Главная » Архивы » Печь для ковки: процесс своими руками. Как сделать горн самодельный для ковки? Самодельный газовый горн для ковки

Печь для ковки: процесс своими руками. Как сделать горн самодельный для ковки? Самодельный газовый горн для ковки

Кузнечный горн является незаменимым в мастерских и кузницах для создания стальных изделий путём ковки горячего металла при температурах до +1200°С. Существует множество различных моделей с простой конструкцией и под разные виды топлива, обладающие различными характеристиками. Как не ошибиться в их выборе и грамотно возвести?

Конструктивно горн состоит из следующих элементов:

основания, выполненного из негорючего материала и обладающего высокой прочностью;
огнеупорного стола;
топливной камеры с колосниковой решёткой;
воздушной камеры и дренажа;
входного воздуховода;
воздушного вентиля для регулировки подачи воздуха;
камеры шатровой формы;
проёма для подачи длинных заготовок;
зонта горна;
газовоздушной камеры;
ванны для закалки заготовок;
дымохода для отвода продуктов сгорания;
съёмного горнила.

Принцип работы

Принцип работы горна основан на химической реакции горения углерода, который при реакции с кислородом образует углекислый газ с выделением тепла. Кроме того, происходит восстановление металлов, что является весьма важным аспектом для формирования однородных высокопрочных деталей.

Для поддержания оптимального уровня горения и температуры внутри топливной камеры устанавливаются воздуховоды и воздушные камеры, которые принудительно нагнетают чистый кислород. За счёт этого удаётся получать температуры выше +1000°С, которые недостижимы при обычном сгорании твёрдого топлива (угля или древесины).

При этом по технологии надува объём воздуха подбирается таким, чтобы кислорода постоянно немного не хватало для протекания реакции окисления. Иными словами, необходимо подобрать такой режим работы, чтобы предотвратить сгорание металла.

Время нахождения выплавляемой детали в горне также следует ограничивать, так как в атмосфере углекислого газа металл станет с ним реагировать и образовывать высокопрочный сплав с повышенной хрупкостью. Этих негативных последствий можно избежать, вводя дополнительно в камеру кислород в таком количестве, чтобы успевал полностью прореагировать углекислый газ.

Назначение и варианты использования

Кузнечный горн своими руками изготавливается в зависимости от его основного применения и может быть сконфигурирован соответствующим образом под конкретные задачи. Поэтому важно понять, для чего предназначены каждая их его конструктивных частей:

топливник с колосниковой решеткой, воздушной камерой, вентилем и патрубком служат для сжигания топлива и подогрева металлической заготовки, в зависимости от требований к температуре могут иметь открытую или закрытую конструкцию, а также не быть оборудованными воздушным наддувом;
воздушный дренаж применяется для регулировки подачи кислорода и предотвращения охрупчивания металла, позволяет создавать оптимальные условия при нагреве и плавлении заготовки;
шатёр или зонт с дымоходом используются для отвода угарного газа и других продуктов сгорания, которые могут нанести вред здоровью человека;
закалочная ванна необходима для быстрого остывания металла и приобретения им оптимальных пластических и прочностных свойств;
жаростойкий колпак или горнило, применяется для расширения зоны однородного нагрева, что позволяет эффективно плавить в тигле металл (обычно цветные драгметаллы);
газовоздушная камера, используется для осушения воздуха, очистки его от примесей, а также для введения легирующих элементов, предназначена для получения качественных изделий с заданными характеристиками в соответствии с конкретной справочной диаграммой состояний и фаз;
стол служит для размещения на нём всех элементов горна, а также для частичного охлаждения заготовок, является обязательной частью конструкции.

Горн применяется для следующих целей:

разогрева металла для последующей ковки или других видов обработки;
плавления в специальных формах;
термообработки с целью повышения определённых свойств.

Классификация горнов

Перед тем как сделать кузнечный горн, необходимо ознакомиться с их классификацией, чтобы подобрать наиболее подходящий вариант конструкции. Классификация осуществляется по следующим критериям:

по виду применяемого топлива;
по типу конструкции;
по размеру пода.

Виды горнов по типу применяемого топлива

По типу используемого топлива горны подразделяются на следующие виды:

газовые;
твердотопливные;
на жидком топливе.

Кузнечный горн твердотопливный

Газовые горны имеют наиболее простую конструкцию, дешевы в ремонте и обслуживании. Они отличаются минимальным весом, что позволяет их изготавливать переносными или компактными.

Твердотопливные горны отличаются возможностью получения максимально высоких температур нагрева, относительно невысокой стоимостью стройматериалов для возведения и неприхотливостью в эксплуатации. Для их растопки допустимо использование следующих видов топлива:

карбон или кокс, отличающийся высокой стоимостью и повышенной эффективностью (до 5 раз расход меньше, чем угля), в нём нет посторонних примесей, воспламеняется при температуре выше +450°С;
каменный уголь, наиболее распространённое и эффективное топливо, при горении выделяет коксовый газ, поэтому при растопке необходимо ждать пока он весь выветрится, подходит для ковки различных декоративных элементов или деталей среднего качества;
древесный уголь, имеет минимальную температуру возгорания, по сравнению с другими видами топлива, но быстро выгорает, отличается повышенным расходом, поэтому его эффективно использовать для растопки.

В качестве жидкого топлива допустимо использовать солярку, мазут или отработанное масло. При этом важно его предварительно очищать, так как наличие примесей станет причиной нестабильного пламени и выбросами в атмосферу вредных соединений.

Это также является причиной сложности обслуживания оборудования по причине его частых засоров.

Классификация по конструктивным особенностям

Самодельный кузнечный горн по конструктивным особенностям может быть классифицирован следующим образом:

по способу установки: переносной или стационарный;
по конструкции топочной камеры: закрытого или открытого типа;
по размещению наддува: с боковым или центральным соплом.

Виды горнов по размерам пода

По размерам пода горны бывают: малые, средние и крупные. Они определяются эффективностью работы установки и полностью зависят от интенсивности расхода топлива и режимов эксплуатации топливной камеры. Оптимальная эффективность скорости расхода топлива составляет от 1 до 1,5 м/с.

Производительность горна прямо пропорциональна величине напряжённости и площади пода. При этом минимальная напряжённость считается в пределах от 100 до 150 кг/м 2 ·ч. Значения вне этого диапазона являются экономически невыгодными.

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.

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.

Пошаговая инструкция изготовления газового горна

Чтобы изготовить газовый кузнечный горн, необходимо заранее подготовить следующие материалы:

огнеупорный кирпич;
листы из жаростойкой стали толщиной не менее 5 мм;
тонкие нержавеющие листы (толщина до 2 мм) для наружной облицовки;
стальные профильные трубы;
дымоходные трубы из нержавеющей стали;
огнеупорную шпатлёвку;
стандартные горелки, используемые в газовых котлах отопления;
вентилятор для нагнетания воздуха.

Также понадобятся следующие инструменты:

сварочный аппарат;
болгарка;
дрель;
напильник;
рулетка;
маркер.

Кузнечный горн на газе изготавливается в следующей последовательности:

Берём огнеупорные кирпичи и складываем из них корпус горна. При необходимости торцы обрабатываем болгаркой со специальной насадкой по бетону, чтобы обеспечить плотную стыковку.
В передней части конструкции создаём небольшую ступеньку из огнеупорного кирпича, предназначенную для поддержания оптимальной температуры.
В задней части проделываем прямоугольное отверстие для вентиляции.
Из толстого листа стали изготавливаем основание по размеру кирпичного корпуса горна.
В торцевых частях листа привариваем профильные трубы так, чтобы кирпичи внутри них были неподвижными.
В боковой части топочной прорезаем отверстие для подвода газовой трубы с установленной горелкой.
Из толстолистовой стали вырезаем верхнюю часть для горна.
Привариваем по углам корпуса внизу и вверху уголки.
Высверливаем в уголках по одному отверстию и стягиваем нижнюю и верхнюю часть горна при помощи шпилек.
Вырезаем из профильных труб стойку для горна, а затем все детали свариваем в соответствии с чертежом.
Устанавливаем горн на стойку.
Приделываем к камере трубу для отвода продуктов сгорания.
Располагаем внутри камеры газовую горелку и закрепляем к месту ввода в камеру.
Снаружи корпус обшиваем тонколистовой сталью, предварительно вырезав из листов части с нужными размерами. Все швы свариваем сплошным швом.

Самостоятельное изготовление горна является не только недорогим и относительно несложным процессом, а и позволяющим получить установку под конкретные нужды.

Кузнечный горн используется, чтобы разогревать металл перед ковкой, цементировать его и выполнять иные процедуры, связанные с термической обработкой. Он дает возможность устанавливать температуру в 1100-1200 градусов. Для использования стандартного кузнечного горна необходимо располагать специальными навыками и знаниями, уметь выбирать горючее. Горн газовый, хоть и не может быть использован для ковки, к примеру, дамасских мечей, однако конструктивно он устроен достаточно просто. Его возможно сделать за тридцать минут из шести шамотных кирпичей и стальных обрезков.

Конструкция

Приведем конструктивные части, наличие которых предполагает устройство горна:

стол из материала, стойкого к огню;
очаг с колосниками;
воздушная камера;
воздушный дренаж;
воздуховод подачи;
шатер;
отверстие, через которое подаются длинные детали;
зонт;
дымоход;
горнило (можно снимать);
емкость для закалки;
газовоздушная камера.

Горн на угле

Как сделать кузнечный горн? В первую очередь этого нужно понять принцип его действия. Угольный горн функционирует благодаря прогоранию углерода. Сгорая, углерод выделяет большое количество энергии, которая и используется для нагрева.

Так как углерод представляет собою сильнейший восстановитель, он давно применяется в металлургической сфере, чтобы выплавлять железо, иные металлы. Углерод забирает из металлической руды весь кислород в результате после выплавки остается чистый металл.

Углерод не дает заготовке, обрабатываемой посредством горна, слишком быстро окисляться. Благодаря этому деталь не сгорает. Дутье осуществляют так, чтобы горючему недоставало воздуха. Если слишком долго держать изделие в горне, оно пересушится, станет хрупче.

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.

Предназначение конструктивных элементов

В производстве стол обычно футеруют кварцевым кирпичом, который стоек к огню. Он способен прослужить десятки лет даже в жестких условиях. Самодельный горн для ковки футеруется шамотным печным кирпичом. Он дешевле, доступнее. При нечастом применении он также прослужит долгое время.

Топливник с колосниками, воздушной камерой и патрубком подачи формируют основную часть устройства – фурму. Дренаж предназначается для точного и быстрого регулирования дутья. Слабо нагретое изделие не получится выковать, оно попросту сломается.

Шатер, зонт, дымоход предназначаются для удаления дыма, который вреден для человеческого организма, из горна. Его образуется достаточно много.

Емкость для закалки и газовоздушная камера представляют собой необязательные элементы. Закалочная емкость пригодится, если вы будете ковать детали из булатной стали. они нуждаются в термоударной закалке.

Газовоздушная камера применяется, чтобы:

дополнительно сушить и подогревать кислород;
очищать кислород от посторонних частиц и конденсата;
вводить в воздух специальные присадочные вещества для легирования.

Горнило – устойчивый к жару колпак, который увеличивает максимально допустимую температуру. Его устанавливают, когда устройство для ковки своими руками применяется для плавления драгметаллов, цветных сплавов.

Создание горна

Легче всего сделать кузнечный горн своими руками из шамотных кирпичей. Полки колосников делаются из обрезанных металлических труб, а сами колосники – из стальной полоски толщиной четыре – шесть миллиметров. Их необходимо закрутить на угол винтом (для захвата потока дутья). Горючим будет служить уголь, кокс. Разжечь горн можно посредством паяльной лампы. Не забудьте установить перегородку из асбеста промеж лампы и горна. Использовать подобный горн в домашних условиях возможно лишь вне помещения, потому как зонт и дымоход не предусмотрены.

Также можно изготовить стационарный кузнечный горн своими руками. Для этого необходимо установить габариты стола, на котором он будет стоять.

Встаньте прямо, ноги на ширине плеч. Опустите правую руку, согните ее в локтевом суставе.
Пусть напарник замерит расстояние от локтя до земной поверхности. Прибавьте пять – семь сантиметров. Это и будет высота стола.
Возьмите в правую руку клещи (желательно большого размера). Напарник должен замерить расстояние от живота до концов губок инструмента.
Прибавьте 10 – 12 сантиметров. Это будет одна вторая длины диагонали стола.
Длина стороны стола должна равняться 0,7 от диагонали.

Воздушник фурмы с пылесосным наддувом желательно расположить внизу. Заслонка дренажа должна быть способна выдвигаться в переднюю сторону.

Рекомендуется устанавливать цельный колосник, располагающий канавками, которые перекрещиваются и разделяют плиту на квадраты. В них накапливаются нагарные отложения. Если просверлить отверстия, то после каждой ковки их нужно будет чистить прутиком из стали.

Почему не стоит делать своими руками горн, используя колосник из планок? Обусловлено это тем, что горючее прогорает неодинаково. В щелях между планками полок кислород будет поступать туда, где ему проще выходить. В том участке температура повысится, вся деталь пересушится, ее хрупкость увеличится.

Как сделать горн, если нет специального колосника? Хороший вариант – фурма, в которой отверстия располагаются концентрически, имеют радиус 4-5 миллиметров. Подобная конструкция медленно загрязняется, обеспечивает равномерность дутья.

Горелки на газу

Газовый кузнечный горн оптимально подходит для художественной ковки. Есть модели, которые создать, не имея разряда, практически невозможно. Плюсом подобных устройств считается то, что они функционируют на любом газе, имеют мощный наддув.

Велосипедные запчасти возможно использовать, чтобы изготовить газовый горн своими руками. Из токарных работ нужно будет лишь выполнить обточку звездочки от коробки переключения передач велосипеда. Данное устройство может работать на пропане, бутане. Однако нагревать ею можно лишь небольшие горны из кирпича, которые замкнуты. Ни при каких обстоятельствах не топите горелку ацетиленом. Деталь попросту сгорит, устройство взорвется.

Понять, как сделать газовый горн, намного проще, чем разобраться, к примеру, в электрической схеме. Для его изготовления используйте соответствующие чертежи, фото. Посмотрите видео горн своими руками, и вы сможете создать устройство, отлично подходящее для домашнего применения.

Кузнечная печь (другими словами, кузнечный горн) необходима для работы по сварке или ковке металла в любой кузнице, так как эту работу принято производить при достаточно высоких температурах, не считая «холодной ковки».

Кузнечная печь (горн) необходима для ковки металла. Она переносит очень высокие температуры и должна быть в каждой кузнице.

При желании можно изготавливать кованые предметы самостоятельно и в домашних условиях. Для этого нужно будет сконструировать печь для ковки своими руками. Существует большое разнообразие таких горнов, отличия их лишь в использовании вида топлива.

Некоторые особенности

Имеется несколько видов топлива — это твердое топливо, древесный или каменный уголь, дрова и кокс. Опытные кузнецы отдают свое предпочтение такому топливу, как кокс, но он стоит намного дороже обычного угля. Хотя по расходу его необходимо намного меньше, чем угля, примерно в 5 раз.

Если говорить о ковке метала в художественном стиле, то именно это топливо лучше использовать. Кокс даст достаточно высокую температуру горна. И из-за всего этого ковка станет хорошо выполняться, и не будет много копоти и отходов в виде шлака.

Если вы остановили свой выбор на коксе, то лучше всего приобрести коксик. Это тот же кокс, только намного мельче. Если взять крупный, то его все равно необходимо будет раскалывать на мелкие части. На это уйдет немало времени, которое вы можете потратить с пользой.

Также существуют горны, которые работают от газа либо жидкого топлива, но такой вариант топлива принято использовать на производстве большего масштаба.

Кузнечная печь в работе довольно проста.

Рабочая поверхность — это место, на котором и производится основная работа по ковке. На ней горит уголь, который и будет нагревать заготовки из стали. На данный момент существует большое разнообразие сооружений и конструкций таких горнов. Они имеют свои различия из-за топлива, которое принято использовать на них.

Вернуться к оглавлению

Кузнечная печь своими руками

Поговорим о том, как сделать печь для ковки самостоятельно, а если нет времени или желания, можете заказать на специализированных производствах. Существует 2 типа печей: закрытый и открытый.

Закрытый тип печки оснащен камерой специального назначения, она предназначена для предварительного разогрева заготовки из металла. Этот тип является самым экономичным, так как его использование требует минимальных затрат электроэнергии.

Однако есть ограничения для размеров заготовки, будут подходить только те, которые совпадают с размерами камеры для разогрева. Одним из лучших горнов для ковки закрытого типа является тот, для которого используется в качестве горючего газ.

Открытый тип принято разогревать при помощи твердого топлива, его засыпают сверху на решетку, а внизу будет происходить подача воздуха. В данном типе горна заготовку необходимо укладывать на горючее. При помощи такого типа печки можно выполнять ковку на достаточно больших заготовках, ограничений в размерах нет.

Основная часть печки — это стол, на верхней его части расположен сам очаг и необходимые заготовки. Высоту печи желательно делать соответственно росту кузнеца, стол же будет колебаться в пределах нормы от 700 до 800 мм. Поверхность может быть любого желаемого вам размера, но принято ее делать размером 80х80 см либо 100х150 см.

Для ковки больших заготовок из металла достаточно увеличить размеры стола, можно изготовить специальную съемную столешницу. Ее изготавливают с помощью уголков и пластин из металла нужного размера. В центре стола размещается гнездо горновое, которое состоит из фурмы, а также из колосниковой решетки, это необходимо для выполнения подачи воздуха.

Схема кузнечного горна: 1 - вытяжная труба; 2 - вытяжной колпак; 3 - коробка горна; 4 - фурма; 5 - трубопровод от вентилятора для дутья.

Как правило, для крышки горна используется специальный кирпич, обладающий огнеупорным свойством, и глина. Все это сделает данную конструкцию достаточно тяжелой. И в такой ситуации есть выход, если вас не устраивает весовая категория данного оборудования.

Можно сделать печку из металла, она будет иметь в наличии специальную крышку из листа 4 мм, колосниковую решетку из чугуна. Решетку необходимо разместить по центру печки для ковки металла. Важным атрибутом для данной печки является вытяжка, которая устанавливается непосредственно над ней. Вытяжной короб можно сделать самостоятельно из металла с тонкими стенами.

Ковку металла принято начинать непосредственно с засыпания топлива на колосники. Многие мастера раскладывают свои заготовки прямо на углях, а затем подсыпают еще слой сверху. Внутри угля будет образован маленький свод, поднимется необходимая температура.

Ручная ковка становится всё более популярной – и для удовлетворения собственных потребностей, и для производства различной продукции на заказ. Нагрев металла, с целью повышения его пластических характеристик, необходимо выполнять в специальных нагревательных устройствах, простейшим из которых является кузнечный горн. Главная задача горна – обеспечить стабильное повышение температуры металла до температур ковки, т.е., не менее чем до 1200 °С. Как сделать самодельный кузнечный горн, и возможно ли это в принципе, рассмотрено далее.

Классификация видов кузнечных горнов

Она может быть произведена по следующим основным показателям:

По виду применяемого топлива. Различают газовые горны, а также устройства, работающие на твёрдом (угле) или жидком (мазуте) топливе.
По конструктивным особенностям строятся открытые и закрытые горны.
По размерам пода (эффективной поверхности) – малые, средние и крупные.

Твёрдотопливные горны, для которых необходимо применять коксующийся уголь – эффектное для видеосъёмки, но устаревшее техническое решение. При этом потребуется не только обеспечить непрерывную поставку высококачественного древесного угля, но и смириться с технологическими недостатками, среди которых:

неравномерность нагревания;
невозможность управлять процессом;
повышенное содержание серы, что увеличит хрупкость в процессе ковки;
увеличенный расход топлива, он может составлять до 120 — 150% от веса;
низкий КПД устройства, сопровождающийся значительным угаром.

Тем не менее, такие конструкции в условиях единичного выпуска изделий могут находить применение в домашних условиях, особенно, если это мини-горны, работающие на дешёвом мазуте.

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:

стальной опорной рамы со стойками;
пода;
футеровки;
шиберной заслонки;
вентилятора;
дымоотводных труб.

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.

Этапы изготовления самодельного горна

Как сделать кузнечный горн, и с чего начать? Для изготовления закрытого горна предварительно потребуется определить размеры его пода. Они определяется желаемой производительностью, и зависят от расхода топлива и интенсивности действия кузнечного горна. Для газового варианта оптимальной можно принять скорость подачи топлива 1 — 1,5 м/с: в этом случае процессы теплопередачи в закрытом пространстве будут протекать достаточно эффективно.

Напряжённость пода Н связана с производительностью горна N простым соотношением:

где F – площадь пода.

Учитывая площадь, отводимую под кузницу, а также ожидаемую производительность ковки (например, в кг изделий), можно установить фактическую минимальную напряжённость пода (она не должна быть менее 100 — 150 кг/м 2 ∙ч, иначе обустройство даже мини-варианта нагревательной установки оказывается невыгодным).

Для того, чтобы изготовить горн своими руками, потребуются следующие материалы:

толстолистовая жаропрочная сталь;
огнеупорный кирпич (шамот или динас);
стальной профильный металлопрокат (уголки, швеллеры) для монтажа рамы горна, изготовления заслонки и опорных стоек;
стальные дымоходы для отведения газов, образующихся в процессе нагревания продукции;
огнеупорная обмазка для заделки щелей;
листовая или широкополосная сталь для внешней футеровки.

Конструкция открытого горна значительно проще – там необходимо обустроить лишь систему колосников, и обеспечить подачу воздуха, интенсифицирующего процесс нагрева. Для отвода продуктов сгорания в этом случае достаточно обычного вентиляционного зонта из жаропрочной стали.

Кроме того, при строительстве есть смысл воспользоваться стандартными узлами. Здесь следует упомянуть вентилятор для горна, в качестве которого можно принять агрегаты, выпускаемые для двухконтурных котлов большой мощности. Также пригодны вентиляционные трубы и стальные дымоходы, предназначенные для дымоотвода газов при 300 — 400 °С. Обустроить горн своими руками можно, используя горелки от мощных двухконтурных котлов.

Изготовление опорной рамы

Поскольку кузнечный горн – агрегат стационарный, то следует чётко определиться с его местонахождением. В домашних условиях далеко не вся часть мастерской может быть использована под кузницу. Но, безусловно, горн должен примыкать к одной из её стен, желательно к той, которая не сообщается со смежными строениями, поскольку в этом случае гораздо сложнее обустроить дымоходы, и установить вентилятор для горна.

По условиям пожарной безопасности конструкция должно отстоять от капитальной стены мастерской не менее, чем на 1 м, при этом исключается любое применение материалов с пониженной огнестойкостью (в том числе и гипсокартон марки ГКЛО).

При изготовлении опорной рамы целесообразно пользоваться готовыми чертежами, которые можно купить, либо скачать в Интернете. Размеры горна/мини-горна при этом согласовываются с собственными возможностями. Хорошо, если к чертежам прилагаются также фото и/или видео работающего горна.

Опорные стойки и раму изготавливают сварными, для чего обычно применяют низколегированную сталь 09Г2С. Она обладает достаточной прочностью, легко и надёжно сваривается, стойка от высокотемпературной коррозии. Шаг пластинчатых ячеек опорной рамы определяется размерами огнеупора. В готовой раме предусматриваются отверстия под последующее крепление элементов внешней футеровки.

Изготовление пода и свода

При выборе огнеупоров для обустройства верхней части руководствуются соображениями долговечности, видом нагреваемых изделий, а также интенсивности использования кузнечного горна. Чаще других используются шамот и динас.

Шамот изготавливается согласно техническим условиям ГОСТ 390-79. Купить несертифицированную продукцию весьма опасно, поскольку по цвету иногда бывает трудно отличить шамотный кирпич, от обычного, который плавится уже при 1200 ° С. Пригодный для кладки шамотный кирпич должен быть кремового цвета, и обладать низкой пористостью. В этом случае его вес составляет не менее 5 кг. В Интернете достаточно роликов демонстрационного видео, с помощью которого можно отличить качественную продукцию. Для строительства горна подходят марки ШПД, ША и ШБ.

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

Ну до чего у нас любят дикие заумные определения: специальные нагревательные устройства с целью повышения пластических характеристик металла. Давайте попробуем перевести все это безобразие на человеческий язык.

Кузнечный горн по своей сути – печка. Понятно, что со своим особенностями, разновидностями и технологическими нюансами, но все равно – это печка. Она нужна для разогрева металлических деталей до температуры, чтобы их можно было ковать, то есть подвергать деформации.

Это главный и общий факт для всевозможных видов кузнечных горнов – от примитивных дачных поделок на кирпичах до промышленных печей со множеством технологических особенностей применения и назначения.

От кузнечной печки требуются два главных и единственных свойства: давать очень высокую температуру, вплоть до 1200 – 1500°С и возможность поддерживать нужную температуру в течение определенного времени. Иными словами, нам нужен сильный и ровный жар.

При какой температуре металлы поддаются ковке, то есть начинают быть пластичными? Это у всех металлов и сплавов по-разному. А вот визуальный признак того, что металлическая деталь нагрелась до нужной температуры, тоже общий – это оранжевый цвет детали.

Все металлы отвечают на нагревание изменением цвета от темно-красного до пронзительно-белого. Так вот оранжевый цвет – это сигнал, что можно начинать настоящую кузнечную работу по металлу.

Чертеж кузнечного горна.

Единственный металл, который ведет себя довольно подло и не меняет своего цвета при нагревании – это алюминий. Он не самый легкий металл для ковки и сварки в принципе, с алюминием нужно знать и применять множество специальных требований.

Так вот отсутствие оранжевого цвета в то время, как он уже нагрелся для ковки – значительный фактор, затрудняющий работы с этим капризным металлом и его сплавами. Ведь и перегреть нельзя. Недогреть – тоже никуда не годится.

Классификация кузнечных горнов

Существует несколько критериев, по которым можно развести все эти печки на аккуратные типы.

Чаще всего горны делят по виду топлива, на котором они работают:

Твердотопливные горны

Они работают на угле. Их использование становится все реже, так как уголь – топливо, не дающее стабильного и ровного огня, что является самым важным требованием к кузнечному горну. Мало этого, для таких печек нужен не просто уголь, а высококачественный древесный коксующийся или такого же качества каменный уголь.

Любители такой экзотики есть, так что ниже мы остановимся на паре-тройке советов по обустройству такой печки.

Газовые кузнечные горны

Вот об этом типе печек мы поговорим подробно: они являются самыми распространенными и в домашних кустарных мастерских, и в профессионально оборудованных кузнечных центрах. Газовый кузнечный горн – без сомнения, любимый инструмент отечественных кузнечных мастеров.

Жидкостные

Здесь основным видом топлива выступает мазут.

Угольный кузнечный горн.

По конструкторскому решению горны делятся на закрытые и открытые. По размеру они бывают малыми, средними и большими. Вот, собственно, и вся классификация кузнечных горнов. Самодельный горн для ковки – вещь вполне реальная и, самое главное, нужная в хозяйстве.

Главное – решить какой именно горн вас устроит. А для этого вы должны четко знать, какую именно кузнечную продукцию вы собираетесь делать, для кого и в каком количестве.

Принципиальная конструкция самодельного горна

Первый вопрос: какой горн делать – открытый или закрытый? Ответ будет зависеть от ваших планов – что вы собираетесь делать в своей кузнечной мастерской? Если это хобби в виде художественной ковки в малых количествах исключительно для дома и подарков родственникам, то вам будет вполне достаточно обзавестись открытым горном.

Он намного проще и обойдется вам дешевле по денежным и трудовым затратам. На открытом горне проще нагревать и массивные или длинные детали.

Если же вы планируете работать с металлами серьезно, чтобы, например, зарабатывать деньги, то мы посоветовали бы соорудить кузнечный горн своими руками закрытого типа.

Вот какие детали составляют грамотно собранный горн:

рама на стойках для опоры, все должно быть сделано из стали;
под – дно или нижняя часть стенки горна;
заслонка шиберного типа со специальными отверстиями для ускорения нагревания металла и экономии топлива;
вентилятор;
труба для отвода дыма
футеровки – тепловая защита печки в виде шамотных кирпичей;
рекуператор – специальное устройство для возврата выделяющегося тепла в виде печных газов и, таким образом, эффективного использования ресурсов.

Строим твердотопливный горн

Главным недостатком твердотопливных горнов является то, что уголь сам по себе не может выдать нужную температуру свыше 1000°С. Поэтому в таких печках всегда нужна подача воздушной струи. Раньше это были меха, теперь чаще воздух подается через трубу с заваренным торцом, также сделанную из стали.

Проще всего такую печку выкопать прямо в земле – достаточно ямку обложить огнеупорными кирпичами. Самодельный кузнечный горн можно сделать по-другому: из стальной пластины с приличной толщиной соорудить стол с решеткой из чугуна или стали.

Колосниковая решетка для горна.

Пластина для стола должна быть сделана из заготовки с толщиной не меньше 5-ти мм. Если горн открытой конструкции установить на улице, не нужно будет специально заниматься вентиляцией.

Вот главные этапы по сооружению самодельного горна, работающего на угле:

Соорудить площадку для основания с бетоном и армированными прутьями.
Сложить кирпичи в виде прямоугольного основания, поверхность стола может быть любой высоты.
В любой стенке основания проделать отверстие для поддувала.
Собрать под из специального огнеупорного кирпича на основание.
Установить колосник с отверстиями, который нужно делать также из огнеупорного материала, для чего отлично подойдет чугунная дверца от старой печки.
После установки колосника доложить стенки из того же огнеупорного кирпича.
Не забыть оставить отверстие в одной стенке для подачи воздуха, лучше это сделать сразу при кладке кирпича.
В трубу для подачи воздуха вмонтировать вентилятор.
Если вы делаете закрытую конструкцию, обязательно соорудите дымоход, который абсолютно необходим для тяги.

Такой горн можно сделать мобильным – все зависит от вас. Отличным каркасом для твердотопливного горна может послужить старая газовая плита.

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;
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.

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.

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.

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.

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.

Как сделать горелку для газового горна

Помимо общих инструкций как сделать кузнечный горн, существуют правила по установке газовой горелки. газового горна может быть приобретена в магазине, а может быть сделана самостоятельно.

Горелку газового горна своими руками нужно делать с обязательным учетом требований к ней:

поджиг газа должен быть вполне безопасным;
горение должно быть устойчивым;
стойкость к влажности внутри горна;
безопасность при изменении тяги и риске взрыва горючего вещества.

Установка горелки производится через заранее подготовленное футеровочное отверстие. Устье горелки прикрепляется к конфузору, которое протягивают через стальную прокладку. Затем устанавливаются трубы для подачи газа и воздуха.

Газ подается от или сети под контролем регуляторов. Пробный пуск газа проводят для проверки регуляторов и напора, следят за запахом.