Как своими руками сделать кузнечный горн

закрыть ×

Кузнечный горн — это оборудование, позволяющее разогреть металл до температуры 1200 градусов. Его размеры имеют большой разбег. Некоторые габаритные, стационарные, иные маленькие, переносные.

Изготовить кузнечный горн своими руками можно любой конструкции, который будет работать как на твердом топливе, так и на газообразном.

Устройство и принцип действия

Для того чтобы понять, как сделать горн своими руками, нужно разобраться в его конструкции. В основе физических процессов лежит соединение углерода с кислородом. Иными словами, идет процесс горения углерода с высвобождением тепла.

Чтобы не произошло полного сгорания металла, количество кислорода подается не в полном количестве. Это регулируется дутьем воздуха. Передерживать заготовку в горне тоже не следует. Металл пересушится и станет твердым, но хрупким. Классический пример — чугун.

Самодельный горн для ковки состоит из деталей:

Стол, изготовленный из огнеупоров.
Топливник или очаг, имеющий колосниковую решетку.
Камера воздушная.
Дренаж воздушный.
Воздуховод подающий.
Вентиль воздушный.
Камера.
Окно, через которые подаются заготовки.
Зонт.
Дымоход.
Горнило.
Ванна для закалки.
Газовоздушная камера.

Рисунок 1: Чертеж кузнечного горна
Для футеровки стола своими руками используется огнеупорный кирпич. Основу горна составляет форма, которая включает в себя топливник, колосники и воздушную камеру. При помощи воздушного дренажа идет регулировка дутья. Дымоход предназначен для отвода скопившихся газов. Не всегда необходима закалочная камера. Она требуется в случае ковки булатной стали, чтобы изделие прошло необходимую термическую обработку. Горнило — место, где выдерживается максимальная температура. В домашних условиях сложено оно из шамотных кирпичей.

Печка, изготовленная в промышленности

Для того чтобы лучше понять устройство печки, а также и ее функциональные способности, достаточно рассмотреть все это на примере изделий, изготавливаемых на производстве. Ее составляющие следующие:

Схема промышленного горна.

фурма, иначе сопло, через которое происходит подача воздуха в камеру;
огнеупорный кирпич способствует удержанию необходимой температуры в печи;
подовая доска либо колосники выполняют функцию задержания топлива над камерой воздуха;
горновое гнездо для загрузки твердого топлива;
кирпичи, при помощи которых будет сформирован каркас горна;
вентилятор, который будет подавать воздух в печь;
металлический каркас, который будет удерживать конструкцию;
воздушная камера;
поддувало (зольник);
воздуховод и кожух.

Топливо

В качестве топлива может использоваться:

Мелкий кокс. Предварительно растопку ведут дровами, на которые накладывается уголь. Температура воспламенения кокса до 600 градусов, поэтому он укладывается в последнюю очередь.
Древесный уголь горит лучше, потому что имеет микропористую структуру.
Каменный уголь. При горении он должен дойти до стадии карбона. Горит хуже, чем кокс, поэтому используется при ковке менее ответственные изделия.
Дровами. Их сжигают в обечайке, чтобы вредные примеси не попадали на металл.
Работа на отработанном масле.

Твердотопливные горны

Чтобы разобраться, как сделать кузнечный горн, работающий на твердом топливе, нужно изучить инструкцию и определиться с видом. Кузнечная печь закрытого типа лучше приспособлена для работы на угле или дровах. Изготовление ее проходит в домашних условиях из подручных материалов. Горн на древесном угле не требует специального оборудования.

Необходимые материалы:

Наличие огнеупорного кирпича.
Горелка инжекционная.
Вытяжка.

Порядок изготовление:

На подготовительном этапе разрабатываются чертежи для горна.
Из кирпича идет изготовление куба. Внутри остается полость с отверстием.
Используя арматуру, каркас закрепляется.
В одном из боковых кирпичей устанавливается горелка.
Сверху располагается вытяжка, которая создает условия безопасности работы.

Рисунок 2: Чертеж горна на твердом топливе
Изготовление кузнечного горна для разогрева металла своими руками, дает возможность подстроить его под необходимые условия. Применяемый материал должен быть только качественным, чтобы соблюдалась противопожарная безопасность.

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:

стальной опорной рамы со стойками;
пода;
футеровки;
шиберной заслонки;
вентилятора;
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.

Газовый горн

Газовый горн, сделанный своими руками, должен отличаться практичностью. Стенки его складываются из шамотного кирпича.

Порядок изготовления следующий:

Ведется подготовка огнеупорного кирпича.
Складываются стенки горна. Количество материала различное, в зависимости от сложности и размера корпуса.
При помощи ножовки идет обработка поверхностей.
Все элементы плотно подгоняются. Наличие щелей не допускается.
В передней части устанавливается порог.
Сзади прорезается прямоугольной формы отверстие. Оно служит как для вентиляции, так и для работы с длинными заготовками.
Сбоку, под газовую горелку, вырезается отверстие соответствующего диаметра.
Газовая горелка изготавливается из нержавейки. Это труба, заваренная с одного конца и с металлической сеткой на другом.

Такой горн имеет свои преимущества:

Печь конструктивно проще, чем угольный горн.
Простая подача топлива и несложная регулировка температуры.
Небольшой вес.
Невысокая себестоимость.

Существуют и другие разновидности газовых горнов, изготовленных из металла. Принципиальных различий между ними нет.

Рисунок 3: Чертеж горелки для газового горна

Назначение горна

Кузнечное дело популярно до сих пор, хоть оно считается устаревшей технологией. Основными элементами любой кузнечной мастерской являются наковальня, горн, рабочий стол. Оборудование для разогревания металла должно быть обязательно. Металлические изделия без термообработки прочные, сложно поддаются обработке. Кузнец разогревает заготовку для того чтобы с ней было проще работать. Нагретый металл легко поддаётся механическим нагрузкам.

Нагрев металла

Горн на отработанном масле

Учитывая, что нефтепродукты дорогие, выгодно использовать горн на отработанном масле. Чтобы изготовить горн на отработке используются детали, отслужившие свой срок. После переработки печей, проявился существенный недостаток — отработанная смесь плохо зажигалась. Чтобы устранить эту проблему, в горн на отработке был встроен дополнительный отсек. Здесь происходит предварительный подогрев масла углем или дровами. Для улучшения горения, топливная отработка проходит через фильтры, в нее добавляется солярка или бензин.

Как результат, горн на отработке имеет преимущества в виде желтого огня и стабильной температуры.

Изготовить его можно своими руками:

Изготовление идет из шамотного кирпича, габаритами: 85×48×40 см.
Свод выполняется в виде арки, для удержания температуры.
Корпус полностью оббит листами железа. На боковые стороны используется толщина 1,5 мм, а верх и низ подбиваются листами 2 мм.
Опоры изготавливаются из уголков исходя из веса конструкции.

В камеру, вентилятором, ведется нагнетание воздуха. На возвышении установлен резервуар с отработкой. Из него масло по трубопроводу попадает в камеру, где подхватывается воздухом, который движется под давлением 2 атм. Отработка разбивается и подается в форсунку.

Для сокращения времени розжига, в горн на отработке ставится ТЕН. Время на разжигание может занять до 30 мин. Зато горячая смесь горит хорошо. Теперь нужно следить, чтобы не произошло расплавления шамота.

Схема печи на отработке:

Особенности работы с горном

Чтобы не сталкиваться с трудностями при работе с самодельным нагревательным оборудованием, нужно учитывать ряд особенностей:

Всегда очищать колосник, емкость для пепла от отходов, образовавшихся после работы.
Разжигать уголь, используя ветошь. Её нужно заранее промочить легковоспламеняющейся жидкостью.
Топливо досыпать небольшими порциями при прогорании основной партии.
Когда топливо прогорает, нужно включать подачу воздуха на максимум.
Корка, образующаяся на поверхности угля, свидетельствует о том, что можно начинать процедуру нагрева заготовки.
Дополнительная вытяжка, установленная над оборудованием, увеличивает тягу.
Дальнейшую обработку после нагревания проводят с помощью кузнечного молота на наковальне. Молоток должен весить не более 1000 грамм.

Уголь и кокс можно купить в специализированных магазинах. Они позволяют добиться оптимальных температур ковки за короткий промежуток времени.

Горн для ковки должен быть в любой кузнечной мастерской. С его помощью разогреваются металлические заготовки. Чтобы не тратить деньги на покупную модель, можно собрать оборудование самостоятельно. Для этого нужно составить чертёж, подготовить материалы, собрать их воедино. Провести проверку, выявить недочёты, исправить ошибки.

Плавка алюминия

Алюминий, обладающий высокой степенью пластичности, является легкоплавким цветным металлом. Горн для плавки алюминия легко изготовить своими руками. Существует множество конструкций, в которых применяется печная выплавка. Они не имеют между собой принципиальных отличий.

Пошаговая инструкция создания горна для плавки алюминия:

Корпус изготавливается из кирпича. Материал подбирается без трещин, чтобы не происходило потерь тепла.
Подбирая обрезки стальных труб, изготавливают из них полки для колосников. Легкоплавкий материал здесь применять нельзя.
Подбираются стальные полосы толщиной до 6 мм и используют их в качестве колосников.
Прикручиваются колосники винтами.

В качестве топлива может применяться как кокс, так и уголь.
При помощи паяльной лампы или газовой горелки проводится розжиг.

Такой самодельный кузнечный горн можно использовать только на открытом пространстве, ввиду отсутствия дымохода. В процессе работы выделяется много газов, которые не должны скапливаться в замкнутом пространстве.

Как сделать?

Простой вариант закрытого типа

Требуемые материалы:

6 кирпичей;
паяльник;
решетка из стальных полос, шириной менее 3 мм.

Этапы сооружения:

2 кирпича устанавливают нижний слой — простой фундамент.
Сверху укладываются 2 трубы плюс решетка. Обязательно предусматривается зазор между элементами.
Чтобы огонь захватывал рейки решетки, нужно их отогнуть, тогда пламя будет направляться вверх.
Стенки делаются из 2-х кирпичей, укладываемых по бокам.
Поверх конструкции кладутся 2 последних.
Разогретый паяльник ставится перед самодельным горном, а на решетку высыпается кокс. От горения лампы разгораются угли. Процесс поддерживается, пламя направляется в сторону максимального поддержания температуры.
Для обеспечения полной безопасности конструкции между горном и паяльником нужно смонтировать огнеупорный щит (ограждение).

Альтернативный вариант горна

Газовая печь станет безопасным аналогом. Отличается легкостью и простотой сооружения. Но есть свою негативные особенности. Если в промышленности используются моногазы специального состава, не портящие конечные эксплуатационные свойства металла, то бытовой газ, содержащий серу и продукты горения древесины, губительно сказывается на обрабатываемом материале. Предлагается 2 способа решения имеющейся проблемы:

Пропускание газа из баллона через емкость с нафталином непосредственно перед подачей в горелку.
Пользоваться газом при нагревании деталей, что не будут подвергаться значительным нагрузкам. Таким образом возможна обработки декоративных элементов ковки.

Мини-горн

Небольшой, переносной горн, часто бывает, полезен в хозяйстве. Использовать его можно не только в кузнице, но и в гараже или на даче.

Чтобы изготовить мини-горн своими руками, нужно иметь в наличие 2 огнеупорных кирпича, ножовку, сверло диаметра 8 см и длиной 15 см. Желательно чтобы на конце был победитовый наконечник. Для скрепления конструкции готовятся 2 шпильки, диаметром 8 см и длинно 21 см. В процессе работы понадобятся 2 кольцевые пилы, 63 и 26 мм в диаметре.

Порядок работы следующий:

2 кирпича, длиной 250 мм распиливаются пополам.
Две половинки одного кирпича укладываются друг на друга и с помощью кольцевой пилы сверлятся 2 сквозных отверстия диаметром 63 мм.
Подкладывая под них третью половинку, в двух углах, по диагонали, сверлятся сквозные отверстия под шпильки.
При помощи шпилек собирается и стягивается блок из трех кирпичей. Предварительно, на концы шпилек надеваются шайбы и накручиваются гайки.
Между первыми двумя кирпичами кольцевым сверлом на 26 мм сверлится отверстие для горелки. Оно соединяется с основным проходом, но вторую стенку не задевает.

В это отверстия вставляется горелка и зажигается. В основной проход подается любой металл, который попадает под пламя и нагревается за несколько секунд.

Полезные советы

Вырезание в задней стенке горна небольшого отверстия улучшит вентиляцию. Помимо этого, такой вырез позволяет разогревать металлические заготовки большой длины.
Кузнечный горн размещают на специальной металлической подставке или столике, который делает работу с ним более удобной. Высота подбирается мастером индивидуально.
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.
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.

Изготовление горна из буржуйки

По сути, эта та же буржуйка, только без колосников. Внешний вид кузнецы может быть в виде куба, параллелепипеда и цилиндра. После уборки колосников, воздух не поступает из пространства снизу, а вдувается через боковой канал, который поддается регулировке. Как результат, печь лучше прогревается. В ней дольше задерживаются газы, что тоже увеличивает жар.

Порядок изготовления следующий:

Из трубы диаметром до 300 мм, отрезается кольцо, шириной 100 мм. Эта деталь называется воротник.
Берется лист толщиной 4 мм и из него вырезается круг равный диаметру воротника. Это будет дверца.
Отрезается кусок трубы для подачи воздуха. Он может быть от 76, до 102 мм.
В него вставляется заслонка, при помощи ручки, пружины и гайки.
Из листа 3 мм вырезается полоска шириной 30 мм и длиной равной периметру дверцы.
Полоска облегает дверцу и обваривается.
Сбоку, в дверце сверлится отверстие и туда приваривается труба для подачи воздуха.
При помощи запорного устройства, дверца крепится к воротнику.
Это узел устанавливает на топку с отступом от дна на 100 мм.
В задней части, вверху, прорезается отверстие и устанавливается дымоход.

К недостаткам такой печи относится отсутствие зольника. Однако более продолжительное горение приводит к улучшенному сгоранию твердых отходов. Уборку золы можно проводить реже.

Изготовление горна из ведра

Горн из ведра также предназначен для плавки алюминия. Для этого необходимо ведро, емкостью от 10 до 20 литров. Кроме того, гипс и песок. Такая смесь укладывается на дно ведра.

Пошаговая инструкция горна, сделанного из ведра своими руками:

Выбранное ведро должно быть не оцинкованным. Связанно это с тем, что цинк, нагреваясь, выделяет вредные газы. Емкость берется изготовленная из обычного металла.
На дно укладывается смесь, гипса с песком, толщиной 5 см. Соотношение 1:2. Сначала формируется такая смесь на дне. После просыхания ею же обрабатываются внутренние стенки ведра. Продолжительность высыхания составляет 15–20 мин.
Снизу устанавливается водопроводный сгон, через который феном подается воздух.
В ведро вставляется тигель.
Начинается процесс розжига.
Алюминий закладывается в тигель и под нагревом плавится.

Таким путем можно отливать мелкие изделия.

Кузнечный горн, изготовленный своими руками, нужное в хозяйстве приспособление. Однако предварительно, нужно ознакомиться с инструкцией по его эксплуатации. Приобрести необходимые чертежи. Должен быть полностью исключен риск пожара. Выбрано под него правильное место. Работа с раскаленным металлом принесет не только удовольствие, но и пользу.