые пазы, через которые выходящий воздух будет разгонять жар.

Как сделать кузнечный горн простым и мобильным? Можно сварить каркас из подручных материалов и на них установить стальную столешницу. Интересна, удобна и практична конструкция основания из отслужившей свое старой газовой плиты. Сверху устанавливается столешница с зоной горения. Духовка служит для расположения пылесоса или другого источника наддува. Снизу еще имеется отсек для инструмента и приспособлений.

Народные умельцы считают такой вариант очага наиболее экономичным и эффективным. Газ - топливо недорогое и доступное. Конструкция очага для него более проста, так как отсутствует необходимость колосниковой решетки. Регулировка подачи газа краном удобна, значит, добиться требуемой температуры в рабочей зоне будет легче. Конструкция горна может состоять из минимального набора элементов. Достаточно приспособить под него подходящее основание.

Однако тут также есть свои особенности. Газ - вещество взрывоопасное, поэтому работать нужно еще более осторожно. Регулировка подачи горючей смеси также требует опыта и практики. В остальном все не так сложно. Куб из кирпича складывают по размерам планируемых заготовок. Задняя стенка - глухая. Спереди отверстие прикрывают кирпичами или обустраивают дверцу. Сверху оборудуют место для входа трубы, по которой подводится горючая смесь. Длина ее в разных схемах отличается. Есть мастера, которые делают ее до 1,5 м длиной, и говорят, что так лучше идет смешивание горючей смеси.

Природный или сжиженный газ после редуктора подается в эту трубу через сопло. Туда же нагнетается воздух. Интенсивность горения регулируется подачей газа и скоростью наддува. Сверху над горном при работе в помещении необходимо обустраивать вытяжку. В остальном конструкции могут либо усложняться (футеровка, термопары, принудительный отвод продуктов горения, дополнительные заслонки) или, наоборот, упрощаться.

Для домашнего умельца нет стандартов. Главное - знать принцип работы, подобрать материалы, выдержать технологию, получить необходимую температуру и при этом соблюдать технику безопасности.

Кузнечный горн – непременный атрибут мастерских, занимающихся производством разнообразных изделий методом ручной художественной ковки. Лишь некоторое число кованых элементов можно изготовить пластическим деформированием металлов при комнатных температурах. В большинстве случаев требуется их нагрев. Для стали, в частности, диапазон оптимальных ковочных температур, составляет (в зависимости от марки стали) от 800…900 0 С до 1100…1200 0 С. Кузнечный горн – наиболее простой вид нагревательного устройства, которое вполне подойдёт для этих целей.

Изобретённый ещё древними халибами под ковку медных ножей и скребков (Ближний Восток, VI тысячелетие до н.э.), первый кузнечный горн выполнялся в виде примитивного углубления в земле размерами около 700 мм. Яма окружалась каменной стеной, в которой предусматривалось отверстие для вдувания воздуха. Нагнетание воздуха (который необходим для устойчивого горения топлива) производилось при помощи кузнечных мехов. Они представляли собой полость, изготовленную из козьих шкур, куда рычагами через воздушный клапан вдувался воздух. Обратный ход рычага обеспечивался камнем, который устанавливался на верхней пластине мехов, а функционирование клапана производилось за счёт разницы в давлениях холодного и горячего воздуха.

Существующие конструкции кузнечных горнов определяются следующими факторами:

Топливом , на котором работает устройство: кокс, мазут, уголь или газ.
Конструкцией топливосжигающего устройства.
Требуемыми размерами рабочего пространства.
Назначением , поскольку, кроме нагрева под ковку, горны используются также и для некоторых операций термической обработки готовых поковок – цементации, отпуска и даже закалки.

Из соображений безопасности кузнечные горны чаще работают на угле.

Кокс дорог, мазут отличается неудовлетворительными экологическими условиями эксплуатации, а газовые горны нуждаются в особо тщательном регламентном обслуживании. Вместе с тем газовые горны характеризуются более высоким КПД , а также допускают достаточно удобную механизацию некоторых процессов управления нагревом – в частности, поджигом газа в горелке или горелках.

Общими недостатками кузнечных горнов считаются:

Неравномерность нагрева металла, размещённого по поверхности;
Невозможность практического контроля за температурой нагреваемой заготовки;
Нежелательное насыщение поверхностных слоёв нагреваемого металла сернистыми соединениями , в результате чего заготовка получает повышенную хрупкость.

Впрочем, опытный кузнец в состоянии оценивать температуру металла по цвету его поверхности, а проблему сульфуризации решают путём использования более качественного вида топлива.

Расход топлива при эксплуатации кузнечных горнов составляет 40…150% от массы нагреваемого металла, при его поверхностном угаре 4…7% (зависит от длительности нагрева). Современные горны – преимущественно закрытого типа, поскольку в обратном случае КПД нагревательного устройства падает до 5…10%.

Горны, работающие на угле

Конструкция нагревательного устройства рассматриваемого типа включает в себя:

Свод и боковые стенки , которые выкладываются из огнеупорного кирпича (шамота или динаса).
Горновое гнездо , образуемое верхней поверхностью свода, где и нагреваются заготовки.
Зонт , снабжаемый откидными шторками , и призванный улучшать естественную тягу в рабочем пространстве.
Заднюю стенку (брандмауэр) , в которой предусматриваются отверстия для подачи исходного воздуха .
Воздушный кран , предназначенный для включения подачи воздуха к горновому гнезду.
Защитный короб из жаропрочной стали, который соединяет между собой входную полость у крана подачи воздуха с горновым гнездом.
Закалочную ёмкость (она может быть стальной или кирпичной), предназначенную для охлаждения заготовок при их термообработке или для охлаждения самого горнового гнезда от перегрева и последующего образования температурных трещин.
Дымохода , через который производится удаление продуктов сгорания топлива.
Емкостей под хранение угля и различного кузнечного инструмента.

Принципиальная схема работы кузнечного горна

Твёрдотопливный кузнечный горн – довольно капризное нагревательное устройство, и его разогрев требует от кузнеца определённого практического опыта. Особенно трудно разжечь горн, который продолжительное время не эксплуатировался, а также, если внешние температуры и давление воздуха – достаточно низкие. Каменный уголь , который используется в таких горнах, должен соответствовать требованиям ГОСТ 8180 .

Подготовка горна к нагреву металла производится в следующей последовательности:

Их горнового гнезда удаляются шлаки , остатки кованого металла, зола и окалина (это следует выполнять даже тогда, когда после окончания работ поверхность была тщательно очищена);
Дымоходы и воздухоподводящие каналы продуваются сжатым воздухом (для небольших по размерам кузнечных горнов можно использовать пылесос);
На поверхность горнового гнезда насыпается небольшой слой угля , при этом отверстие защитного короба не должно полностью перекрываться;
Сверху на уголь помещают ветошь , смоченную в легковоспламеняющейся жидкости или древесные опилки;
После розжига , когда горение становится устойчивым, добавляют следующую порцию угля (фракция может иметь повышенную, по сравнению с исходной, крупность);
Открывается кран подачи воздуха , и устанавливается в среднем положении;
По мере прогорания интенсивность дутья постепенно увеличивают .

Необходимое качество прогрева заготовки под ковку в открытом горне обеспечивается формированием поверхностной корки , которая образуется при горении топлива.

Внутри корки – всегда более высокая температура, поэтому заготовку помещают внутрь, а сверху закрывают очередной дозой угля. Верхнюю поверхность корки стараются при этом не разрушить, поскольку в противном случае нагрев будет медленнее, а угар металла и окалинообразование возрастут. Иногда, для ослабления процессов науглероживания металла корку сбрызгивают водой.

В открытых горнах наименее интенсивный нагрев металла происходит на периферии горнового гнезда, поэтому свежий уголь подсыпают именно по периметру нагреваемой заготовки . Если слой корки становится слишком толстым (более 5…10 мм), его ломают, т.к. в этом случае теплопроводность к заготовке уменьшается.

Заготовку во время нагрева периодически поворачивают , чтобы обеспечить всем её частям одинаковые условия нагрева. Пламя при горении угля должно иметь равномерный цвет при минимуме копоти.

Цвета нагретой стали при различных температурах таковы:

Цвета тёмной вишни – 700…750 0 С;
Вишнёво-красный – 750…800 0 С;
Красный – 800…850 0 С;
Светло-красный – 850…900 0 С;
Оранжевый – 900…1050 0 С;
Тёмно-жёлтый – 1050…1150 0 С;
Светло-жёлтый – 1150…1250 0 С.

Перегрев металла выше указанных температур недопустим. Перегретый металл характеризуется крупнозернистой структурой, которая хуже поддаётся ковке, особенно при формообразовании сложных кованых элементов.

Кузнечные горны, работающие на газе

Газовые горны выводятся на расчётный режим значительно проще, и в этом их преимущество перед твердотопливными нагревательными устройствами. Типовая конструкция такого горна следующая :

Камера , выполненная из огнеупорного материала, и снаружи отфутерованная толстолистовой жаростойкой сталью.
Передняя заслонка , открывающаяся при помощи шарниров или противовеса, и снабжённая смотровым окошком.
Под , выполненный из жаропрочного шамотного кирпича.
Горелка . Тип горелки определяется теплотворной способностью используемого газа. Например, для пропано-бутановой смеси эффективны горелки диффузионного горения, в которых смешивание воздуха и газа происходит только после выхода газа и воздуха из устройства, а перемешивание компонентов происходит за счёт диффузионных процессов. Такие горелки обеспечивают наиболее равномерный прогрев заготовок (особенно длинномерных), а минимальный угар металла достигается вследствие того, что над его поверхностью постоянно имеется защитный слой.
Смесительный редуктор , обеспечивающий смешивание воздуха и газа (входит в структуру баллона со сжиженным газом).
Сопло , конфигурация которого определяется формой нагреваемых в горне заготовок.
Колосниковая решётка , предназначенная для улучшения тяги и сбора окалины.
Вентилятор , обеспечивающий нагнетание воздуха в нужном объёме с его последующей подачей в зону действия горелки.

Для работы таких горнов необходим стационарный источник электроэнергии. Газовые горны целесообразно применять для нагрева под ковку частей длинномерных заготовок: нагрев происходит значительно быстрее, и следовательно, окалинообразование меньше.

При использовании газового горна следует строго соблюдать следующие требовании безопасности:

Тщательно проветривать помещение кузницы. Не допуская застойных зон, где может скапливаться горючий газ;
Не применять вблизи работающего устройства кислород и кислородосодержащие смеси, склонные к самовозгоранию и самовоспламенению;
Предусматривать полное дожигание газа в рабочем пространстве горна (определяется газоанализатором, который обязателен при пробном запуске газового горна);
Тщательно очищать колосниковую решётку после выключения подачи газа в устройство.

С целью уменьшения окалинообразования для нагрева заготовок под ковку используют также и электронагреватели сопротивлением , но подобные устройства «горнами» можно назвать с большой натяжкой.

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.