По завершении работ все составные элементы конструкции соединяются вместе, формируя единое устройство. Теперь можно перейти к первому испытательному запуску. Самодельный горн для ковки можно оборудовать различными дополнительными приспособлениями, которые значительно повысят уровень комфорта при работе с ним.
Простой самодельный кузнечный горн
Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня я поделюсь с вами процессом создания кузнечного горна, способного достигать температуры до 1100 градусов Цельсия. В кузнице горн служит для разогрева металла перед его ковкой, а также для проведения процедур цементирования и других операций термообработки. Поскольку работа с металлом требует высокой температуры, наличие горна становится практически обязательным. В этом проекте мы будем использовать угольный горн, что closer to nature. Кроме того, угольный горн в значительной степени напоминает устройства, которые использовали наши предки. Важно отметить, что он будет достаточно прост как в процессе изготовления, так и в дальнейшем использовании.
- Огнеупорный кирпич. Среди распространённых вариантов огнеупорных кирпичей выделяются красный и шамотный. Несмотря на то, что я использовал красный кирпич, я настоятельно рекомендую выбирать шамотный, так как он способен выдерживать более высокие температуры. Красный кирпич со временем может стать треснутым или даже сломаться. Для постройки горна вам понадобится всего 12 кирпичей.
- Шамотная глина. Вам подойдет любая огнеупорная глина, однако шамотная является наиболее популярной. Я приобрёл мешок весом 40 кг, но вы можете смело обойтись и 10 кг, так как 20 кг — это оптимальный вариант: жен на случай, если нужно будет заделать трещины, изготовить литьевые формы и так далее.
- Строительный песок. Если у вас есть использованный песок, его следует просеять через специальную решетку, чтобы избавиться от посторонних включений.
- Железная труба диаметром 25-30 мм.
Также потребуются некоторые инструменты и вспомогательные материалы (ведро, перчатки, ножовка по металлу и другое), о которых я расскажу позднее.
Камера горна
Сначала давайте разберемся, как будет выглядеть наш горн. Я наглядно расположил все кирпичи так, как они будут размещены в готовом горне. Вентиляция будет боковая. Кислород будет подводиться к камере горна через железную трубу, одну сторону которой нужно будет подпилить под углом 45 градусов. Хотя я так и не сделал этого, я рекомендую это сделать. Давайте вставим её в камеру тоже под углом. На изображениях показано, как размещать кирпичи вместе с глиной.
Приготовим глину
Для замеса я использовал ведро объемом девять литров. Смешивайте глину и песок в пропорции 1:1. Затем добавьте чистую воду. Замесите глину до нужной консистенции. У вас должен получиться небольшой шарик, который нужно положить на одну ладошку, а другой начать придавливать. Трещины должны появиться уже при сжатии наполовину. Консистенция глины должна напоминать… ну, скажем так, не важно, как именно.
Обильно смажьте глиной все места соединений кирпичей, а также внутренние и внешние части. Это позволит дольше сохранять тепло в камере горна. Особое внимание уделите месту соединения железной трубы с кирпичами. Кирпич, который будет служить задней стенкой, можно оставить подвижным. Это даст возможность отодвинуть его и работать с длинными заготовками. Из верхних кирпичей я прикрепил глиной только крайний, чтобы горн можно было использовать и в открытом, и в закрытом состоянии.
Кроме этого, для лучшего регулирования подачи воздуха вы можете модернизировать трубу, разрезав её посередине и нарезав резьбу с обеих сторон. После этого в ту часть, что находится в горне, вкрутите сантехнический тройник с краном, похожим на следующий:
Открывая кран, вы сможете регулировать подачу воздуха. Но, честно говоря, я и это не предусмотрел.
Шаг 1: Сбор необходимых вещей
- Жестяная банка
- Деревянный брусок
- Соединитель для труб — 1.5 * 5 см
- Два Г-образных кронштейна
- Два винта по дереву для крепления кронштейнов на деревянном бруске
- Пара небольших металлических винтов с шайбами и гайками для крепления банки на кронштейнах
- Песок
- Гипс
- Большой мешок для смешивания гипса и песка
- Обычная пропановая горелка с насадкой, обеспечивающей спиралевидный поток газа
- Вода
- Защитные очки
- Огнетушитель для безопасности
Шаг 2: Подготавливаем банку
Сверлите два отверстия, расположенные на расстоянии примерно 1,5 см от каждого края банки.
На стороне, противоположной отверстиям, просверлите отверстие диаметром 1,5 см для соединителя труб, под небольшим нисходящим углом и на расстоянии 2-3 см от задней части банки.
Горны на угле
Горны, использующие уголь в качестве топлива, отличаются простотой конструкции и удобством в эксплуатации. Конструкция горна данного типа состоит из следующих рабочих частей:
- Крыша и стенки. Для их возведения применяют кирпич, обладающий огнеупорными качествами, такие как шамот или динас.
- Гнездо. Это место, где непосредственно происходит нагревание рабочих заготовок.
- Зонт. Он состоит из откидных шторок и его основное предназначение — это улучшение естественной тяги в рабочем пространстве.
- Задняя стенка. В ней предусмотрены специальные отверстия для подачи воздуха.
- Воздушный кран. Он необходим для подачи воздуха в гнездо горна.
- Короб. Изготавливается из жаропрочной стали и соединяет входное отверстие с гнездом.
- Закалённая емкость. Она может быть выполнена из кирпича или стали, её задача — снижение температуры рабочих заготовок после термической обработки, что предотвращает образование термотрещин.
- Дымоход. Через него выводятся продукты сгорания.
Следует отметить, что недостатком твердотопливного горна является сложность разжигания. Этот процесс особенно затруднён, когда горн длительное время не использовался. Кузнец должен иметь определённые навыки, чтобы успешно выполнить эту задачу.
Подготовка горна к эксплуатации должна происходить в следующей последовательности:
- очистить гнездо от остатков золы и сгоревших углей;
- промыть дымоход и каналы, по которым проходит воздух, с помощью сжатого воздуха, используя, например, обычный пылесос;
- насыпать немного угля на дно гнезда горна, при этом необходимо убедиться, что нижнее отверстие коробки остаётся открытым;
- для облегчения процесса розжига рекомендуется положить на поверхность угля немного ветоши, смоченной жидкостью для розжига. В качестве альтернативы можно использовать древесные опилки;
- как только уголь хорошо разгорится, добавляйте уголь небольшими порциями;
- после этого откройте кран подачи воздуха и установите его в центральное положение;
- как только уголь начнёт гореть, можно увеличить интенсивность подачи воздуха;
- при появлении корки на угле можно начинать прогревать рабочую заготовку и готовить её к работе.
Температура под коркой выше, чем на её поверхности, поэтому заготовку следует помещать под корку. Если корка превышает 5−10 мм толщиной, её стоит разрушить, поскольку это снижает теплопроводность.
Устройства, работающие на газе
Одной из ключевых отличительных характеристик газовых горнов является то, что они существенно легче подготавливаться к работе, чем кузнечные горны на твердом топливе.
Конструкция газовых горнов состоит из следующих элементов:
- Камера. Изготавливается из огнеупорного материала и снаружи обкладывается жаропрочной сталью.
- Передняя заслонка. Подъём заслонки осуществляется с помощью противовеса или шарниров. Для обеспечения визуального контроля за процессом внутри камеры, в одной из её стен устанавливается небольшое смотровое окно.
- Под. Он изготовляется из шамотного кирпича, обладающего жаростойкими свойствами.
- Горелка. Можно использовать горелки нескольких типов. При выборе типа горелки основным фактором является вид газа, который будет использоваться. Например, если в качестве топлива применяется пропан-бутан, используется диффузная горелка, которая обеспечивает равномерность нагрева рабочей заготовки с минимальным количеством угара.
- Смесительный редуктор. Он служит для обеспечения входа воздуха в газовую смесь в баллоне.
- Сопло. Форма сопла зависит от формата заготовок, которые будут применяться в процессе работы.
- Решетка колосников. Она повышает тягу и собирает золу.
- Вентилятор. Он нагнетает воздух к горелке.
Для работы газовых кузнечных горнов необходимо наличие источника энергии. Поэтому такого рода горны применяются при нагревании заготовок большой длины до температуры ковки. Процесс нагрева в их случае происходит значительно быстрее.
Работа газовых горнов возможна при соблюдении следующих правил безопасности:
- помещение кузницы должно периодически проветриваться для предотвращения скопления газа;
- нельзя размещать около горна устройства, содержащие кислород или смеси, содержащие его;
- необходимо проверить завершение сжигания газа с использованием газоанализатора перед новым запуском горна.
Только при строгом соблюдении правил безопасности использование газового горна будет оправдано.
Принцип работы
Даже человек, не обладающий кузнечными навыками, способен выйти на уровень построения небольшого горна из шести кирпичей. Такое устройство можно просто использовать вместе с обычной паяльной лампой. Два из шести кирпичей размещают вертикально на земле, формируя дно. Ещё два ставят на ребро — они будут служить стенками. Важно расположить их так, чтобы они как можно плотнее соприкасались друг с другом. Это минимизирует потери тепла. Последние два кирпича укладывают сверху, создавая свод.
- Изготавливаем колосники из стальной полосы толщиной 4 мм.
- По бокам располагаем две полудюймовые трубки.
- Затем помещаем готовые колосники на трубки, чтобы горячий воздух мог пассажировать между ними.
Затем рядом с очагом нужно разместить газовую горелку, защитив её от рабочей зоны асбестовым экраном, сделав в нём отверстие для потока огня, а нужную температуру можно регулировать краном горелки газа.
Твердотопливный горн
Если вам потребуется горн для разового использования, вы можете соорудить очаг прямо на земле. Для этого выкопайте неглубокую яму и обложите стенки огнеупорным кирпичом. Такой кирпич прекрасно подойдет для разогрева металла при использовании твердого топлива. Альтернативным вариантом может выступить толстая стальная пластина (не менее 5 мм). В таком горне также обязательно установите решетку из колосников (материалом могут выступать сталь или чугун). Вместо решетки можно использовать стальную трубу для подачи воздуха:
- Торец трубы должен быть плотно заварен.
- В зоне горения прорежьте щелевые пазы с помощью болгарки (через них воздух будет разгонять жар).
- Поместите трубу в центр конструкции.
Для создания мобильного и простого горна необходимо сварить металлический каркас и стальную столешницу. Использование старой газовой плиты в качестве такой столешницы может быть интересным решением. Духовка будет идеальным местом для установки источника вентиляции, а нижняя секция станет удобным пространством для хранения инструментов и материалов.
Как устроен горн
Промышленный горн имеет несколько отличий в конструкции по сравнению с самодельным. Прежде чем приступать к его изготовлению, необходимо изучить его основные компоненты:
- Воздух через сопло (или фурму) поступает в камеру.
- Огнеупорные кирпичи позволяют поддерживать необходимую температуру.
- Колосники удерживают топливо над воздушной камерой.
- Источник топлива помещается в горновое гнездо.
- Другие кирпичи формируют каркас устройства.
- Воздух в горн подается вентилятором.
- Каркас обычно изготавливается из металла.
- Воздушная камера.
- Зольник.
- Труба воздуховода.
- Кожух.
Определённо, чтобы все вышеперечисленное удачно реализовать, простому человеку не хватит специализированных знаний и финансовых ресурсов. Тем не менее, упрощённый вариант устройства вполне реально собрать собственными силами.
Горн из кирпичей: простой закрытый вариант
Производство временной кузницы не требует особых усилий и может быть выполнено из подручных средств. Вам понадобятся:
- шесть огнеупорных кирпичей;
- лама паяльная;
- самодельная решетка (колосниковая), выполненная из стальных полос толщиной не менее 3 мм.
Работы обязательно следует проводить в заранее определённом щадящем пожаробезопасном месте. Последовательность действий должна быть следующей:
- Уложите два кирпича для формирования нижнего слоя.
- Затем по ним укладываются две обрезанные водосточные трубы, на которые ставится решетка так, чтобы между ней и кирпичами оставался зазор.
- Решетку целесообразно немного отогнуть на поперечные рейки, что поможет легко захватывать пламя разогретой паяльной лампы и направлять его вверх.
- Затем помещаются два боковых кирпича, формируя стенки.
- Далее аналогично укладываются два оставшихся кирпича сверху.
- На решетке насыпаются кокс или каменный уголь, перед горном ставится разогретая паяльная лампа. Пламя этой лампы разжигать угли и поддерживать дальнейшее горение. Основная задача — найти оптимальное направление пламени для достижения высокой температуры.
- На уровне безопасности лучше отгородить паяльную лампу от горна экраном, изготовленным из негорючего материала.
Изготовление деталей
Рабочей поверхностью служит стол, на котором будет размещаться очаг с топливом. Именно на этой поверхности разогреваются металлические заготовки. Обычно такая конструкция довольно тяжёлая. Изготавливать её легко: например, можно использовать металлическую крышку толщиной 4 мм.
Как создать решетку? Можно взять старую чугунную сковороду, но следует предварительно просверлить в ней несколько отверстий диаметром 10 мм. Как вариант, подойдёт колесный диск.
Когда закончите с решеткой, подгоните её, вставляя в отверстие стола. При необходимости кирпич можно немного подрезать (предварительно замочив его в воде). Высоту стола можно задавать произвольно, но желательно, чтобы она была на уровне пояса мастера.
Как использовать самоделку
Теперь самодельный горн практически готов. Важно освоить его использование:
- Ковка начинается с засыпания топлива на колосниковую область. Тем не менее, многие кузнецы поступают иначе: заготовки размещаются на углях, а сверху добавляется новый слой, чтобы создать свод температуры внутри угля.
- Разрешается использовать древесное топливо, но для этого нужно установить одно вертикальное кольцо на горне (высота 15 см, диаметр 20 см). Внутри кольца будут сделаны вертикальные вырезы с обеих сторон.
- Постепенно сгорая, древесные отходы будут падать вниз, в самой нижней части будет оптимально сохраняться температура для работы с металлическими изделиями. Если планируется использование больших заготовок, лучше увеличить рабочую поверхность, изготовив съемный столик нужного размера из уголков.
- Также над кузнечной мини-мастерской следует установить вытяжку — такая система может быть как куплена, так и изготовленная самостоятельно.
- Выбранную для ковки заготовку нужно зарыть в раскаленный уголь и удерживать до тех пор, пока она не приобретёт светло-оранжевый цвет (это знак достижение температуры около тысячи градусов). Не рекомендуется держать заготовки слишком долго, так это ухудшит их механические свойства, делая металл хрупким.
- Для ковки подойдёт молоток массой до одного килограмма. Работайте в защитных очках, чтобы избежать попадания горячей окалины в глаза.
- В качестве наковальни можно использовать любое тяжёлое металлическое устройство — кувалду или даже обломок рельса.
Самодельный горн подходит также для сварки — в этом случае детали нужно будет разогреть до белого каления (что составляет не менее 1300 градусов), а затем соединить их внахлест. При этом лучше применять низкоуглеродные стальные материалы.
На подобном оборудовании можно выполнить пайку. Для этого предварительно свяжите детали проволокой, покройте их бурой (или флюсом), затем поместите в горн, нагревая до температуры 900°. Это будет видно по оранжевому цвету металла. Осталось только внести в места пайки куски латуни и дождаться их расплавления.
При помощи этого самодельного горна можно изготовить решётки, щипцы для камина, декоративные дверные и воротные петли и даже подсвечники. Ассортимент изделий будет зависеть только от вашего мастерства и вдохновения.
Для более глубокой практики рекомендую ознакомиться с видео по созданию простого кузнечного горна:
