Как сделать горн самодельный для ковки? Кузнечный горн своими руками. Чертежи. Пошаговая инструкция Газовая печь для ковки

Именно для вас. В этой инструкции я вам расскажу, как можно сделать мощную мобильную печь для кузнечных работ. С помощью этой печи вы запросто сможете выполнять ковку металла, температуры тут более чем достаточно. Ну и, конечно же, теперь не будет проблемы с закалкой стали. А при желании, если придумать горн, с помощью этой приспособы можно вполне расплавить алюминий и другие металлы с не очень высокой температурой плавления.

Питается печь углем, а чтобы его раскочегарить до нужной температуры, понадобится принудительная подача воздуха. Для этих целей автор использовал небольшой электрический компрессор. Питать можно от аккумулятора, так что розетка нам не понадобится. Непосредственно место горения выполнено из металлической бочки, подойдет также газовый баллон. А рама, в которой установлен компрессор и аккумулятор, сделана из досок, это просто и практично. Итак, рассмотрим по порядку, как же сделать кузнечную печь.

Материалы и инструменты, которые использовал

Список материалов:
- ;
- медные или другие металлические трубы, а также уголки;
- кран;
- доски;
- пластиковые кронштейны для труб;
- саморезы, болты с гайками;
- стальная бочка или газовый баллон;
- стальной уголок;
- алюминиевый уголок;
- фольга;
- клей (чтобы приклеить фольгу);
- жаростойкий герметик;
- жаростойкая краска.

Список инструментов:
- дрель;
- сверлильный станок;
- болгарка;
- тиски;
- газовая горелка;
- шуруповерт;
- сварка;
- ножовка по дереву или отрезной станок.

Процесс изготовления кузнечной печи:

Шаг первый. Сборка рамы
Чтобы собрать раму, нам понадобятся доски. Режем их на нужные куски, а затем собираем раму при помощи саморезов. При желании на стыкуемые поверхности можно нанести клей, герметик и так далее. Сразу отмечу, что первоначальная конструкция была переделана, так как были проблемы из-за высокой температуры. Рама делается только для оборудования, а сама печь в будущем была изготовлена из металла.
Для упрочнения конструкции автор стянул ее длинными болтами с гайками. Они же будут служить в качестве опоры для поддонов.

Шаг второй. Крепежная деталь для
Чтобы установить компрессор, сделаем под него переходник, в который будет вставляться носовая часть. Для его изготовления нам понадобится доска, а также дрель со специальными насадками. В итоге нам нужно просто вырезать «шайбу» из дерева.
Изготовленную шайбу крепим в нужном месте рамы при помощи саморезов.

Шаг третий. Собираем трубы
Для транспортирования воздуха к точке назначения автор решил использовать медные трубы. Это не очень хороший вариант, так как медь отлично переносит тепло, поэтому длина труб должна быть максимальной. В противном случае тепло может дойти до компрессора и расплавить пластик. Трубы можно использовать металлические, причем можно их просто согнуть в нужной длины змеевик. Автор собирает нужную конструкцию, для соединения деталей используется пайка.

Шаг четвертый. Делаем хомут для батареи
Питать мы систему будем от аккумулятора, поэтому для его установки нужно изготовить хомут. Для этих целей нам будет нужна пластина из алюминия. С помощью тисков и специальной насадки автор формирует ее в виде буквы «П». Впрочем, это можно сделать и при помощи обычных тисков или даже плоскогубцев, если у вас хорошо наметан глаз. Просверлите отверстия для крепления хомута винтами к основе.
В основе сверлим отверстия, с другой стороны автор устанавливает гайки. Вот и все, теперь хомут будет очень удобно затянуть, используя винты.

Шаг пятый. Отделываем раму фольгой
Изначально автор планировал установить на деревянный корпус несколько поддонов, на которых и будут гореть угли. А чтобы дополнительно защитить древесину, он ее обклеил фольгой. Теперь даже если уголек и упадет из поддона, древесина не должна загореться, да и фольга сама по себе работает как экран тепла.

Шаг шестой. Устанавливаем начинку
Первым делом устанавливаем трубы, для их крепления были использованы пластиковые держатели. Это не очень надежный вариант, если трубы будут сильно нагреваться. Также устанавливаем компрессор, для его крепления автор использовал уголок из алюминия.
В завершении крепим аккумулятор, ранее мы для него изготовили хомут из алюминиевой пластины.

Шаг седьмой. Завершающий этап сборки и испытания (попытка первая)
Теперь установим поддоны, в которые будем засыпать угли, у автора их два штуки. В поддонах сверлим отверстие и вставляем трубу из стали, которая будет подавать воздух в печь. Поддоны находятся в висячем состоянии, они упираются на два болта, установленных поперек рамы.

Вот и все, теперь печь можно протестировать! Засыпаем угли и разжигаем горелкой или жидкостью для розжига. Печь заработала отлично, однако при этом обнаружились проблемы. Поддоны нагреваются настолько сильно, что сожгли под собой фольгу, а также высокая температура начала жечь дерево. В итоге эта конструкция потерпела крах, и было принято решение ее переделать.

Шаг восьмой. Изготовление печи из баллона
Автор срезал ту часть рамы, на которой располагались поддоны. Было принято решение сделать печь более надежной. В итоге в качестве исходного материала была взята металлическая бочка, подойдет также газовый баллон. Если будете использовать баллон, не забудьте его хорошо очистить от содержимого, в интернете для этого есть масса инструкций и рекомендаций, в противном случае может все завершиться взрывом и серьезными травмами.

Первым делом очищаем баллон от краски, для этого автор использует болгарку с подходящей насадкой. Далее отрезаем от баллона донышко на подходящей высоте. В завершении прорезаем в заготовке «окно», через которое вы будете пользоваться печью.

Шаг девятый. Изготовление крепежных кронштейнов
Чтобы прикрепить печь к деревянной конструкции с компрессором, понадобится два уголка. Режем уголок до нужной длины, загибаем края под нужным углом. Также для упрочения соединения понадобится две стальные пластины.

Просверлите в уголках и пластинах отверстия для крепления деталей с помощью саморезов. Помимо этого автор приварил к уголкам куски труб, в итоге получились отличные ножки.

Шаг десятый. Изготавливаем «поддон» для печи и устанавливаем
Поддон нужен для того, чтобы на нем горели угли, к которым снизу поступает воздух, это своего рода колосники. Для этих целей нам понадобится листовая сталь, и она должна быть как можно толще, так как тонкая быстро прогорит от высокой температуры. Из стали нужно вырезать круг такого диаметра, чтобы он мог максимально плотно зайти внутрь печи.

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.

Кузнечные шедевры всегда пользовались особой любовью и популярностью. И если есть силы, желание и возможности, то всегда можно заняться этим прибыльным ремеслом в пределах территории своего частного дома. Тем более что самодельный горн из кирпича оказывается очень простым в самостоятельном исполнении.

Предназначение оборудования

В любой кузничной мастерской горн применяется для ряда важных операций - разогреть металл непосредственно перед ковкой, цементировать его или же заняться другими операциями по термообработке. Даже вне производственного цеха он позволяет получить температуру, доходящую до 1200 градусов. Удивительнее всего, что такое оборудование можно сделать самим - в упрощенном своем исполнении его можно собрать примерно за тридцать минут, используя при этом всего шесть шамотных кирпичей и несколько кусочков стали. При этом и температурные, и качественные показатели самого процесса нагрева будут соответствовать требованиям для мелкой художественной ковки и даже плавки.

Горны делятся на открытые и закрытые . В первом варианте исходник разогревается в специальном пространстве-камере.

Для второго типа топливо будет засыпаться непосредственно на саму решетку, а воздух поддаваться снизу (на нем удобно работать с большими заготовками).

Как будет работать самодельное оборудование? В основе работы любого (и промышленного, и домашнего) подобного оборудования лежит принцип химической реакции, которую дает горение углерода. Этот элемент способен в буквальном смысле слова «жадно» хотеть воссоединяться с кислородом (что и взяли на заметку в металлургии). Руды железа и других металлов представляют собой окислы и их соединения. Кислород при нагреве идет к углероду, а металл начинает выделяться в свободном виде.

Однако нужно следить за тем, чтобы сам металл не сгорел - передержанный, он станет просто пересушенным (это, к примеру, чугун).

Именно поэтому важно регулировать поступление воздуха в горн. А это невозможно сделать без правильно построенной конструкции.

Как устроен горн

Промышленный аппарат имеет несколько отличное от самодельного устройство. Прежде чем приступать к самостоятельному изготовлению такого изделия, нужно изучить его основу:

Через сопло (по-другому называется фурма) воздух попадает в пространство камеры.
Огнеупорные кирпичи будут сохранять необходимую температурную мощь.
Колосники удержат используемое топливо над воздушной камерой.
В горновое гнездо загрузится источник топлива.
Еще одни кирпичи сформируют каркас устройства.
В горнило подает воздух вентилятор.
Общий каркас обычно делают из металла.
Камера воздушная.
Зольник.
Труба воздуховода.
Кожух.

Конечно, чтобы соблюсти все вышеперечисленное, обычному человеку не хватит знаний и средств. Но более упрощенный вариант вполне реально установит собственными силами.

Горн из кирпичей: простой закрытый вариант

Временная кузница легко возводится из имеющихся подручных средств. Для этого пригодятся:

шесть кирпичей огнеупорных;
лампа паяльная;
самодельная решетка (колосниковая), сделанная из стальных полос толщиной не менее 3 мм.

Все работы должны вестись в заранее продуманном пожаробезопасном месте. Правильной последовательностью этапов можно считать следующую:

Укладывается нижний «слой» кирпичей (две штуки).
Затем на них укладываются две обрезанные водосточные трубы, на которые кладется решетка таким образом, чтобы между ней и кирпичами снизу еще виднелся зазор.
На решетке нужно немного отогнуть поперечные рейки - это поможет им захватывать пламя разогретой паяльной лампы и уже направлять его строго вверх.
Укладываются два боковых кирпича (это будут стенки).
На них аналогично нижним расположатся пара оставшихся верхних.
На решетку насыпается кокс (каменный уголь) и перед самим горном ставится паяльная лампа (уже разогретая). От её пламени разгораются угли и поддерживается дальнейшее горение. Теперь остается только найти то оптимальное направление у пламени, чтобы на выходе была очень высокая температура.
По соображениям безопасности лучше отгородить паяльную лампу от горячего горна каким-нибудь экраном, сделанным из негорючего материала.

Изготовление деталей

>
Рабочей поверхностью будет являться стол - то есть основа горна, где будет размещать очаг с топливом. Именно на нем разогреваются заготовки из металла. Такая конструкция обычно оказывается очень тяжелой. Сделать её просто: например, можно изготовить металлическую крышку в 4 мм листа стали.
Как изготавливается решетка? Можно «приспособить» для этого старую чугунную сковородку (только перед этим нужно просверлить несколько отверстий 10-миллиметровым диаметром). Как вариант, подойдет и колесный диск.
После завершения работ с решеткой подгоняем её, вставляя в отверстие стола. Чтобы лучше «подошло», кирпич можно будет даже слегка подпилить (предварительно замочив его в воде). Высоту такого стола можно выбирать произвольной, но лучше делать это на уровне пояса мастера.

Газовые варианты

Можно ли заменить уголь (чаще кокс) и паяльную лампу какими-то другими аналогами? Например, это может быть газовая горелка. В промышленности - да, легко по той простой причине, что используемые там моногазы специально предназначены для таких целей (они состоят из специально подобранной смеси). А вот бытовой газ не даст в использовании оптимального разогрева воздуха, который сможет нагреть металл. К тому же в бытовой горелке есть примесь серы, которая способна просто «убить» все эксплуатационные свойства металла (для обратного процесса все придется переплавлять заново). Также «отравляет» сталь и сера с древесины.
Конечно, с подобным можно бороться. Только способы несколько «экзотичные»:

Пропустить газ из баллона через емкость с нафталином перед подачей в горелку.
Нагревать подобным газом не слишком ответственные и подвергаемые нагрузке детали (это могут быть какие-либо декоративные художественные элементы ковки).

Как использовать «самоделку»

самодельный горн из кирпич

Дополнительное поступление поддува воздуха можно обеспечить при помощи ножного привода (чаще механического). Его можно заменить и вентилятором, и пылесосом. Насчет последнего можно сказать, что здесь важно, чтобы присутствовал регулятор оборотов и он мало шумел.
Горн из кирпича практически готов . Теперь важно научиться им правильно пользоваться:

Сама ковка будет начинаться с засыпания топлива на область колосника. Хотя многие кузнецы действуют по такому признаку: заготовки размещаются на самих углях, а сверху досыпают еще один слой (это позволяет внутри угля образовываться своду и создать необходимую огромную температуру).
Древесным топливом все-таки разрешается пользоваться, но для того придется установить одно кольцо на горн (высота 15см и диаметр 20 см). Внутри кольца делается вертикальный вырез и такой же - на другой стороне.
Так по мере сгорания древесные отходы будут падать вниз, а в самой нижней части будет установлена оптимальная температура для работы с металлическим изделием.Если планируется работать с заготовками большого размера, то лучше увеличить рабочую поверхность - для этого достаточно изготовить из уголков специальный съемный столик необходимого размера.
Над кузнечной мини-мастерской нужно будет установить также вытяжку - такой короб можно как приобрести, так и изготовить самостоятельно.
Выбранную для ковки заготовку нужно зарыть в уже раскаленный уголь, где она выдерживается примерно до светло-оранжевого цвета (это показатель того, что и температура подошло к отметке примерно тысячи градусов). Слишком долго держать заготовки нельзя - это только ухудшит их механические свойства, и сделает металл слишком хрупким.
Для ковки используют молоток массой до одного килограмма. Работать нужно в специальных защитных очках - это предотвратит попадание горячей окалины в глаза.
В качестве наковальни можно использовать любую массивную металлическую вещь - кувалду или даже обломок рельса.

Самодельный горн поможет даже сделать сварку - только в этом случае детали нужно нагреть до белого каления (а это уже температура не менее 1300 градусов) и соединить их внахлест. Но для такого лучше использовать низкоуглеродные стальные материалы.
На подобном оборудовании можно даже паять. Для такого детали предварительно связываются проволокой и покрываются бурой (или флюсом) и затем отправляются в горн нагреваться до температуры 900° - это будет видно по оранжевому цвету металла. Осталось только внести в места пайки куски латуни и дождаться, пока они растекутся по шву.
При помощи такого самодельного оборудования можно изготовить решетки, щипцы для камина, декоративные дверные и воротные петли и даже подсвечник. Ассортимент будет зависеть только от желания стоящего за горном мастера.
Для более подробного раскрытия темы рекомендуем к просмотру видео по изготовлению простого кузнечного горна:

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.

Сегодня у нас мастер-класс по изготовлению самодельного кузнечного газового горна.

Здравствуйте! Изготовление горна я разделил на 2 логические части:

непосредственно изготовление горна;
простые улучшения конструкции для комфортной работы.

Конструкция простая и не нуждается в чертежах, поэтому без лишней воды, сразу к делу!

Часть 1 — Изготовление газового горна

Материалы необходимые для изготовления самодельного газового горна:

шамотный кирпич – 9 шт для горна +1 для крышки;
уголок 25х25х3 – 2500 мм (уголок для станины не брал в расчет. Тут кому как удобнее);
шпилька строительная м8 – 4х300 мм;
гайки м8 и шайбы – 8шт.

Инструмент необходимый для изготовления газового горна:

болгарка;
дрель;
*сварочный аппарат.

*в принципе, можно обойтись и без сварки. Используя болтовые соединения.

Из уголка варятся 2 рамки, которыми стянутся кирпичи. Дрелью сверлятся отверстия в этих рамках для стяжки шпильками. Так же нужно просверлить отверстие в кирпиче под . Я делал это сверлом и потом растачивал фрезой.
После чего идет сборка горна: укладываются кирпичи в нижнюю рамку, накрываются верхней и стягиваются шпильками. Вот и все! Без особых затрат у вас появился простой газовый горн.
Подробно о его изготовлении своими руками вы можете увидеть в моем видео

Часть 2- доработка горна для удобной ковки

Как уже писал в самом начале статьи, здесь я опишу простейшие доработки, которые я произвел в первые дни эксплуатации горна. Довел конструкцию до ума подручным материалом.

Материалы необходимые для модернизации самодельного газового горна:

уголок 25х25х3;
профильная труба 20х20х2;
профильная труба 15х15х2;
полоса металлическая шириной 100 мм;
арматура круглая д10 мм;
колесики, 2шт.

Инструмент необходимый для модернизации газового горна:

болгарка;
сварка.

Тут все еще проще. Так как в первой части нужно было делать рамки по размерам кирпича. То сейчас вы просто делаете так, как вам удобнее.

Я же сделал так:

Приварил 2 колеса, что бы было удобно перемещать горн по мастерской. Это нужно не часто, но такое случается.
Приварил 2 прутка арматуры между двумя ножками станины. Это простое действие позволит надежно хранить клещи между ковкой и просто держать их в порядке.
Рабочая полочка. Приварил простейшей конструкции полочку с право от горна. Хочу заметить. Что сделал это не с проста. Я правша и заготовку держу левой рукой, а работаю правой. И горн находится от меня по левую руку, что бы не пересекаться с пламенем работаю в правой его стороне. Поэтому рабочую полочку удобно будет расположить ближе к себе.
Крышка. она должна была отнестись к первой части. Но вместо крышки можно просто использовать 10й кирпич из первой части и прикрывать окно горна. Я же немного приложил усилий и сделал крышку на петлях и позаботится о ее внешнем виде. Просто что бы радовало глаз во время работы =)
Легкая доработка внешнего вида. Сугубо личный выбор.