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.
Плюсы и недостатки инжекционной горелки
Применение качественной газовой горелки для кузнечного горна имеет ряд преимуществ:
- применение газовой энергии для инжекции воздуха;
- хорошее смешивание воздуха с газом;
- возможность управления объемным соотношением газ/ воздух при изменении температурного режима горелки;
- удобство в использовании;
- экономичность;
- простота конструкции.
Нарду с достоинствами присутствуют и некоторые минусы. Односопловые горелки, с учетом тепловой мощности, достаточно длинные. Необходимо обеспечивать строгое совпадение оси сопла и горелки. Во время работы издают много шума.
Мощность инжекционной горелки определяется объемом газа, который она расходует за единицу времени. Этот параметр существенно отличается у разных горелок
Весомые недостатки горелок низкого давления — большая длина факела, а также зависимость скорости подачи вторичного воздуха от топочного разжижения.
С разновидностями газовых горелок для банных печей и методами их установки ознакомит следующая статья, прочесть которую стоит всем владельцам загородных участков с собственными баньками.
Виды горелок, применяемых для сжигания газа
С выбором оптимального исполнения горелки горна связаны вопросы величины угара металла во время нагрева под ковку, интенсивность поверхностного окалинообразования, а также суммарное потребление газа. Для горнов закрытого типа требуются горелки короткого пламени, которые обеспечивают быстрое и интенсивное перемешивание горючей смеси. Именно тогда КПД будет максимальным, а удаление продуктов сгорания из рабочей камеры горна – равномерным и эффективным.
Таким образом, газовая горелка должна обеспечивать:
- Наибольший угол наклона готовой газовоздушной смеси при входе в рабочее пространство горна.
- Высокую скорость выхода струи при малой её высоте и большой ширине.
- Безопасность поджига газа.
- Устойчивость процесса горения.
- Нечувствительность к повышенной влажности внутри горна.
- Безопасность при так называемом «обратном ударе», когда внезапное изменение направления тяги может погасить факел, что практически сразу же приведёт к взрыву в горне горючей смеси.
Чертежи газовых горелок
Таким образом, для сжигания пропана (из баллона или газопровода) применяются:
- Инжекторные горелки, обеспечивающие самозасасывание газа. При своей простоте они отличаются низкой экономичностью, поскольку допускают регулировку соотношения компонентов для сравнительно небольшого диапазона значений. Относительно горна, изготовленного своими руками, это чаще всего приводит к необходимости работать с недостатком воздуха;
- Горелки тангенциального типа (осеструйные), когда газ течёт вдоль оси, а воздушный поток – по касательной к корпусу смесителя. Смешивание здесь происходит довольно интенсивно, но и потери давления из-за завихрений также велики. Это сказывается на неравномерности количества подаваемого в горн воздуха, причём оно наибольшее там, где происходит контакт нагреваемого металла с подом горна. Соответственно, возрастают угар и образование окалины. Положительное качество тангенциальных горелок – их простота и надёжность;
- Вихревые горелки, где для перемешивания потоков используются направляющие спиральные пластины. В таких вариантах полное смешивание происходит только в устье, поэтому регулирование работой в данном случае – наилучшее, а потери давления практически отсутствуют. Некоторым недостатком считается конструктивная сложность, из-за чего даже при наличии чертежей изготовить вихревую горелку для горна в условиях домашней мастерской очень трудоёмко;
- Комбинированные горелки, которые сочетают в себе тангенциальный и прямоточный подвод. Регулируемость горючей смеси – наилучшая, поскольку изменением количества подаваемого между внутренним и внешним каналами воздуха можно регулировать длину факела в горне и, следовательно, управлять временем нагрева заготовок под ковку. Недостаток таких исполнений – большие габариты, что для малых горнов может оказаться неприемлемым. Также в минус можно поставить техническую сложность изготовления горелки с двойным потоком.
Делаем газовый кузнечный горн своими руками
Для большинства мастерских, работающих с металлом, необходим кузнечный горн. Если вам приходится работать не только с холодной, но и горячей ковкой, то без него никак не обойтись.
Можно все необходимое оборудование просто приобрести, но стоимость кузнечного горна довольно существенная, ценовой диапазон начинается с полсотни тысяч рублей.
А потому в голову любого владельца мастерской приходит рано или поздно мысль сделать кузнечный горн своими руками.
Принцип работы инжекционной горелки.
В традиционной кузне используются горны, работающие либо на древесном, либо каменном угле (коксе), но, помимо этого, есть разновидности, использующие в качестве топлива нефтепродукты или газ.
Мы страна с крупнейшими запасами газа, цена на который довольно низка, поэтому именно газовый горн кузнечный, своими руками сделанный из подручных материалов, с учетом именно ваших предпочтений, станет лучшим вариантом для любого кузнеца.
Сделать кузнечный горн своими руками на газе не только несложно, но даже гораздо проще, чем традиционные угольные варианты.
Эффективность работы на газе очень высокая, а использовать можно не только магистральный природный газ, но и тот, что продается в баллонах.
Преимущества газового горна
Регулировка подачи воздуха.
- Устройство подобного «очага» во многом проще угольных вариантов, хотя бы потому, что в нем не используются колосниковые решетки.
- Регулировать подачу газа, а значит, и температуру горения намного проще, чем в других разновидностях.
- Из-за своего веса такое оборудование можно по праву считать мобильным. Его можно легко транспортировать в нужное место.
- Себестоимость изготовления совсем невелика и не подорвет бюджет мастера.
- Доступность и стоимость газа не сравнимы с другими конкурентами.
Выбор конструкции и самостоятельное изготовление кузнечного горна
Кузнечный горн является незаменимым в мастерских и кузницах для создания стальных изделий путём ковки горячего металла при температурах до +1200°С. Существует множество различных моделей с простой конструкцией и под разные виды топлива, обладающие различными характеристиками. Как не ошибиться в их выборе и грамотно возвести?
Устройство горна
Конструктивно горн состоит из следующих элементов:
- основания, выполненного из негорючего материала и обладающего высокой прочностью;
- огнеупорного стола;
- топливной камеры с колосниковой решёткой;
- воздушной камеры и дренажа;
- входного воздуховода;
- воздушного вентиля для регулировки подачи воздуха;
- камеры шатровой формы;
- проёма для подачи длинных заготовок;
- зонта горна;
- газовоздушной камеры;
- ванны для закалки заготовок;
- дымохода для отвода продуктов сгорания;
- съёмного горнила.
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.
