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

Газовый горн

Также бытовой газ содержит частицы кремния, серы и фосфора, которые могут негативно сказываться на металле. К примеру, сера только испортит сталь при контакте, изменив ее эксплуатационные преимущества в недостатки. А это может привести к существенным финансовым потерям.

Учитывая перечисленное, самодельный газовый горн для ковки может работать на бытовом газе только при условии его предварительной очистки от серы. Для этого газ нужно пропустить через емкость с нафталином, который заберет в себя все лишнее. Также желательно ковать на голубом топливе только декоративные элементы, а не детали, которые в дальнейшем будут подвергаться большим нагрузкам.

Кузница

Творческие люди, занимающиеся оформительными работами, зачастую проявляют желание использовать в своих декорациях металлические детали ручной работы. Изготовить такие элементы можно в кузне, имея нужные навыки и материалы.

Довольно тонкий листовой металл можно чеканить, гнуть и пытаться штамповать даже без нагрева. Однако толстую заготовку можно обработать только при высоких температурах. А уж изготовить что-то из углеродистой стали под силу только мастерам кузнечного дела.

При наличии в мастерской очага, а также наковальни можно не обращать внимания на толщину заготовки. При раскаленном до тысячи градусов состоянии такой металл будет гнуться, плющиться и коваться подобно пластилину. Самое главное в этой работе — правильно построенный горн, способный разогреть металл до нужной температуры.

Сделать такой горн своими руками возможно будет под силу не каждому, но для человека, знакомого с устройством и принципом работы данного приспособления это не должно составить особого труда. Бывалые мастера кузнечного ремесла утверждают, что самую простую кузницу можно изготовить из 6 кирпичей.

Нагрев заготовки в кузнечном горне

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

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

Чертеж кузнечного горна.

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

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

Как работает устройство

Перед тем как соорудить кузнечный горн, необходимо определиться с его типом. Горн закрытого типа обладает камерой для разогрева заготовки. Данная модель считается наиболее экономичной по расходам топлива. Но в таком случае заготовки ограничены в размере.

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.

Чтобы суметь соорудить горн самодельный без потери его качества работы и при этом сэкономить средства, следует разобраться в принципе его функционирования. Устройство основано на значительном повышении температуры за счет химического метода горения углерода.

Данный процесс дает высокий энерговыход и уже многие века применяется для выплавки различных металлов. Чтобы вагранка не позволила материалу сгореть, следует подавать в нее кислорода немного меньше, чем нужно для полного окисления, в противном случае изделия будут слишком хрупкими, а соотвественно, прослужат всего лишь несколько лет.

Закрытая модель газового горна

Основное отличие от открытой разновидности в том, что такой горн обличен в корпус, как правило, в виде куба и имеется принудительная вытяжка. Корпус обычно делается из огнеупорных кирпичей с металлической крышкой, переходящей в вытяжку. Размеры закрытых горнов невелики, для домашнего использования он не превышает 80х100см. В передней панели нужно будет вставить дверцу.

В боковой стене предусматривается отверстие для монтирования газовой горелки. Важным условием является установка принудительной вытяжки (с каналом 30х30см), для этого часто используют двигатели от старого пылесоса, печи обогрева автомобиля и т.д.

Особенности бытового кузнечного горна

Из-за высокой стоимости плавильных установок не каждый пользователь может купить подобное оборудование специального назначения. Для бытовых нужд собрать газовый кузнечный горн своими руками несложно при условии правильного определения формы, мощности и устройства системы наддува. Бытовую простейшую кузню для художественной ковки или литья из цветного металла можно собрать из нескольких шамотных кирпичей и листовой стали.

Сделать горн в домашних условиях для работы с черным металлом не представляет сложности. Изготовить простейшую конструкцию можно из металлической емкости, в боковой части которой необходимо сделать отверстие под газовую горелку. Систему подачи топлива можно собрать из отрезка трубы и муфты, для опорной конструкции под емкость подойдут длинные болты. Футеровка газового очага выполняется методом засыпки раствора из алебастра или гипса, песка и воды.

Горн необходимо оснащать защитным кожухом, керамической трубкой или подходящей по размеру бутылкой. После выполнения футеровки и сверления отверстия для подачи газа, приспособление устанавливается в удобном месте, но на расстоянии от легковоспламеняющихся материалов. К преимуществам конструкции относится возможность перемещать печь, регулировать степень нагрева заготовки, что особенно удобно в процессе работы с разным ковочным материалом.

Обрамление стенок

Этот горн получится небольших размеров, его внутренние габариты составляют лишь 12 х 18 х 24 см. Но для моей работы этого вполне достаточно. Из-за небольших размеров для стенок понадобилось лишь три кирпича, и мне осталось лишь приварить по углам металлические уголки.

Регулировка работы горелки

Внимание! Последующие работы являются пожаро- и взрывоопасными, т. к

проводятся с открытым огнём и горючим газом — пропаном. Они должны выполняться с неукоснительным соблюдением норм «Пожарной безопасности» и следующих требований:

  • все работы проводить в хорошо проветриваемом помещении;
  • удалить (надёжно обесточить) всё искрообразующее оборудование;
  • рабочее место должно быть подготовлено для работы: всё лишнее следует убрать не только с рабочего верстака, но и с пола, обеспечив свободные пути прохода при форс-мажорных обстоятельствах;
  • подготовить:

    • первичные средства пожаротушения горючего газа;
    • медицинскую аптечку для оказания первой помощи.

Регулировка пламени горелки осуществляется в следующей последовательности:

  • открыть вентиль на источнике топлива, подать газ в горелку и зажечь его;
  • постепенно продвигать трубку насадки в сторону перекрытия четырёх воздухозаборных отверстий и добиться устойчивого горения. Дополнительно следует осуществлять регулировку пламени горелки изменением подачи газа. Получив пламя нужной интенсивности и формы, следует положение трубки и насадки зафиксировать винтом-зажимом (на рисунке – 4).

Такая горелка будет устойчиво работать и давать ровное пламя, достаточное для разогрева небольших деталей до необходимой температуры.

Это интересно: Открываем кузнечный цех с ручным оборудованием для художественной ковки: кратко и понятно

Отверстие для горелки

Определите место, в которое будет входить горелка. Многим нравится, когда вход расположен сверху, а пламя направлено вниз. А некоторые предпочитают, чтобы было несколько горелок. Я же выбираю экономный подход, и еще люблю, когда то, что я делаю, выглядит хорошо. Поэтому мне больше всего нравится одна горелка в задней части горна с пламенем, направленным вверх. Установите на дне кирпичи и нарисуйте круг в месте, где вы выбрали расположение горелки. По периметру нарисованного круга сверлом по бетону проделайте множество отверстий. Сначала высверливайте отверстия не до конца и, сделав круг, продолжайте снова, добавив движения из стороны в сторону, чтобы пробить кирпич насквозь и объединить соседние отверстия. Если не торопиться, то вырез может получиться относительно ровным. Обведите отверстие на металлическом дне, и вырежьте его при помощи газового (плазменного) резака.

Конструкция канала подвода газа в горелке

Канал подвода газа представляет собой медную или латунную трубку следующих размеров:

  • наружный диаметр 6 мм;
  • толщина стенки не менее 1 мм.

На эту трубку устанавливаются:

  • с одной стороны — газовый вентиль со шлангом, который идёт к источнику газа (магистральному трубопроводу, баллону и т. д.);
  • с другой стороны — монтируется ниппель от примуса. При этом необходимо выполнить следующее:
    • заточить на конус рабочую часть ниппеля;
    • внутри трубы нарезать резьбу М5 и завернуть в неё ниппель (он уже имеет штатную наружную резьбу М5).

Принцип работы

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

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


Как выглядит газовый кузнечный горн сделаный своими руками

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

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

Принцип работы

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

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

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

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

Полезные советы

  1. Вырезание в задней стенке горна небольшого отверстия улучшит вентиляцию. Помимо этого, такой вырез позволяет разогревать металлические заготовки большой длины.
  2. Кузнечный горн размещают на специальной металлической подставке или столике, который делает работу с ним более удобной. Высота подбирается мастером индивидуально.
  3. Если кузнечная мастерская работает с заготовками разных размеров и форм, то целесообразно устанавливать сразу несколько горнов разных габаритов. Размещают их поблизости друг от друга, а при помощи гибких шлангов подводят газ и воздух. Такое конструктивное решение позволяет быстро переподключать горелки.
  4. На каждом газопроводе должна располагаться запорная арматура. С этой целью чаще всего используют обычные вентили — они обеспечивают более плавную регулировку, в отличие от шаровых аналогов.

Главное в создании кузнечного горна своими руками — представлять принцип работы, правильно подобрать необходимые материалы и соблюдать технику безопасности. Такое оборудование создается мастерами исходя из личных предпочтений, пожеланий и требований, что предоставляет широкий простор для деятельности.

Конструкция горелки

Стандартная самодельная горелка функционирует таким образом. Под давлением по специальному шлангу из баллона подаётся газ. Чаще всего в качестве такого газа используется пропан. Объём подаваемого газа изменяется расположенным на баллоне регулирующим рабочим краном. Поэтому установка дополнительного понижающего редуктора не требуется.

Запорный кран располагается за основным вентилем и крепится на газовом баллоне. Он используется для открывания или закрывания подачи газа. Все остальные регулировки (длину и интенсивность пламени) самой горелки осуществляют с помощью, так называемого, рабочего крана. Подводящий газовый шланг, по которому происходит подача газа, подключен к специальной насадке. Она завершается ниппелем. Он позволяет задавать величину (длину) и интенсивность (скорость) пламени. Ниппель совместно с трубкой помещают в специальный вкладыш (металлический стакан). Именно в нём происходит создание горючей смеси, то есть обогащение пропана кислородом атмосферного воздуха. Созданная горючая смесь под давлением поступает через сопло в область сгорания. Для обеспечения непрерывного процесса горения в сопле конструктивно предусмотрены специальные отверстия. Они выполняют функцию дополнительной вентиляции.

На основе такой стандартной схемы можно разработать собственную конструкцию. Она будет состоять из следующих элементов:

  • корпуса (обычно его изготавливают из металла);
  • редуктора, который крепится на баллон (применяют готовый прибор);
  • форсунки (изготавливают самостоятельно);
  • регулятор подачи топлива (по выбору);
  • головка (форма выбирается исходя из решаемых задач).

Корпус горелки изготавливается в форме стакана. В качестве материала применяют обыкновенную сталь. Такая форма позволяет обеспечить надёжную защиту от возможного задувания рабочего пламени. К корпусу крепят рукоятку. Она может быть выполнена из различного материала. Самое главное, чтобы она обеспечивала удобство при работе. Предыдущий опыт показывает, самая оптимальная длина такой ручки находится в интервале от 70 до 80 сантиметров.

Устройство газовой горелки

Сверху крепится деревянный держатель. В его корпус помещают шланг подачи газа. Это позволяет придать конструкции определённую прочность. Длина пламени может осуществляться двумя регулировками. С помощью редуктора, расположенного на газовом баллоне, и вентиля, установленного на трубке. Розжиг газовой смеси производится благодаря специальной форсунке.

Немного об использовании горна

Я использовал его для ковки и литья. Он за считанные секунды плавит алюминий и другие цветные металлы. Получилось отлить некоторые детали, используя пенопластовые формы в песке и глиняные формы. Плавил алюминиевые банки в специальном тигиле. Далее расплавленный метал отливал в песчаные и гипсовые формы.

Он хорошо подходит для ковки ножей или каких-нибудь небольших металлических изделий. Про изготовление ножей из напильников речь пойдет в моей следующей статье.

На одном из фото видно разогретую поковку, правда, цветопередача совсем не та. Из-за яркого солнца по цвету невозможно определить температуру заготовки. Поэтому раньше в кузницах был полумрак. Вот видео работы горна.

Закрытые горны

Конструкции закрытых кузнечных газовых горнов отличаются, как мы уже говорили, в первую очередь видом тяги. Она осуществляется принудительно через установленный над горном зонт при помощи вентилятора. В качестве вентилятора используются любые подходящие конструкции: от узлов автомобильных «печек» до старых бытовых пылесосов. На последние, правда, приходится ещё устанавливать заслонку для регулировки интенсивности воздушного потока. Кстати, этот вариант, по мнению некоторых специалистов, предпочтительнее, так как обеспечивает более качественное проветривание помещения.

Предлагаем вашему вниманию несколько вариантов конструкций газовых кузнечных горнов, которые можно построить своими руками.

Твердотопливный горн

При необходимости разового использования горна можно соорудить очаг прямо на земле, предварительно выкопав неглубокую яму, стенки которой обложить огнеупорным кирпичом. Такой кирпич отлично подойдет для разогрева металла с использованием твердого топлива. Альтернативным материалом может служить толстая стальнаяя пластина (не менее 5 мм). В таком горне также потребуется установить решетку из колосников (материалом послужит сталь или чугун). Вместо решетки можно установить стальную трубу для подачи воздуха:

  1. Торец трубы необходимо плотно заварить.
  2. В зоне горения болгаркой прорезать щелевые пазы (через них воздух будет разгонять жар).
  3. Разместить трубу в центре готовой конструкции.

Для того, чтобы горн получился мобильным и простым, необходимо сварить металлический каркас и стальную столешницу. Интересным решением будет использование в качестве такой столешницы отслужившую свое старую газовую плиту. Духовка в ней послужит для размещения источника надува, а нижняя секция удобна для размещения в ней инструментов и приспособлений.

Индивидуальная конструкция

Стационарные модели горна следует изготавливать с учетом антропометрических данных мастера. Это необходимо для обеспечения максимального комфорта во время ковки, ведь раскаленный кусок железа весом в несколько килограмм представляет серьезную опасность и для мастера и окружающих. Самое главное в процессе работы — обеспечить себе максимальную безопасность и комфорт.

Чтобы правильно определить размеры рабочего места, необходима помощь второго лица. Итак, высота измеряется от пола до локтевого сгиба мастера, рука которого находится в расслабленном положении, а ноги стоят на ширине плеч. К полученной цифре нужно прибавить еще 5 см, что и станет оптимальной высотой для рабочего места.


Форма стола лучше всего квадратная для работы одного мастера, для деятельности с помощником можно сделать и прямоугольную. В случае квадратной формы, длина стороны определяется путем определения диагонали. Для этого помощнику нужно замерить длину от живота мастера до конца самых больших клещей в вытянутой руке. К полученному числу прибавляется еще 10 см и получается половина диагонали. Далее, по желанию можно просто умножить полученный результат на 1,414 или определить длину всей диагонали и решить уравнение из школьной программы C2 = a2+a2, где С — полученная диагональ, а — сторона стола.

Основные части

Механизм работы кузнечного горна довольно-таки простой. По конструкции горн напоминает печь с тремя перегородками и одной открытой стороной. Главная его функция — поддержание максимально высокой температуры внутри.

Устройство горна собственной сборки мало отличается от производственных приспособлений.

Классическая конструкция должна иметь:

  • огнеупорный стол;
  • очаг с колосником;
  • камеру устройства;
  • зонт;
  • воздушную камеру, вентиль и дренаж;
  • дымоход;
  • закалочную ванну;
  • отверстие для подачи заготовок;
  • воздуховод для подачи кислорода;
  • газовоздушную камеру;
  • горнило съемное.

Выводы и полезное видео по теме

Особой популярностью пользуется инжекционная горелка, разработанная Александром Кузнецовым. В этом видео-ролика он рассказывает из чего состоит конструкция и как ее собрать:

Пример работы инжекционной горелки:

Правильно спроектированная и изготовленная своими руками в точности с требованиями, инжекционная горелка станет надежным помощником на длительное время. Это устройство заменит дорогостоящие инструменты заводского изготовления. С его помощью можно решить многие бытовые проблемы, не прибегая к помощи профессионалов.

Хотите рассказать о том, как собирали инжекционную горелку для кузнечных работ собственными руками? Располагаете полезной информацией по теме статьи? оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий

Adblock
detector