Самодельный горн для кузницы. Делаем кузнечный горн в домашних условиях. Изготовление кузнечного горна

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.

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

Классификация видов кузнечных горнов

Она может быть произведена по следующим основным показателям:

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

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

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

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

Конструкция кузнечного горна

Для создания более благоприятных условий работы кузнеца целесообразнее строить закрытые горны. Они, хотя и несколько сложнее в изготовлении, зато отличаются более высокой эффективностью, и обеспечивают равномерный нагрев заготовок, в частности, круглого или прямоугольного поперечного сечения. Открытые горны остаются для кузниц художественной ковки незначительной по своим размерам продукции.

Кузнечный горн закрытого типа состоит из следующих элементов:

1. стальной опорной рамы со стойками;
2. пода;
3. футеровки;
4. шиберной заслонки;
5. вентилятора;
6. дымоотводных труб.

Если при ковке необходимо нагреть металл не полностью, то в заслонке выполняются технологические отверстия. Они снабжаются закрывающимися глазками, необходимыми для того, чтобы снизить потери топлива, и ускорить процесс нагрева.

При обустройстве мастерской экономично оборудовать кузнечный горн простейшим рекуператором – узлом, повышающим температуру отводимых печных газов. Горны с рекуператорами имеют более высокий КПД, а выделяющееся тепло может быть использовано, например, для печи, производящей последующую обработку кованых изделий – их кузнечную сварку, воронение и пр.

Этапы изготовления самодельного горна

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

Напряжённость пода Н связана с производительностью горна N простым соотношением:

где F – площадь пода.

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

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

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

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

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

Изготовление опорной рамы

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

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

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

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

Изготовление пода и свода

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

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

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

Я увлекаюсь кузнечным делом и уже долгое время хотел привнести его частичку в свой пригородный гараж. После просмотра нескольких тематических видео я понял, что нужно делать, но не нашел никаких пошаговых инструкций на эту тему, поэтому решил записать для вас как сделать кузнечный горн своими руками.

Время сборки мини горна своими руками от начала до конца — около часа с половиной.

Шаг 1: Сбор необходимых вещей

Вам понадобится:

• Жестяная банка
• Деревянный брусок
• Соединитель для труб — 1.5 * 5 см
• Два Г-образных кронштейна
• Два винта по дереву, чтобы закрепить кронштейны на деревянном бруске
• Пара небольших металлических винтов с шайбами и гайками, чтобы закрепить банку на кронштейнах
• Песок
• Гипса
• Большой мешок для смешивания гипсы и песка
• Обычная пропановая горелка с насадкой для спиралевидного потока газа
• Защитные очки
• Огнетушитель — на всякий случай

Шаг 2: Подготавливаем банку

Просверлите два отверстия на расстоянии примерно 1,5 см от каждого края банки.

На противоположной от отверстий стороне, примерно на расстоянии 2-3 см от задней части банки, просверлите отверстие в 1,5 см для соединителя для труб, под небольшим нисходящим углом.

Шаг 3: Прикрутите кронштейны к деревянному бруску

Замерьте расстояние между отверстиями в банке и соответственно ему прикрутите кронштейны к дереву.

Шаг 4: Закрепите банку на кронштейны

При помощи винтов с шайбами и гайками накрепко закрепите банку на кронштейнах.

Шаг 5: Проденьте в банку соединитель для труб

Просто вкрутите его внутрь, всё должно смотреться как на фото: ссылка . Постарайтесь продумать положение трубки так, чтобы, когда через неё начнёт поступать огонь горелки, он не упирался в стенки сосуда, а плавно выходил из трубки и закручивался в банке — это позволит повысить эффективность плавильной установки.

Шаг 6: Создаём жаропрочный наполнитель

Смешайте в равных пропорциях гипсу и песок, добавьте воды столько, чтобы добиться консистенции влажной глины. Мы использовали пластиковую кружку на 350 мл и по нашему опыту для большой жестяной банки советуем смешать по 3 кружки песка и гипсы и добавить в смесь 1 — 1.5 кружки воды.

Нужно работать очень быстро, так как смесь начинает мгновенно схватываться и твердеть.

Плотно набейте банку на 3\4 её объема, а затем проделайте посередине отверстие радиусом около 4 см (например, при помощи ложки), оставляя стенки толщиной около 2 см. Выберите более широкую полость у задней (нижней) части банки, чтобы создать лучшую зону удержания тепла.

При помощи задней части ложки или другого тонкого предмета очистите торчащий соединитель для труб от смеси песка и гипсы. Очистите все поверхности при помощи влажной салфетки и дайте смеси постоять около 30 минут.

Позже я придумал, что можно было набить соединитель для труб бумагой, а для создания отверстия в банке использовать трубку из-под туалетной бумаги и набить жаропрочную смесь вокруг неё, а затем вся бумага просто сгорит при первом прокаливании.

Привет человечество, сегодня я расскажу, как сделать кузнечный горн с температурой до 1100 градусов Цельсия. В кузнице горн применяется для разогрева металла перед ковкой, цементирования и других операций термообработки. При работе с металлом он практически всегда необходим. Горн будет угольный, так ближе к природе. К тому же он очень напоминает исторический горн, который использовали наши предки. А главное он будет простой, как в изготовлении, так и в использовании.

Нам понадобятся следующие материалы:

• Огнеупорный кирпич. Самые распространенные огнеупорные кирпичи – это красный и шамотный. Хоть я и использовал красный, рекомендую брать второй. Так как он выдерживает большие температуры, а красный со временем может растрескаться и сломаться. Нужно всего 12 кирпичей.
• Шамотная глина. Подойдет любая огнеупорная глина. Но шамотная самая распространенная. Я купил мешок сорок кг, но этого слишком много. Хватит и десяти. Идеально взять двадцать кг, чтобы если что была глина замазать трещины, изготовить литьевые формы и т.д.
• Строительный песок. Если он у вас не новый, как у меня, его необходимо просеять через специальную решетку.
• Железная труба диаметром 25-30 мм.

Камера горна

Приготовим глину

Пара слов о самой подаче воздуха

Немного об использовании горна

Розжиг горна

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.

1. Встаньте прямо, ноги на ширине плеч. Опустите правую руку, согните ее в локтевом суставе.
2. Пусть напарник замерит расстояние от локтя до земной поверхности. Прибавьте пять – семь сантиметров. Это и будет высота стола.
3. Возьмите в правую руку клещи (желательно большого размера). Напарник должен замерить расстояние от живота до концов губок инструмента.
4. Прибавьте 10 – 12 сантиметров. Это будет одна вторая длины диагонали стола.
5. 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.