Ювелирное обозрение

Изготовление горна для собственной кузницы

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.

Кузнечный горн закрытого типа

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»

Динас – огнеупор со значительно более высокими огнеупорными характеристиками: до 1800 0 С, однако он более дорог. Материал по цвету светлее шамота, поскольку имеет повышенный процент кремнезёма. Он лучше выдерживает интенсивные теплосмены, поэтому горны, выложенные из динасового кирпича, долговечнее.

При кладке стоит напомнить, что в кладочном растворе обязательно должна присутствовать огнеупорная глина и измельчённый шамот/динас, в пропорции 60/40. Каналы под вентилятор и дымоходы отделываются по периметру стальными полосами или уголками.

Изготовление заслонки и футеровки производится по той же технологии, что и описанная выше. Для футеровки стоит принимать полосы или листы, имеющие рёбра жёсткости: это снизит теплоотдачу в окружающее пространство, а также поможет увеличить производительность нагрева.

После окончания работ конструкцию тщательно просушивают, после чего испытывают вентилятор для горна, и только затем производят пробный пуск. Длительность нахождения изделий в готовом горне можно сопоставить со значениями, приведенными в следующей таблице:

Время нагрева прутка в горне в зависимости от его диаметра

Диаметр нагреваемого проката, мм	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Ориентировочное время нагрева, мин	0,6	1,1	1,7	3,0	5,0	7,0	9,0	11,0	16,0	19,0

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

Изготовить кузнечный горн своими руками — далеко не самая сложная задача. При этом вы получите возможность в домашних условиях создавать шедевры из металла. Конечно, делать горн своими руками есть смысл только в том случае, если вы собираетесь работать с металлом, ковать некие изделия.

Что это?

Фото кузнечного горна

Кованые элементы активно используются в промышленности и обычном быту. Это могут быть как огромные сложные конструкции, так и простейшие маленькие поделки.

Чтобы иметь возможность ковать металл, необходимо наличие кузницы и устройства, которое будет разогревать металл до необходимой температуры в 1000-1300 градусов. Как этого добиться в домашних условиях? Правильно, нужно соорудить горн своими руками.

Устройство кузнечного горна как раз предназначено для нагрева металлических заготовок до высоких температур.

Горны имеют одинаковый принцип работы, а отличаются устройства только по типу используемого топлива. Это влияет на тип конструкции.

Современные кузнецы, предпочитающие работать в домашних условиях, используют кокс как топливо. Это обусловлено тем, что кокс обеспечивает высокую температуру при небольшом расходе, выделяет минимум отходов.

Нюансы самостоятельного изготовления

Как можно изготовить самодельный кузнечный горн? Для этого вам потребуются чертежи подходящей вам модели греющего устройства и помещение, где оборудование будет располагаться.

Горны отличаются по типам камер разогрева.

1. Закрытые камеры разогрева. Они наиболее эффективные, поскольку минимизируют затраты топлива, обеспечивая отличный нагрев заготовок. Но сами заготовки ограничены по своим размерам, поскольку зависят от габаритов камеры.
2. Открытые камеры разогрева. Такая конструкция предусматривает, что топлива насыпают на колосниковую решетку, а снизу обеспечивается подача воздуха. Заготовка из металла укладывается на горючее. Хотя расход топлива несколько больше, зато заготовки могут использоваться более крупные.

Как сделать кузнечный горн, дабы получить возможность ковать железо в домашних условиях? Рассмотрим каждый этап строительства конструкции.

Фото кузнечного горна сделанного своими руками

1. Стол. Стол является основой самодельного горна. Чертежи показывают, что соорудить этот элемент достаточно просто. Обычно высота стола до 80 сантиметров, а для крышки используют металл толщиной 5 миллиметров. Рабочая поверхность стало может иметь различные размеры. Все зависит от того, с какими металлическими заготовками вы собираетесь работать. Другой вариант строительства стола — использовать уголки для создания рамы. Внутрь нее укладывается кирпич и колосниковая решетка. Решетку следует расположить по центру.
2. Решетка монтируется в отверстие, выполненное в столе. Затем со всех сторон закрывается огнеупорный кирпич. Высоту стола подбирайте непосредственно под свой рост, чтобы конструкция находилась на уровне пояса.
3. Поддув. Чтобы устройство горна работало эффективно, ему требуется качественный поддув воздуха. За счет кислорода повышается температура, металл начинает плавиться. В традиционных конструкциях горна использовали поддув с ножным приводом. Но сейчас у всех есть возможность использовать электричество, потому оптимальное решение — электровентилятор или старый пылесос. Пылесос подает воздух нужной силы. При наличии регулятора частоты оборотов вы получите шикарный самодельный горн.
4. Теперь все элементы конструкции собираются в единую систему — самодельный металлообрабатывающий горн.
5. На колосниковую решетку засыпьте необходимое количество топлива. Сначала воспользуйтесь щепками и средними дровами, после чего наступает черед кокса. Включите поддув, разместите над топливом вашу заготовку. Сверху на железо допускается подсыпка кокса в небольшом количестве. Если кокса нет или есть большие запасы отводов от древесины, вполне можете использовать их.

Это модель простейшего кузнечного горна. Если есть желание или возможность, вы можете существенно усовершенствовать собственное оборудование для кузнечного дела, приблизив его к особенностям промышленного горна.

Что имеет промышленный горн

Профессиональные кузнецы используют промышленные горны, которые отличаются повышенной эффективностью и высокой надежностью. Изготовить самостоятельно промышленный кузнечный горн практически невозможно. Но как-то приблизить самодельную модель к идеалу вполне реально.

Чем отличается промышленный горн, и какие компоненты входят в состав его конструкции?

• Сопло подачи воздуха. Самодельные горны вместо сопла используют шланг старого пылесоса, подающего воздух;
• Огнеупорный кирпич. Тут полная аналогия домашнего и промышленного устройства;
• Колосниковая решетка. Большинство самодельных горнов предусматривают использование колосниковой решетки. Многие делают ее из старых сковородок с толстыми стенками;
• Гнездо для твердого топлива. Это гнездо позволяет удобно загружать необходимо количество твердого топлива. Оснастить подобным элементом самодельный горн проблем не составит;
• Кирпичи каркаса. Это уже стационарные устройства, которые закладываются кирпичами. Для простого горна подобные элементы являются уже лишними;
• Вентилятор подачи воздуха. Мы рассмотрели пример с обычным пылесосом, который неплохо справляется с задачей по нагнетанию воздуха. Если хотите, можете воспользоваться вентиляторами или другими подобными устройствами;
• Металлический каркас. На его основе удерживается стол;
• Воздушная камера. В самодельных кузнечных горнах его нет, но если вам нужно профессиональное оборудование, оснастить устройство камерой будет не лишним;
• Зольник. Если вы собираетесь регулярно использовать в домашних условиях ваш горн, советуем оснастить его зольником. Так будет проще ухаживать за устройством;
• Кожух горна.

Полезные советы

Чем именно дополнять свое кузнечное устройство — решайте сами. При этом советуем придерживаться нескольких рекомендаций, чтобы повысить эффективность работы устройства.

1. Топливом может выступать уголь, дрова и кокс. Хотя кокс дороже, но расходуется он в 5 раз меньше угля, выделяет меньшее количество копоти и отходов. Мелкий кокс — самый эффективный вид топлива для горна.
2. Альтернативный вид топлива для горна — газ. Причем из баллонов или магистрали. Применяя газ, колосник вам не потребуется. Плюс газа в возможности контролировать температуру нагрева и его доступности.
3. Над горном следует установить зонт вытяжки, состоящий из металла толщиной 4-5 миллиметров.
4. Если горн работает на газе, по бокам нужно выполнить отверстия для горелки.
5. Кузнечные устройства нуждаются в системах удаления дыма. Это труба высотой 5 миллиметров, сечение которой составляет 30 на 30 сантиметров.
6. Хорошая замена пылесосу — это вентилятор от печки, который устанавливается на автомобили.
7. Если сделать в задней стенке отверстие, вентиляция окажется намного эффективнее.

Посмотрев на фото горнов и изучив видео руководства по их самостоятельному изготовлению, можно сделать вывод — ничего сложного в строительстве подобных агрегатов нет. Другой вопрос — нужен ли он вам?

В старину кузнечное ремесло было в почете. Не каждый мог осилить его, не у каждого была возможность приобрести необходимый инструмент и обустроить мастерскую. Сейчас изготовить кузнечный горн своими руками можно и без привлечения серьезных средств. Даже простая конструкция даст возможность разогреть металл до необходимой температуры и попробовать свои силы в ковке.

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.

Назначение горна

Стальная заготовка перед ковкой должна разогреться до светло-оранжевого цвета. Это будет примерно соответствовать температуре 1000-1100° C. В таком состоянии металл может подвергаться деформации ударным инструментом.

Остывая, заготовка становится менее пластичной, ее сложнее ковать. А если применить более тяжелый инструмент, металл становится хрупким и подверженным растрескиванию. Единственный вариант – это постоянное поддержание температуры ковки. Однако показателя свыше 1000°C в обычной печи не добиться. Для этого необходим очаг с принудительной подачей воздуха.

Кузнечный горн, своими руками изготовленный, можно применять для разогрева металла до температуры ковки. Кроме того, его можно будет также использовать и для других работ. Он подойдет для плавки металла и последующей его заливки в форму, для закалки инструмента, для пайки с использованием латуни и меди.

Разновидности конструкций

Вначале нужно определиться, каким видом топлива будет разогреваться металл. Традиционно в кузницах для этих целей применялся древесный или каменный уголь (кокс). Кроме твердого топлива можно использовать природный магистральный и сжиженный газ, а также нефтепродукты (бензин, мазут, уайт-спирит и пр.).

В зависимости от вида топлива конструкция рабочей зоны горна будет отличаться. Также она будет зависеть от способа и места расположения очага. Если это стационарная конструкция, то основание есть смысл делать массивным и добротным, с использованием кирпича и каналом для отвода продуктов горения.

Для передвижного горна лучше подойдет облегченный, разборный вариант очага. Он удобен тем, что зимой можно работать в помещении, а летом при необходимости мастерская выносится на свежий воздух. Такую конструкцию легко разобрать и перевезти в необходимое место.

Еще одна особенность – открытая или закрытая камера горения. Если самодельный кузнечный горн будет иметь свод или круглую форму, то металл в нем разогреется быстрее, так как потери тепла заметно снижаются. С другой стороны, работать с длинными или массивными заготовками в очаге закрытого типа будет невозможно, и это нужно сразу учитывать.

Устройство кузнечного горна

Начать следует с выбора типа основания. Для стационарного горна подойдет кирпич, для передвижного очага – металлические конструкции. Основание должно располагаться на оптимальной высоте для удобства работы. Очаг для твердого топлива предполагает наличие рабочей зоны горения. Она может быть выложена огнеупорным кирпичом, быть футерованной или выполненной из стальной пластины.

Другой важный элемент – колосниковая решетка, удерживающая угли в зоне горения и дающая доступ воздушному потоку, который снизу раздувает жар. Нагнетание обычно производится по трубопроводу с регулятором потока. Источник наддува – пылесос с обратной подачей воздуха, фен, «улитка» с двигателем от автомобильной печки. Встречаются чертежи кузнечного горна, где применяется турбина от ручной сирены или меха, как это делалось в старину. Очаг может иметь боковые стенки и свод с каналом для отвода продуктов горения.

Конструкции горнов, работающих на жидком или газообразном топливе, отличаются отсутствием колосниковой решетки. Подача горючей смеси и воздуха осуществляется через отверстие в корпусе. Для этих целей нередко приспосабливают отрезок толстостенной трубы или отслуживший свое резервуар от бытового компрессора, облицованных огнеупорным материалом. Очаги также выкладываются в форме куба из термостойкого кирпича.

Принцип работы

Кузнечный горн своими руками собрать из шести кирпичей сможет даже человек, не имеющий кузнечного опыта. Работать устройство может от наддува бензиновой горелки. Два кирпича плашмя кладут на землю – это будет днище. Еще два ставят на них ребром – это стенки. Причем заднюю часть кирпичей сводят, чтобы ограничить потери тепла. Их расположением также можно до некоторой степени регулировать температуру внутри рабочей зоны. Последние два кирпича кладут сверху – это будет свод.

Колосники можно изготовить из полосы стали в 4 мм. Два отрезка полудюймовой трубы располагают вдоль стенок. На них кладут колосники. Причем их нужно в центральной части завернуть «пропеллером», чтобы поток воздуха захватывался плоскостями и направлялся вверх, где располагают каменный уголь.

Бензиновая горелка разжигается и направляется в топку. Ее сразу можно заглубить в землю и отгородить листом асбеста от жара рабочей зоны. Для этого проделывается отверстие и через него направляется поток паров горящего бензина для разжигания угля. Температура поддерживается краном регулировки горелки.

Твердотопливный горн

Для разовых или нечастых кузнечных работ можно обустроить очаг просто на земле, выкопав углубление необходимого размера и выложив его огнеупорным кирпичом. Он для разогрева металла с помощью твердого топлива наиболее подходит. Другой вариант материала для стола – толстая (не менее 5 мм) стальная пластина. Также нужно будет установить колосниковую решетку из стальной полосы или чугуна. Ее может заменить и стальная труба подачи воздуха. Торец ее заваривается. В зоне горения болгаркой прорезаются щелевые пазы, через которые выходящий воздух будет разгонять жар.

Как сделать кузнечный горн простым и мобильным? Можно сварить каркас из подручных материалов и на них установить стальную столешницу. Интересна, удобна и практична конструкция основания из отслужившей свое старой газовой плиты. Сверху устанавливается столешница с зоной горения. Духовка служит для расположения пылесоса или другого источника наддува. Снизу еще имеется отсек для инструмента и приспособлений.

Горн кузнечный газовый

Народные умельцы считают такой вариант очага наиболее экономичным и эффективным. Газ – топливо недорогое и доступное. Конструкция очага для него более проста, так как отсутствует необходимость колосниковой решетки. Регулировка подачи газа краном удобна, значит, добиться требуемой температуры в рабочей зоне будет легче. Конструкция горна может состоять из минимального набора элементов. Достаточно приспособить под него подходящее основание.

Однако тут также есть свои особенности. Газ – вещество взрывоопасное, поэтому работать нужно еще более осторожно. Регулировка подачи горючей смеси также требует опыта и практики. В остальном все не так сложно. Куб из кирпича складывают по размерам планируемых заготовок. Задняя стенка – глухая. Спереди отверстие прикрывают кирпичами или обустраивают дверцу. Сверху оборудуют место для входа трубы, по которой подводится горючая смесь. Длина ее в разных схемах отличается. Есть мастера, которые делают ее до 1,5 м длиной, и говорят, что так лучше идет смешивание горючей смеси.

Природный или сжиженный газ после редуктора подается в эту трубу через сопло. Туда же нагнетается воздух. Интенсивность горения регулируется подачей газа и скоростью наддува. Сверху над горном при работе в помещении необходимо обустраивать вытяжку. В остальном конструкции могут либо усложняться (футеровка, термопары, принудительный отвод продуктов горения, дополнительные заслонки) или, наоборот, упрощаться.

Для домашнего умельца нет стандартов. Главное – знать принцип работы, подобрать материалы, выдержать технологию, получить необходимую температуру и при этом соблюдать технику безопасности.