Как сделать кузнечный горн на газу своими руками: советы + чертежи в помощь домашним умельцам

Строим газовый горн

Прежде, чем начать сооружать газовый кузнечный горн своими руками, нужно определить параметры пода – его площади.

Для этого существует хитрая формула:

N = H × F

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;
  • горелки 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.

Строим газовый горн

Прежде, чем начать сооружать газовый кузнечный горн своими руками, нужно определить параметры пода – его площади.

Для этого существует хитрая формула:

N = H × F

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;
  • горелки 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.

Читайте также  Розетка двойная для скрытой установки ip44

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.

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.

Устройство горна

Классический производственный горн устроен следующим образом, см. рис справа:

Устройство кузнечного горна

  1. стол горна из огнеупорного материала;
  2. топливник (очаг) с колосниковой решеткой;
  3. воздушная камера;
  4. воздушный дренаж;
  5. подающий воздуховод;
  6. воздушный вентиль;
  7. камера (шатер) горна;
  8. окно для подачи длинномерных заготовок;
  9. зонт горна;
  10. дымоход (газоотвод);
  11. съемное горнило;
  12. закалочная ванна (бадья, лохань);
  13. газовоздушная камера.

Принцип действия горна

Чтобы самому сделать горн и успешно им пользоваться, разберемся, как работает горн, что в нем к чему и что в нем можно удешевить и упростить в условиях домашнего использования без ухудшения качества обработки металла. В основе работы горна лежит химическая реакция горения углерода 2C + O2 = 2CO2 + 188,1 ккал. По ее энерговыходу (94,05 ккал/моль, т.е. 12 г С, полностью сгорев, дадут 94,05 ккал тепла) видно, что углерод – весьма сильный восстановитель, т.е. жадно соединяется с кислородом.

Это свойство углерода с незапамятных времен используется в металлургии для выплавки железа и других металлов: их руды часто представляют собой соответствующие окислы или их производные соединения. Углерод бесцеремонно обирает себе кислород, и обездоленному металлу не остается ничего иного, кроме как выделиться в свободном виде.

В кузнечном горне восстановительная способность углерода также используется отчасти, как препятствующая окислению заготовки. Попросту, чтобы металл не сгорел. Но не менее здесь важна высокая теплотворная способность углерода: поддувая в массу топлива достаточно воздуха, чтобы углероду его хватило, можно сжечь его довольно быстро, а большое количество выделившегося тепла и температуру разовьет высокую.

Дутье в горн регулируют таким образом, чтобы кислорода топливу чуть-чуть не хватало, это полностью предотвратит окисление металла. Однако, если заготовку в горне передержать, то пойдет науглероживание: металл, особенно сталь, станет, как говорят, пересушенным – чрезмерно, непропорционально возрастанию твердости, хрупким. Пример совершенно пересушенного железа – чугун. В металлургии, чтобы получить из него конструкционную сталь, расплавленный чугун подвергают переделу: в конверторе или иным способом вводят в него кислород, отнимающий лишний углерод.

Кузница

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

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

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

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

Читайте также  SWIFT: Как программно установить размер кадра представления коллекции, чтобы он был равен его родительскому виду?

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…7500С;
  • Вишнёво-красный – 750…8000С;
  • Красный – 800…8500С;
  • Светло-красный – 850…9000С;
  • Оранжевый – 900…10500С;
  • Тёмно-жёлтый – 1050…11500С;
  • Светло-жёлтый – 1150…12500С.

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

Кузнечный горн из газового баллона своими руками

В этой статье будет затронута тема одного из основных инструментов кузнеца, без которого и кузницы бы не было. В ней автор YouTube канала «TheDacchio», покажет технологию изготовления кузнечного горна.

Сама технология весьма проста, особой точности не требует. Объем баллона можете подбирать по своему усмотрению, требованиям и задачам. Для работы с небольшими заготовками (например для ножей) подойдет даже 15-литровый баллон. А если задачи у Вас стоят более серьезные, тогда и баллон подбирайте побольше.

Материалы.

— Старый газовый баллон — Доски для опалубки — Обрезок листовой стали — Стальная профильная труба 40Х40 мм — Стальная труба 60 мм, пруток 16 мм диаметром — Силикон — Цемент, песок — Садовый шланг с проточной водой.

Инструменты, использованные автором.

— Сварочный аппарат — Ленточная пила — Плазменный резак — Сверлильный станок — Болгарка, лепестковый зачистной и отрезной диски — Молоток — Мастерок — Гаечные ключи, крокодил — Линейка, рулетка, маркер.Процесс изготовления. Первым делом мастер откручивает вентиль баллона. Это необходимо делать на открытом воздухе, ведь остатки газа и конденсата взрывоопасны. Срывает вентиль, используя гаечный ключ, и ударяя по нему молотком. Затем откручивает при помощи крокодила.

Только после процедуры промывки обрезает болгаркой защиту вентиля и удаляет ее. Также срезает нижний башмак.

Размечает первый надрез, потом неглубоко проходит первый раз отрезным диском. Дорезает за второй проход.

Переносит разметку для второй линии при помощи рулетки. Режет ее также в два прохода.

Разбирает бак на две половины.

При помощи болгарки с зачистным лепестковым диском сглаживает острые грани.

Используя ленточную пилу отрезает из профильной трубы три заготовки для ножек. Приваривает первую.

Прихватывает вторую и третью ножки, затем переворачивает в нормальное положение, выравнивает ножки, снова прихватывает. Потом переворачивает и окончательно проваривает швы.

Читайте также  Кому можно не ставить общедомовые счетчики

Из болтов и саморезов делает упоры для опалубки. Приваривает их внутрь половинки бака. Эти упоры должны обеспечить пространство между опалубкой и стальным корпусом.

Устанавливает опалубку. Автор сколотил ее из досок.

В этот момент автор явно сказал «забыл!». Прорезает в дне при помощи плазменного резака отверстие для поддувала, и вставляет в него трубу, прихватывает ее края сваркой.

Заводит смесь из цемента и песка, раскладывает ее между корпусом и опалубкой. Выравнивает поверхность мастерком, и оставляет застывать на пару дней.

Затем, при помощи ленточной пилы нарезает из прутка девять одинаковых заготовок для решетки.

Два тонких прутка выкладывает по краям и приступает к сварочным работам.

Затем проваривает вторую сторону, и крепит ножки.

Цемент в корпусе застыл, автор удалил из него опалубку и примеряет решетку.

Затем из стальной пластины вырезает прямоугольник, и на сверлильном станке делает несколько отверстий в нем. Вроде бы все подходит.

Промазывает периметр отверстия поддувала силиконом и устанавливает решетку.

Все готово, можно подключать поддув и разжигать угли! В качестве нагнетателя воздуха можно использовать обыкновенный советский пылесос, работающий на выдув.

Прогревается заготовка из арматуры достаточно быстро, к сожалению, автор не измерил достигнутую температуру пирометром.

Все отлично прогревается, но наружная часть кожуха остается практически холодной на ощупь.

Спасибо автору за интересную идею по способу создания кузнечного горна!

Источник

Этот пост может содержать партнерские ссылки. Это означает, что я зарабатываю небольшую комиссию за ссылки, используемые без каких-либо дополнительных затрат для вас. Дополнительную информацию смотрите в моей политике конфиденциальности.

горн, газовый баллон, кузнец, статья, фото

Изготовление и установка горелки в закрытый газовый горн

Рассмотрим два варианта – смастерить горелку «с нуля», используя рекомендации домашних мастеров с опытом, либо применить готовую конструкцию, приспособив/видоизменив некоторые её характеристики. Необходимо отметить, что в первом случае следует обладать весьма высокой квалификацией, а также иметь опыт настройки и, как минимум, ремонта подобных устройств. Иначе дело может окончиться взрывом, ожогами, и прочими неприятностями.

Проще всего для горна изготовить шаровую горелку, которая относится к группе топливосжигающих узлов с тангенциальным подводом факела к рабочему пространству горна. Такая горелка состоит из следующих деталей:

  1. Конфузионного раструба из жаропрочной из стали типа Х18Н9Т.
  2. Стального трубчатого корпуса, имеющего форму двойного усечённого конуса.
  3. Газоподводящей головки.
  4. Воздухоподводящей головки.
  5. Устья.
  6. Регуляторов количества газовоздушной смеси.

Для изготовления такой горелки необходимы: трубы на 1,5 дюйма, листовая заготовка толщиной не менее 1,2 мм под конфузор, два штуцера и три фланца – под соединение элементов. Сварную конструкцию лучше выполнять из жаропрочной стали, при этом сварку необходимо производить под флюсом или используя инертный газ. Как воздухо- и газоподводящие трубы можно использовать рукава высокого давления, диаметры которых будут соответствовать присоединительным размерам корпуса. Необходимы также фиксирующие хомуты и качественные уплотнения из бензомаслостойкой высокотемпературной резины. Все остальные элементы соединяются при помощи резьбы.

Горн с самодельной газовой горелкой

На некоторых сайтах встречаются рекомендации по изготовлению корпуса горелки способом вальцовки трубчатой заготовки. Но при больших давлениях струи пластическое упрочнение материала может привести к возникновению зон внутренних напряжений, которые при пуске горелки часто становятся причиной трещинообразования металла корпуса.

Вариант с установкой горелки от б/у газовой плиты значительно проще. Предварительно потребуется определить затраты топлива, необходимые для быстрого нагрева металла под ковку. Подбирая готовую конструкцию, устанавливают мощность основного агрегата (котла, плиты и т.п.), для которого устройство применялось. Произведение этого значения на КПД (для газа это – 0,89…0,93) даёт искомое значение мощности W.Немного сложнее установить расход газа Т. Алгоритм расчёта следующий:

  • Выясняется теплотворная способность топлива Q (для пропана можно принять 3600 кДж/м3);
  • Используя формулу Т = 3,6W/Q, определяется расход.
  • По результатам расчёта подбирается вся необходимая запорно-регулирующая арматура: клапаны, тройники, уплотнительные кольца и т.д.

Установку горелки в горн для ковки своими руками производят следующим образом. Вначале в подготовленное футеровочное отверстие вставляют конфузор, к нему через листовую прокладку из жаропрочной стали присоединяют устье горелки. К нему прикрепляют само изделие, и ввинчивают трубки для подачи воздуха и газа. Проверяют эффективность действия регуляторов, после чего производят пробный пуск газа от баллона или стационарной сети. Все работы необходимо проводить при хорошо проветриваемом помещении. При малейшем запахе газа установочные работы прекращают, и выясняют источник вероятных утечек.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Инжекционную (без наддува вентилятором) сделать тоже можно, но она не экономичная и трудноуправляемая.

Покупать горновую “горелку” инжекционную ли, наддувную ли, у кого то за денги – бох не велит. Её себестоимость – копейки.

На внутр.объём камеры горна.На толщину и материал футеровки камеры.На то, какой газ будет применяться: сетевой или сжиженный в баллонах.

Конфигурация и размеры образуемого горелкой факела значения не имеют никакого.Как только камера горна разогреется до t, несколько превышающей t самовоспламенения пропана – функции горелки сводятся только к приготовлению смеси газа и воздуха в надлежащей пропорции.

Наддувная лучше инжекционной.Отпадает ряд головоломок с давлением, потребным колич.воздуха, внутр.сопротивлением горелки и печи, смешиванием, проскоком пламени.

С наддувом есть , работает более менее нормально.

Источник: ledsshop.ru

Стиль жизни - Здоровье!