Изготовление кузнечного горна для ковки и плавки металла. Делаем газовый кузнечный горн своими руками — два варианта конструкции Какая температура в кузнечном горне

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.

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, трубы, декоративные элементы каминов и прочие изделия из металла.

Различают два основных вида оборудования:

• стационарные;
• настольные.

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.

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.

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.

Виды

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;

• 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 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 . 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.

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.

Для изготовления колосников можно взять стальные полосы толщиной около 5 мм. Полки можно сделать из обрезков труб. В качестве топлива может использоваться древесный уголь или кокс. Паяльная лампа используется для розжига. Однако при воздействии тепла от горна она может не выдержать, поэтому между ними нужно размещать асбестовую перегородку. Можно использовать и горелку (бензиновую или газовую). Поскольку зонт с дымоходом отсутствуют, самодельное устройство используется на открытом воздухе.

Простой уличный кузнечный гор, изготовленный своими руками

Создание переносного устройства

Для большей универсальности можно сделать своими руками и переносной вариант. Его можно соорудить из гусятницы. Наддув можно сделать самодельный, используя вентилятор от ручной сирены, гофрированную трубу.

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.

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.

Советы по созданию кузнечного горна своими руками

Иногда в жизни людей, живущих «на земле», случаются моменты, когда хочется что-то сделать своими руками, не откладывая дело в долгий ящик. Кто-то задумывается о столярке, кто-то занимается изготовлением декоративных изделий, а кто-то буквально загорается ковкой. Причём, настоящей, т.е. - «горячей».

Итак, в этой статье:

• Какой минимальный набор инструмента и оборудования нужен для ковки.
• Как сделать наковальню из старого рельса.
• Из чего можно сконструировать переносной кузнечный горн.

Начальный набор инструментов, необходимых для ковки металла

Способ приданию металлу пластичных свойств за счёт нагрева известен человечеству с незапамятных времён. В отличие от т.н. «холодной ковки», при которой металл не подвергается нагреву, при ковке «горячей» (и, как считается, «настоящей») металл разогревают в горне.

Кузнечный горн представляет собой печь открытого типа, в которой металл для последующей ковки разогревают до высоких температур.

За счёт пластичности разогретому металлу можно придать самые разнообразные формы, чем и пользуются мастера художественной ковки.

Помимо опыта, который нарабатывается годами, для ковки требуется соответствующий инструмент. Это могут быть специальные клещи, оправки, шаблоны для гнутья и т.д., но самыми главными «помощниками» кузнеца на протяжении многих веков остаются молот и наковальня.

Любой человек, который задумался о том, чтобы заняться кузнечным делом, сталкивается с необходимостью приобретения соответствующих инструментов. Качественная и тяжелая наковальня весом под 100 кг – удовольствие не из дешёвых.

Винтик Участник FORUMHOUSE

Я свою наковальню купил на вес на вторчермете. По опыту работы могу сказать: что я не смог расплющить на рельсе, удалось на настоящей наковальне.

Olger73 Участник FORUMHOUSE

Вторчермет хоть и «золотое дно», но многое зависит от везения. У нас цена б/у наковальни приближается к стоимости новой. Хотя мне удалось таким образом обзавестись мощными тисками и наковальней весом около 30 кг. «Лицо» у неё, правда, помято, но это поправимо.

Итак, как быть, если ковать хочется, а семейный бюджет не позволяет таких трат? Тем более, если неизвестно, придётся ли дело по душе, или через несколько месяцев все дорогостояще оборудование станет пылиться в гараже.

В этом случае следует воспользоваться опытом участников FORUMHOUSE и обзавестись мини-кузницей, сделанной из материалов, что оказались под рукой. Тем более, что даже на таком - «дачном», варианте можно сделать массу разнообразных вещей, нужных в хозяйстве, и которых не купишь в магазине или на строительном рынке.

Olger73

Хороших кузнецов мало и, как правило, они загружены заказами, а в хозяйстве часто нужны специфичные изделия, например, кованый гвоздь или какая-то «хитрая» заклёпка. Чтобы не ломать голову с поиском мастера и заказом, а также сэкономить, проще всё сделать самому. Ведь такие гвозди, как на фото ниже, просто так не купишь.

Кованые изделия даже начального уровня позволяют домашнему мастеру значительно расширить спектр своих работ. Особенно красиво смотрится с коваными деталями мебель ручной работы или декор «под старину» в загородном доме.

Как сделать наковальню из старого рельса

Интересен опыт пользователя портала с ником ДИМДИМ. Он рассказывает, чего можно добиться при изготовлении самоделок, если приложить к делу смекалку.

ДИМДИМ Участник FORUMHOUSE

Я решил заняться ковкой. Пересмотрел в сети множество видеороликов и пришел к выводу, что смогу сделать весь инструмент самостоятельно. В первую очередь мне нужна наковальня, горн, а также разнообразные приспособления. Чтобы сэкономить, буду всё делать из того, что есть в «закромах», т.е. из подручных материалов.

Из интернета пользователь узнал, что чаще всего самодельную наковальню делают из железнодорожного рельса.

Т.к. в «закромах» рельса не оказалось, ДИМДИМ для поисков «донора» задействовал всех друзей, родственников и знакомых. Вскоре поиски увенчались успехом, и пользователь стал обладателем старого, но крепкого рельса.

Осталось отсечь от заготовки всё лишнее и придать ей нужную форму. Расчехлив отрезную машинку по металлу, пользователь приступил к работе.

По словам ДИМДИМ, на то, чтобы распилить на две части и отторцевать рельс, сделанный из высокоуглеродистой термообработанной стали, ушло 4 часа с регулярными остановками отрезной машинки, чтобы она успела остыть.

Затем наступил черед изготовления т.н. «рога» будущей наковальни. Т.к. отпиленная часть рельса не поместилась под нужным углом на станине отрезной машинки, пришлось разобрать зажимное устройство и состыковать станину с дополнительным столиком.

Пользователь с трудом обрезал рельс в виде треугольника, затем началась муторная работа по приданию «рогу» наковальни нужной формы.

Работа велась попеременно с использованием углошлифовальной машинки, отрезной машинки и разнообразных крепежей и подкладок.

На эту работу ушло ещё 5 часов.

ДИМДИМ

Сделав заготовки, я приступил к сборке наковальни и попытался соединить все детали вместе. Т.к. рельс попался кривой, детали соединить не удалось. Выручил меня мой друг и пользователь портала Movik.

Участник FORUMHOUSE предложил ДИМДИМ собрать наковальню на станине, в качестве которой приспособили стальной противовес от лифта. Как автор идеи, Movik сварил все детали в единую конструкцию.

Следующий этап - изготовление в «хвосте» наковальни квадратного отверстия, необходимого для закрепления разнообразных приспособлений - оправок, скоб, вилок для гибки и конусов, хвостовик которых имеет такое же сечение как «приёмное» отверстие.

При самостоятельном изготовлении наковальни умельцы делают «квадрат» по-разному. Отверстие прожигают сварочным аппаратом, высверливают и затем дорабатывают напильником. Пользователь упростил себе задачу - взяв «болгарку», он вырезал в рельсе паз, а затем приварил к торцу уголок, сделанный из Т-образной направляющей от лифта.

В собранном виде наковальня приобрела следующий вид.

Также пользователь сделал набор приспособлений для наковальни.

Самодельный переносной кузнечный горн

Горн необходим для нагрева металлических заготовок. В качестве топлива чаще всего используется древесный или каменный уголь. Для того чтобы достичь высоких температур, в горн подаётся воздух. Для изготовления простейшего открытого переносного горна необходим «очаг», или, как его ещё называют, «горновое гнездо», а также основание и устройство для принудительной подачи воздуха.

ДИМДИМ

Чтобы понять, как делать кузнечный горн, я снова засел за штудирование интернета. Поиск выдал кучу идей по устройству самодельного горна. Как я понял - в ход идет все. Чаще всего горны делают из автозапчастей от ходовой части, наборов труб, фитингов и электрических вентиляторов.

Кроме этого, кузнечные горны делают из того, что есть «под ногами».

В качестве наддува часто применяются строительные фены (термофены).

Примерно определившись с конструкций горна, пользователь снова полез в «закрома» и откопал там переходник со стальной трубы на чугунную, который использовался, как мангал.

Размеры приспособы:

• диаметр – 35 см;
• высота – 35 см.

Внутри переходник выглядит, как труба с полочкой. Пока ДИМДИМ думал, что вставить в трубу, чтобы получилось настоящее «горновое гнездо», снова пришел Movik и принёс тормозной диск от внедорожника, который идеально подошел к трубе.

Дальше в ход пошли комплектующие, которые используются для монтажа водопровода. Это - тройник «двухдюймовка», муфта и обрезок трубы, выуженный из-за сарая. Все «богатство» состыковали, а Movik сварил.

На этом этапе самодельный кузнечный горн стал походить на законченный предмет.

Осталось только приделать зольник. На эту роль пустили кронштейн от полотенцесушителя, который приварили к трубе в виде клапана.

Комментариев:

Кованые изделия давно применяются в промышленности и в быту. Из них сооружают красивые заборы, оформляют комнатные камины, козырьки над входной дверью. Кованые подставки для цветов находят свое место в комнатах дома. Все эти вещи можно изготовить в домашней мастерской, имея некоторое оборудование.

Кузнечный горн способен нагреваться до высокой температуры, поэтому основное его предназначение — ковка декоративных изделий из металла.

Для ковки металла главное — разогреть его до необходимой температуры. Делается это с помощью кузнечного горна. Если на дачном участке имеется сарай, в котором можно обустроить домашнюю мастерскую с кузницей, то рекомендуется сделать кузнечный горн своими руками. Разные его конструкции отличаются только видом используемого топлива. Остальные отличия не имеют принципиального значения.

Кузнецы чаще используют топливо в виде кокса, он дает высокую температуру, выделяет мало отходов.

Как сделать кузнечный горн для разогрева металла перед ковкой?

Прежде чем сделать кузнечный горн, нужно выбрать тип горна. Горн закрытого типа имеет камеру для разогрева заготовки. Такая конструкция является наиболее экономичной по затратам топлива. Но размер заготовок имеет ограничения, связанные с размерами камеры для разогрева.

В горн кузнечный открытого типа топливо засыпается сверху на колосниковую решетку, снизу подается поток воздуха. Разогреваемая заготовка кладется на топливо. Это позволяет нагревать заготовки крупных размеров.

В решетке из стальной пластины сверлятся отверстия, после чего она вставляется в центр столаё

Последовательность действий при изготовлении горна может быть такой:

1. Основа горна — это его стол. С него и начинается изготовление конструкции. Его крышку делают из металла толщиной 4-5 мм. Высота стола составляет 700-800 мм. Поверхность его чаще всего делается размерами в пределах от 80х80 до 100х150 см. Можно сварить из уголка раму, в которую уложить огнеупорный кирпич и колосниковую решетку. Решетка обычно укладывается в центре стола. Можно ее сделать из чугунной сковороды или из стальной пластины толщиной 8-10 мм, в которой просверливаются отверстия диаметром 10 мм.
2. Решетку вставляют в отверстие стола и обкладывают огнеупорным кирпичом. Высота стола делается удобной для домашнего мастера, обычно до уровня его пояса.
3. Монтируется механизм поддува воздуха. Он может быть с ножным приводом, но лучше использовать электрический вентилятор. Для этой цели часто используют старый пылесос. Его мощности вполне достаточно для получения струи воздуха нужной силы. Хорошо, если есть регулятор оборотов. Если его нет, можно установить дополнительную задвижку для регулировки подачи воздуха. Вместо пылесоса некоторые умельцы используют привод ручной сирены.
4. Вся конструкция собирается воедино. Можно приступать к испытаниям.
5. На колосниковую решетку насыпается топливо. Сначала кладутся древесные щепки и дрова покрупнее, затем добавляется кокс. Включается поддув, заготовка кладется на кокс. Сверху на разогреваемое железо можно еще подсыпать немного кокса. Тогда в толще его образуется небольшой свод с огромной температурой внутри него. Вместо кокса вполне допустимо использование древесных отходов.

Можно дополнять различными приспособлениями, присущими промышленным установкам. Иногда эти приспособления практически ничего не стоят, но добавляют удобств в работе.

Вернуться к оглавлению

Сравним промышленный горн с самодельным устройством

Изображение 1. Схема промышленного горна.

Промышленные горны включают в свой состав (Изображение 1):

1. Сопло для подачи воздуха. В нашем случае его функции выполняет шланг от пылесоса.
2. Огнеупорные кирпичи, которые аккумулируют и удерживают температуру. В самодельном горне они тоже могут присутствовать на рабочем столе.
3. Колосники, на которых держится топливо. В самодельном варианте они обычно тоже присутствуют.
4. Гнездо для загрузки твердого топлива. Этим устройством можно оснастить самодельный горн, если он часто используется в работе домашнего мастера.
5. Кирпичи, из которых состоит каркас. В самодельном устройстве их нет.
6. Вентилятор, подающий воздух в горнило. В самодельном варианте его роль выполняет старый пылесос. Но можно приспособить и отдельный вентилятор.
7. Каркас из металла, удерживающий рабочий стол. Он в самодельном варианте есть.
8. Воздушная камера. Ее со временем можно сделать для домашнего горна.
9. Зольник. Полезное добавление к самодельному горну для домашнего использования, если горн используется часто.
10. Воздуховод. Для начала его функции в самодельном горне может успешно выполнять шланг пылесоса.
11. Кожух.

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:

1. Топливом , на котором работает устройство: кокс, мазут, уголь или газ.
2. Конструкцией топливосжигающего устройства.
3. Требуемыми размерами рабочего пространства.
4. 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:

1. Свод и боковые стенки , которые выкладываются из огнеупорного кирпича (шамота или динаса).
2. Горновое гнездо , образуемое верхней поверхностью свода, где и нагреваются заготовки.
3. Зонт , снабжаемый откидными шторками , и призванный улучшать естественную тягу в рабочем пространстве.
4. Заднюю стенку (брандмауэр) , в которой предусматриваются отверстия для подачи исходного воздуха .
5. Воздушный кран , предназначенный для включения подачи воздуха к горновому гнезду.
6. Защитный короб из жаропрочной стали, который соединяет между собой входную полость у крана подачи воздуха с горновым гнездом.
7. 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.
8. Дымохода , через который производится удаление продуктов сгорания топлива.
9. 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 :

1. Камера , выполненная из огнеупорного материала, и снаружи отфутерованная толстолистовой жаростойкой сталью.
2. Передняя заслонка , открывающаяся при помощи шарниров или противовеса, и снабжённая смотровым окошком.
3. Под , выполненный из жаропрочного шамотного кирпича.
4. 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.
5. Смесительный редуктор , обеспечивающий смешивание воздуха и газа (входит в структуру баллона со сжиженным газом).
6. Сопло , конфигурация которого определяется формой нагреваемых в горне заготовок.
7. Колосниковая решётка , предназначенная для улучшения тяги и сбора окалины.
8. 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.

Кованые изделия, при желании можно делать и своими руками в домашних условиях, но для этого необходимо приобрести или самому изготовить необходимое оборудование для нагрева металла - кузнечный горн. Существуют различные конструкции горнов, они отличаются в основном лишь видом используемого топлива.

Наибольшее предпочтение, несмотря на его дороговизну, кузнецы отдают коксу, при работе его требуется в разы меньше, чем простого угля. Кроме того кокс обеспечивает высокую температуру, выделяется меньше отходов. Для экономии времени мастера используют «коксик» - мелкий кокс, ведь его не надо колоть. Печи на газе и жидком топливе, применяются в основном на больших предприятиях.

Итак, Вы решили освоить художественную ковку, и у Вас, что естественно сразу появляется главный вопрос - как сделать кузнечный горн? Изготовление горна, конечно можно заказать на производстве, но если есть способности и желание Вы можете изготовить горн сами.

Вначале необходимо решить какой тип горна Вас устраивает, закрытый или открытый.

Открытый и закрытый тип

В горне закрытого типа имеется специальная камера, в ней заготовку разогревают. По затратам энергоносителей этот тип горна наиболее экономичный, но размеры обрабатываемых заготовок ограничены размерами камеры разогрева. Идеальный вариант горна закрытого типа,горн с использованием газа как топлива.

При использовании горна открытого, традиционного типа, топливо засыпается на решетку сверху, а воздух подается снизу. В таком горне заготовка укладывается непосредственно на топливо. Данный тип горна позволяет обрабатывать крупногабаритные заготовки.

Изготовление кузнечного горна

Стол это основа горна, его рабочая поверхность, где размещается очаг с топливом, на котором разогреваются металлические заготовки. Крышка стола обычно изготавливается из огнеупорного кирпича на глине, но такая конструкция весьма тяжелая. Можно изготовить металлическую крышку из 4 мм стального листа, или сделать металлическую раму с применением огнеупорного кирпича. Колосниковая решётка обычно из чугуна размещена в центре.

Решетку Вы можете изготовить из чугунной сковородки и из стальной 8 мм пластины, просверлив в них отверстия диаметром до 10 мм, можно использовать и колесный диск.

Изготовленную решётку необходимо вставить в отверстие стола, с плотным подгоном, чтобы подгон был, действительно плотным, кирпич аккуратно выпиливают. Предварительно замоченный в воде кирпич легче поддается обработке. Высота стола делается произвольной, все зависит от роста кузнеца, обычно на уровне пояса мастера. Поверхность стола тоже делается произвольной, на Ваше усмотрение.

Варианты использования горна и их влияние на конструкцию

Поддув воздуха, может быть механический (ножной), но лучше, конечно же, использовать вентилятор. Под вентилятор можно приспособить пылесос и т.д., главное, чтоб был регулятор оборотов, и он не производил много шума, можно установить задвижку регулирующую подачу воздуха.

Ковка начинается с засыпки на колосник топлива. Большинство кузнецов размещают заготовки непосредственно на углях, а сверху насыпают дополнительно еще один слой. Внутри угля образуется небольшой свод и создается чрезвычайно высокая температур, достаточная для того, чтобы плавить металл.

Предпочитаемым топливом, как мы говорили, является кокс, но можно пользоваться даже древесными отходами.

пример самодельного горна, сделанного за 1 час

Для этого сверху на горн устанавливается стальное кольцо, высотой 150 мм и диаметром 200 мм. Для расположения заготовок внутри кольца, и контроля за процессом горения, на стенке кольца сделан вертикальный вырез, а на противоположной стороне еще один - он делается на случай, если размеры заготовки достаточно велики.

При сгорании древесные отходы опускаются вниз. В нижней части применяемого кольца, под слоем древесного угля создается высокая температура достаточная для работы с металлом.

При обработке больших заготовок есть смысл увеличить площадь стола, для этого изготавливают съемный столик из уголков и металлических пластин произвольного размера.

Необходимым приспособлением, устанавливаемым над горном, является вытяжной короб, его можно приобрести - как вытяжку, либо изготовить самому из тонкостенного металла.

Кузнечный горн своими руками сделан, теперь Вы можете приступать к работе.

Устройство промышленных горнов

Для лучшего понимания процесса функционирования горна можно изучить на примере устройства промышленного изделия.

На рисунке справа обозначены:

1. сопло (фурма) - через него подается воздух в камеру;
2. огнеупорные кирпичи, удерживающие температуру в горниле;
3. колосники или подовая доска, удерживающие топливо над воздушной камерой;
4. горновое гнездо, в которое загружается твердое топливо;
5. формирующие каркас кирпичи;
6. вентилятор для подачи воздуха в горнило;
7. удерживающий каркас из металла;
8. воздушная камера;
9. зольник;
10. воздуховод;
11. кожух.