Устройство самодельного кузнечного горна

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:

1. Наибольший угол наклона готовой газовоздушной смеси при входе в рабочее пространство горна.
2. Высокую скорость выхода струи при малой её высоте и большой ширине.
3. Безопасность поджига газа.
4. Устойчивость процесса горения.
5. Нечувствительность к повышенной влажности внутри горна.
6. 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

Чертеж газовой горелки

Чертеж горелки для кузнечного горна

Эскиз для самодельной газовой горелки

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.

Шаг 2: Материалы и инструменты

Каолиновую вату и огнеупорные материалы я заказал онлайн, остальные материалы я купил в местном скобяном магазине.

• Баллон – газовый, воздушный или из-под фреона, диаметром минимум 25 см.
• Каолиновая вата (одеяло из керамического огнеупорного волокна).
• Огнеупорная плита.
• Керамическое покрытие, наносимое кистью.
• Огнеупорный цемент.
• Огнеупорная краска для грилей.
• Стальной или железный резьбовой бочонок, подходящий по размеру к горелке.
• Кусок стального листа 14го калибра или похожий по толщине.
• Отрезок стальной полосы 0,32х1,9 см.
• Отрезок стального профиля 2,5х2,5 см.
• Болты 5 смх10–32.
• Винты с крупной резьбой 1,9 см.

Список инструментов, в основном в нем есть все инструменты, что я использовал:

• Болгарка с отрезным диском.
• Напильники.
• Дрель.
• Набор метчиков 10-32.
• Шпатель.
• Качественный респиратор.
• Одноразовые перчатки.
• Пылесос.
• Сварочный аппарат или горелка на пропане для пайки.
• Кисть для краски 2,5 см.

Пропановая горелка будет нужна для разогрева горна, посмотрите видео об этом:

Строим газовый горн

Прежде, чем начать сооружать газовый кузнечный горн своими руками, нужно определить параметры пода – его площади.

Для этого существует хитрая формула:

N = H × F

N – производительность горна, которая зависит от напряженности H и площади пода F. Высчитано, что оптимальной поддержки необходимой температуры в горне достаточно скорости подачи газа в промежутке от 1-го до 1,5 м/сек.

Схема газовой горелки для горна.

Вам известны площадь вашей мастерской и примерное количество кузнечных деталей в килограммах, которое вы планируете производить. С этими данными вы выводите напряженность пода с максимально допустимой верхней границей в 150 кг/м².

Необходимые материалы, которые нужно иметь, чтобы приступить к работе:

• кирпич огнеупорный типа динас или шамот;
• пластины толщиной не меньше 5-ти мм из жаростойкой стали;
• стальной профиль для стоек, рамы и заслонки горна;
• труба для дымохода и вентиляционного канала из стали;
• шпатлевка для заделки щелей между кирпичами с жаростойкими свойствами;
• листовой металл или дополнительный слой огнеупорных кирпичей для футеровки с внешней стороны;
• горелки от двухконтурных котлов большой мощности;
• вентилятор;

Газовые кузнечные горны тоже могут быть открытыми. С ним все намного проще, достаточно будет устроить колосники с подачей воздуха для большей эффективности нагрева. Вещества сгорания выводятся в таком случае вентилятором из теплостойкого металла.

Опорную раму лучше располагать вплотную к одной из стен вашей мастерской. Выбор стены нужно делать с учетом того, что будет нужен дымоход и вентиляционная труба, так что смежные стенки, если таковые есть, лучше не использовать.

Важнейшим условием является точное соблюдение правил пожарной безопасности, которое заключается в использовании только огнеупорные и жаростойкие материалы. Не помешает проверить, из чего сделаны стены вашей мастерской

С большой осторожностью относимся к разного рода гипсокартонным конструкциям

Стойки и саму раму лучше сваривать из низколегированной стали по чертежам, которые можно скачать в Интернете. Низколегированная сталь прочна, легкая и, самое главное, устойчива к специфической коррозии высокотемпературного режима. Внешняя футеровка должна быть продумана заранее, чтобы в опорной раме сразу проделать отверстия для ее крепления.

Теперь об огнеупорных кирпичах и кладке

Важно купить настоящие сертифицированные кирпичи типа шамот, изготовленные по ГОСТу 390-79. Если вы приобретете кирпич не по стандарту, вы рискуете тем, что обычные кирпичи начнут у вас плавиться уже при температуре 1000°С

Настоящий шамотный кирпич кремового цвета с мелкими порами в малых количествах, они намного тяжелее обычных керамических, вес одного шамотного кирпича больших габаритов достигает 5-ти кг. Самые подходящие марки шамота – ШБ, ША и ШПД.

Устройство кузнечного горна.

Второй тип огнеупорных кирпичей – динас. Эти кирпичи дороже, зато устойчивее к высоким температурам: они выдерживают режим с уровнем 1800°С. Они светлее шамотных кирпичей из-за высокой доли в своем составе кремниевых солей.

Если у вас есть возможность, лучше выкладывать горн динасовым кирпичом: кузнечные горны из огнеупорного динасового кирпича долговечнее и выдерживают самые жесткие температурные режимы.

Кирпичи укладывать с раствором из огнеупорной глины с добавкой порошка из шамота и динаса в четкой пропорции 60:40. Дымоход и вентилятор по периметру обрабатывать металлическими уголками.

Важнейший финальный этап – просушка всей конструкции. После нее нужно проверить, как работают вентиляторы для горна кузнечного. И только затем можно будет производить тестовое включение.

Газовая горелка инжекционного типа. Делаем сами

Друзья привет. В прошлом проекте по изготовлению бор-машинки я плавил алюминий у своего знакомого. Он сделал небольшой газовый горн из огнеупорного кирпича и использует его для ковки. Вот и я задумал сделать себе печь для плавки цветных металлов. И начнём мы с изготовления газовой инжекционной горелки. В интернете есть много различных чертежей для её изготовления. Всё это дело пришлось изучить и выбрать, на мой взгляд, оптимальную конструкцию.

Давайте немного о принципе работы. Есть некая трубка хитрой формы. С одной стороны через форсунку подаётся газ. Но просто газ без воздуха горит не так как нам нужно. Воздух горелка засасывает сама за счёт эжекции. Это процесс смешения двух каких-либо сред, в нашем случае воздух и газ, в котором одна среда, то есть газ, находясь под давлением, оказывает воздействие на воздух и увлекает его в трубку смеситель. В месте забора воздуха создаётся разрежение и воздух сам поступает куда нужно. В корпусе горелки идёт смешивание, и горючая смесь выходит из неё под давлением и создаёт необходимую температуру. Все просто.

В этой горелке размеры подобраны для использования водопроводных труб.

Этап 3: Узел подачи газа и воздуха. Теперь механизм регулировки воздуха и подачи газа. Нам нужен болт М10 с длинной резьбой. Шляпка болта не нужна. С торца сверлим сквозное отверстие диаметром 5 мм., и нарезаем резьбу М6. В качестве газового жиклёра я использовал наконечник подачи проволоки от полуавтомата. Стоят они копейки, и есть с диаметром 0,6 и 0,8 мм. Тут один нюанс. Наконечник длинный и его нужно обрезать так, чтоб после резьбы осталось около 3-4 мм. На оставшейся части можно нарезать резьбу и получится ещё один жиклёр. Теперь нужна шайба диаметром около 43 мм. Можно глянуть в строительных магазинах или вырезать из листового металла.

Я выточил на токарном станке. В центре шайбы необходимо просверлить отверстие диаметром 12 мм. К шайбе привариваем гайку М10. Теперь собираем конструкцию. На болт накручиваем гайку. К ней будет привариваться крепление. Следом накручиваем регулировочную шайбу и вкручиваем газовый жиклёр. Из металла выгибаем скобу, которая будет крепить этот узел к корпусу. Я вырезал из металла 3 мм. Теперь необходимо путём вращения шайбы выставить жиклер заподлицо с ней. Первую гайку, которую мы накручивали, нужно расположить в центре резьбы. В таком положении прикладываем все это к конфузору, затем приставляем скобу и можно прихватить её к гайке и корпусу

Не важно, в каком месте приварить к корпусу, но чем короче, тем жёстче. Если всё ровно, то окончательно привариваем

Ну, вроде всё готово.

Что мы имеем. При вкручивании и выкручивании болта мы регулируем так сказать степень эжекции. Лучший результат, это когда жиклёр на пару мм. входит в конфузор. Тут нужно покрутить и посмотреть. Шайбой регулируем количество подаваемого воздуха и соответственно качество смеси. По сути, газовый жиклёр нужно выставить один раз и можно не трогать. А чтоб не крутилась, можно накернить гайку.

Этап 4: Тест.Приступим к испытаниям. Надеваем шланг на болт, на редукторе выставляем 0,2 кг на см в квадрате. С давлением тоже можно поиграться. Но слишком большой расход газа приводит к быстрому обмерзанию баллона, особенно на 5 литров. Тогда лучше поставить жиклёр на 0,6 мм. Перед розжигом шайба полностью закрыта или с небольшим зазором. Поджигаем газ и потихоньку увеличиваем подачу воздуха, наблюдая, как синеет пламя и потихоньку отодвигается от носика горелки. При дальнейшем увеличении воздуха пламя полностью отрывается от горелки, и она тухнет. Это особенность её работы. Чтоб такого не происходило, нужно на пути пламени установить преграду или использовать ее в закрытом пространстве. Тогда выходящий огонь будет поджигать газ, и она сама поддерживает горение. В моём случае горелка будет установлена в печь для плавки цветных металлов. Но про неё в следующий раз. Идея на заметку. Старые чугунные батареи.

Горелку ставим в нижнюю часть, напротив вверху идёт труба на улицу. Остальное заглушить. Настройки на минимальный расход и можно отапливать гараж. В закрытом пространстве работает хорошо и в теории на оптимальных настройках даст температуру около 1200 градусов. Этого за глаза хватит для плавки алюминия, латуни, бронзы, свинца, закалки и отжига клинков для ножей. Можно ковать заготовки из напильников. Применений масса.

Конструкция горелки

Стандартная самодельная горелка функционирует таким образом. Под давлением по специальному шлангу из баллона подаётся газ. Чаще всего в качестве такого газа используется пропан. Объём подаваемого газа изменяется расположенным на баллоне регулирующим рабочим краном. Поэтому установка дополнительного понижающего редуктора не требуется.

Запорный кран располагается за основным вентилем и крепится на газовом баллоне. Он используется для открывания или закрывания подачи газа. Все остальные регулировки (длину и интенсивность пламени) самой горелки осуществляют с помощью, так называемого, рабочего крана. Подводящий газовый шланг, по которому происходит подача газа, подключен к специальной насадке. Она завершается ниппелем. Он позволяет задавать величину (длину) и интенсивность (скорость) пламени. Ниппель совместно с трубкой помещают в специальный вкладыш (металлический стакан). Именно в нём происходит создание горючей смеси, то есть обогащение пропана кислородом атмосферного воздуха. Созданная горючая смесь под давлением поступает через сопло в область сгорания. Для обеспечения непрерывного процесса горения в сопле конструктивно предусмотрены специальные отверстия. Они выполняют функцию дополнительной вентиляции.

На основе такой стандартной схемы можно разработать собственную конструкцию. Она будет состоять из следующих элементов:

• корпуса (обычно его изготавливают из металла);
• редуктора, который крепится на баллон (применяют готовый прибор);
• форсунки (изготавливают самостоятельно);
• регулятор подачи топлива (по выбору);
• головка (форма выбирается исходя из решаемых задач).

Корпус горелки изготавливается в форме стакана. В качестве материала применяют обыкновенную сталь. Такая форма позволяет обеспечить надёжную защиту от возможного задувания рабочего пламени. К корпусу крепят рукоятку. Она может быть выполнена из различного материала. Самое главное, чтобы она обеспечивала удобство при работе. Предыдущий опыт показывает, самая оптимальная длина такой ручки находится в интервале от 70 до 80 сантиметров.

Устройство газовой горелки

Сверху крепится деревянный держатель. В его корпус помещают шланг подачи газа. Это позволяет придать конструкции определённую прочность. Длина пламени может осуществляться двумя регулировками. С помощью редуктора, расположенного на газовом баллоне, и вентиля, установленного на трубке. Розжиг газовой смеси производится благодаря специальной форсунке.

Виды

Горелки могут быть разных видов. Рассмотрим основные.

Атмосферные

Такие устройства стоят довольно дешево. Причина очевидна – их изготовление не слишком сложно в технологическом плане. Эксплуатация атмосферных горелок тоже проста. Всасывание воздуха происходит напрямую из окружающего пространства. Образование газовоздушной смеси не требует дополнительных усилий.

Наддувные

В этом варианте применяется вентилятор, который активно нагнетает воздух. Стабилизация давления (напора) воздуха позволяет компенсировать практически все негативные внешние факторы

Что немаловажно, исключен и «отрыв огня», который часто происходит у атмосферных горелок при существенном повышении давления

В пользу таких устройств свидетельствуют:

• стабильная эксплуатация при любых условиях;
• коэффициент полезного действия от 95% и более;
• довольно высокий уровень безопасности (определяемый конструктивным исполнением);
• почти полное сжигание горючего;
• широкий разброс достигаемых мощностей;
• отличный уровень автоматизации;
• возможность применения в печах и котлах самых разных конструкционных типов.

Стоит отметить, что наддувные горелки куда дороже атмосферных аналогов. Даже самые доступные модели такого рода стоят минимум в 4,5 раза больше. Однако основные технические достоинства полностью оправдывают такую плату. При работе горелки с наддувом может возникать различный по громкости шум. Справиться с этой проблемой помогут специальные защитные кожухи.

Такие модели примерно вдвое эффективнее по сравнению с традиционными факельными конструкциями. Некоторые люди даже берут керамические горелки туристического типа (для баллонов) и переделывают их под котел либо печь. Но поступать так можно только при полной уверенности в своих действиях.

Параметры для изготовления

Перед сборкой горелки следует заранее определиться с требуемыми параметрами, основными из которых являются:

1. Тип пламени – факельный либо вихревой. Конструкция беспламенных горелок слишком сложна для изготовления в домашних условиях. Факельное пламя воздействует на маленькую площадь и применяется для точеной сварки. При помощи вихревого можно быстро прогреть большие площади поверхности.
2. Устройство для корректирования пламени. Регулятор позволяет уменьшать ил повышать поток в зависимости от материала и способа обработки. Для управления можно использовать водопроводный вентиль.

Шаг 9: Передняя стенка с устьем

Чтобы сохранился доступ к внутренней части горна, переднюю стенку сделаем съемной. На корпус баллона привариваем отрезок профиля 2,5х2,5 см с отверстиями под болты, в этих отверстиях сделайте резьбу метчиком. Опять же, сварка может быть заменена пайкой.

Из стального листа 14 калибра делаем подковообразную деталь (шаблон нарисуйте от руки), к ней приварена согнутая стальная полоска.

Из керамической плиты вырежьте деталь большую по размеру, чем проем горна. Размер устья сделайте по своему усмотрению. Я сделал достаточно большое, чтобы туда проходили щипцы. К стальной подковообразной детали прикрепите стенку винтами с крупной резьбой.

Собранная передняя стенка фиксируется на месте болтами, вкрученными в отверстия профиля на корпусе баллона, и прижимающими стальную полосу к стенке баллона.

Виды кузнечных горнов

На сегодняшний день кузнечное дело настолько развито в промышленной и в частной сфере, что существует множество видов кузнечных горнов, приспособленных для тех или иных условий ковки и выдающих необходимый результат работы.

В зависимости от установки горны бывают стационарными и переносными, стационарные горны устанавливаются в кузнечном цеху и не подлежат дальнейшей транспортировке. Благодаря специфике своей конструкции такие горны могут иметь как открытую, так и закрытую форму. В свою очередь, переносные горны могут быть только открытыми.

Конструкция переносного горна

Педальный привод служит для подачи воздуха в горн.

Этот тип горна удобен в случае, если необходимо создать единичную деталь непосредственно на месте ремонта или даже в полевых условиях. Переносные горны зачастую разборные, дальнейшая эксплуатация переносного горна удобна независимо от места его создания. Недостатком переносной модели является его малая производительность, он не подойдет для выполнения масштабных работ и ковки больших изделий.

Переносные горны часто изготавливают вручную, потому их конструкция возможна разнообразная, а ее нюансы зависят от фантазии мастера и подручных средств. По большому счету переносной горн представляется собой металлический стол с кладкой из огнеупорного кирпича. Неотъемлемой его частью является фурма. Для поддержания горения топлива используется принудительная подача воздуха, она может производиться при помощи механических устройств, таких как ручные или ножные меха, или при помощи вентилятора и т.д.

Конструкция стационарного горна

Конструкция кузнечного стационарного горна: а – столешница; б – очаг; в, г – внутренняя и наружная трубы; д – зонт; е – чугунная колосниковая решетка; ж – фурма; з – шлакосборник; и – трубопровод с заслонкой.

Стационарный горн в основном строится в центральной части задней стены цеха. Параметры стационарного горна зависят от роста и других особенностей кузнеца. Среднестатистические параметры горна варьируются в таких диапазонах:

• высота лежанки — 700-800 мм;
• ширина и длина стола 1 (1,5)-1,5 (2) м.

Основной деталью такого горна является постамент, он может быть цельнолитым металлическим или сваренным. Иногда его изготавливают не из металла, а из огнеупорного кирпича, камня или железобетона. Внутренние стенки горна выкладывают огнеупорными материалами, так как температура внутри него внушительная. Внешняя облицовка может быть выполнена из древесных материалов, кирпича или камней.

Центральный очаг может быть круглой или квадратной форм. Его параметры зависят от целевого назначения горна и от размеров изготавливаемых изделий. Также от целевой продукции зависит то, будет горн открытым или закрытым. Так, горны открытых типов больше подходят для художественной ковки, это позволяет кузнецу нагревать изделия любых форм.

Конструкция чугунной колосниковой решетки для горна.

Для поддержания процесса горения и достижения необходимой температуры в горновом очаге на его дне оставляют отверстие, которое обеспечивает подачу воздуха. Решетки, которыми эти отверстия покрывают, создают необходимый кузнецу вид пламени. Этот момент особенно важен для художественной ковки. Задачей фурмы в горне является равномерное распределение воздуха по очагу и сбор отходов горения.

В результате горения образовываются не только тяжелые отходы, которые оседают вниз, но и летучие. Для вывода дыма и газовых образований используется такая деталь горна, как зонт. Зонты изготовляют как из металлической основы, так и из кирпичной. Металлический зонт прост в установке и не требует дополнительных опор, однако при воздействии на него высоких температур быстро прогорает и практически не поддается ремонту. В свою очередь, кирпичный зонт более надежный и долговечный, но из-за своей тяжести требует предусмотрительной установки и дополнительной поддержки.

Для принудительной подачи воздуха в стационарный горн используют вентиляторы или компрессоры, в классическом варианте горна для этой цели применяются меха.

Инжекторные газовые горелки -принцип работы

Принцип действия инжекционной горелки заключается в том, что поток воздуха всасывается при воздействии мощной газовой струи в корпус, где происходит их смешение. Некоторые инжекторные газовые горелки устроены обратным образом, то есть это тот случай, когда необходимое количество газа всасывается за счет выделяемой энергии мощного потока воздуха. Такой принцип действия возможен при условии давления газа, которое равняется атмосферному давлению. Газ во время прохождения сквозь сопло сильно ускоряется, это способствует образованию разрежения за соплом. Горелки, у которых происходит полное смешение газа среднего давления с необходимым количеством воздуха, в процессе работы выпускают небольшое пламя, а сам процесс заканчивается в минимальном объеме. Газовые горелки, у которых воздух с газом смешиваются только частично, в корпус для смешения попадает только от 40 до 60% необходимого воздуха. Остальной необходимый воздух поступает извне непосредственно к самому пламени за счет разрежения в топках смеси газовых и воздушных потоков, которые инжектировались в смеситель.

Горелки с низким давлением газа отличаются от горелок со средним образованием в них однородной газо-воздушной смеси, в которой количество газа несколько превышает необходимое для возгорания. Поэтому они стабильны в работе и отличаются возможностью применения различных тепловых нагрузок.

Виды горелок

Классифицируются инжекторные горелки по нескольким критериям. В зависимости от давления газа различают горелки с низким и средним давлением. В зависимости от того, установлен в горелке распределительный коллектор или нет, они делятся на горелки многофакельные и горелки с одним факелом. Если в горелке несколько сопел, то такие горелки принято называть многосопловыми, если же только одно сопло, то односопловыми. Сопла могут быть расположены по центру либо вразброс. В зависимости от их расположения горелки делятся на горелки с центральным расположением сопел и периферийным.

Соотношение объемов газа и воздуха инжектируемого горелкой определяют расчетом коэффициентов инжекции и избытка воздуха. При высокой температуре сгорания газа необходимо больший объем воздушного потока и при стабильности коэффициента избытка воздуха коэффициент инжекции должен быть больше.

Если давление газа в горелке находится в пределах от 2000 до 9000 кгс/м2, мощность подсасывания воздуха остается практически без каких-либо изменений даже при условии изменения газового давления и разрежения в топке. Если давление падает ниже, указанного уровня, то коэффициент избыточного воздуха становится больше, а давление падает и увеличивается разжижение в топке.

От стабильности соотношения объемов газа и воздуха зависит качество процесса работы горелки. Изменение плотности газового топлива приводит к изменениям способности горелки засасывать воздух. При изменении температуры сгорания необходимо аналогичное изменение подачи воздуха, необходимого для возгорания. Если все показатели колеблются, то необходимый коэффициент избыточного воздуха можно стабилизировать за счет изменения газового давления в нужном направлении или путем регулирования воздушной заслонки.

Преимущества инжекционной горелки

К основным достоинствам инжекционных горелок относятся инжекция воздуха за счет газовой энергии, отличное смешение воздуха и газа и возможность контроля их объемного соотношения в случае изменения теплового режима горелки.

Недостатки инжекционной горелки

Самыми весомыми недостатками односопловых горелок являются:

• большая длина, учитывая высокую тепловую мощность
• ось сопла должна строго совпадать с осью горелки
• слишком шумные в работе

К недостаткам горелок с низким газовым давлениям относят:

• большую длину факела
• влияние топочного разжижения на интенсивность подачи вторичного воздуха

Среди ряда инжекционных горелок очень известна горелка Казанцева (ИГК). Достоинствами этой горелки являются простота и удобство в использовании, простота конструкции, экономичность (особенно это касается горелок со средним газовым давлением), низкое потребление электроэнергии. К недостаткам можно отнести крупные габариты, низкую мощность и высокий уровень шума.

Горны, работающие на угле

Конструкция нагревательного устройства рассматриваемого типа включает в себя:

1. Свод и боковые стенки, которые выкладываются из огнеупорного кирпича (шамота или динаса).
2. Горновое гнездо, образуемое верхней поверхностью свода, где и нагреваются заготовки.
3. Зонт, снабжаемый откидными шторками, и призванный улучшать естественную тягу в рабочем пространстве.
4. Заднюю стенку (брандмауэр), в которой предусматриваются отверстия для подачи исходного воздуха.
5. Воздушный кран, предназначенный для включения подачи воздуха к горновому гнезду.
6. Защитный короб из жаропрочной стали, который соединяет между собой входную полость у крана подачи воздуха с горновым гнездом.
7. Закалочную ёмкость (она может быть стальной или кирпичной), предназначенную для охлаждения заготовок при их термообработке или для охлаждения самого горнового гнезда от перегрева и последующего образования температурных трещин.
8. Дымохода, через который производится удаление продуктов сгорания топлива.
9. Емкостей под хранение угля и различного кузнечного инструмента.

Принципиальная схема работы кузнечного горна

Твёрдотопливный кузнечный горн – довольно капризное нагревательное устройство, и его разогрев требует от кузнеца определённого практического опыта. Особенно трудно разжечь горн, который продолжительное время не эксплуатировался, а также, если внешние температуры и давление воздуха – достаточно низкие. Каменный уголь, который используется в таких горнах, должен соответствовать требованиям ГОСТ 8180.

Подготовка горна к нагреву металла производится в следующей последовательности:

• Их горнового гнезда удаляются шлаки, остатки кованого металла, зола и окалина (это следует выполнять даже тогда, когда после окончания работ поверхность была тщательно очищена);
• Дымоходы и воздухоподводящие каналы продуваются сжатым воздухом (для небольших по размерам кузнечных горнов можно использовать пылесос);
• На поверхность горнового гнезда насыпается небольшой слой угля, при этом отверстие защитного короба не должно полностью перекрываться;
• Сверху на уголь помещают ветошь, смоченную в легковоспламеняющейся жидкости или древесные опилки;
• После розжига, когда горение становится устойчивым, добавляют следующую порцию угля (фракция может иметь повышенную, по сравнению с исходной, крупность);
• Открывается кран подачи воздуха, и устанавливается в среднем положении;
• По мере прогорания интенсивность дутья постепенно увеличивают.

Необходимое качество прогрева заготовки под ковку в открытом горне обеспечивается формированием поверхностной корки, которая образуется при горении топлива.

Внутри корки – всегда более высокая температура, поэтому заготовку помещают внутрь, а сверху закрывают очередной дозой угля. Верхнюю поверхность корки стараются при этом не разрушить, поскольку в противном случае нагрев будет медленнее, а угар металла и окалинообразование возрастут. Иногда, для ослабления процессов науглероживания металла корку сбрызгивают водой.

В открытых горнах наименее интенсивный нагрев металла происходит на периферии горнового гнезда, поэтому свежий уголь подсыпают именно по периметру нагреваемой заготовки. Если слой корки становится слишком толстым (более 5…10 мм), его ломают, т.к. в этом случае теплопроводность к заготовке уменьшается.

Заготовку во время нагрева периодически поворачивают, чтобы обеспечить всем её частям одинаковые условия нагрева. Пламя при горении угля должно иметь равномерный цвет при минимуме копоти.

Цвета нагретой стали при различных температурах таковы:

• Цвета тёмной вишни – 700…750 0 С;
• Вишнёво-красный – 750…800 0 С;
• Красный – 800…850 0 С;
• Светло-красный – 850…900 0 С;
• Оранжевый – 900…1050 0 С;
• Тёмно-жёлтый – 1050…1150 0 С;
• Светло-жёлтый – 1150…1250 0 С.

Перегрев металла выше указанных температур недопустим. Перегретый металл характеризуется крупнозернистой структурой, которая хуже поддаётся ковке, особенно при формообразовании сложных кованых элементов.

Изготовление и установка горелки в закрытый газовый горн

Рассмотрим два варианта – смастерить горелку «с нуля», используя рекомендации домашних мастеров с опытом, либо применить готовую конструкцию, приспособив/видоизменив некоторые её характеристики. Необходимо отметить, что в первом случае следует обладать весьма высокой квалификацией, а также иметь опыт настройки и, как минимум, ремонта подобных устройств. Иначе дело может окончиться взрывом, ожогами, и прочими неприятностями.

Проще всего для горна изготовить шаровую горелку, которая относится к группе топливосжигающих узлов с тангенциальным подводом факела к рабочему пространству горна. Такая горелка состоит из следующих деталей:

1. Конфузионного раструба из жаропрочной из стали типа Х18Н9Т.
2. Стального трубчатого корпуса, имеющего форму двойного усечённого конуса.
3. Газоподводящей головки.
4. Воздухоподводящей головки.
5. Устья.
6. Регуляторов количества газовоздушной смеси.

Для изготовления такой горелки необходимы: трубы на 1,5 дюйма, листовая заготовка толщиной не менее 1,2 мм под конфузор, два штуцера и три фланца – под соединение элементов. Сварную конструкцию лучше выполнять из жаропрочной стали, при этом сварку необходимо производить под флюсом или используя инертный газ. Как воздухо- и газоподводящие трубы можно использовать рукава высокого давления, диаметры которых будут соответствовать присоединительным размерам корпуса. Необходимы также фиксирующие хомуты и качественные уплотнения из бензомаслостойкой высокотемпературной резины. Все остальные элементы соединяются при помощи резьбы.

Горн с самодельной газовой горелкой

На некоторых сайтах встречаются рекомендации по изготовлению корпуса горелки способом вальцовки трубчатой заготовки. Но при больших давлениях струи пластическое упрочнение материала может привести к возникновению зон внутренних напряжений, которые при пуске горелки часто становятся причиной трещинообразования металла корпуса.

Вариант с установкой горелки от б/у газовой плиты значительно проще. Предварительно потребуется определить затраты топлива, необходимые для быстрого нагрева металла под ковку. Подбирая готовую конструкцию, устанавливают мощность основного агрегата (котла, плиты и т.п.), для которого устройство применялось. Произведение этого значения на КПД (для газа это – 0,89…0,93) даёт искомое значение мощности W.Немного сложнее установить расход газа Т. Алгоритм расчёта следующий:

• Выясняется теплотворная способность топлива Q (для пропана можно принять 3600 кДж/м3);
• Используя формулу Т = 3,6W/Q, определяется расход.
• По результатам расчёта подбирается вся необходимая запорно-регулирующая арматура: клапаны, тройники, уплотнительные кольца и т.д.

Установку горелки в горн для ковки своими руками производят следующим образом. Вначале в подготовленное футеровочное отверстие вставляют конфузор, к нему через листовую прокладку из жаропрочной стали присоединяют устье горелки. К нему прикрепляют само изделие, и ввинчивают трубки для подачи воздуха и газа. Проверяют эффективность действия регуляторов, после чего производят пробный пуск газа от баллона или стационарной сети. Все работы необходимо проводить при хорошо проветриваемом помещении. При малейшем запахе газа установочные работы прекращают, и выясняют источник вероятных утечек.

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

Инжекционную (без наддува вентилятором) сделать тоже можно, но она не экономичная и трудноуправляемая.

Покупать горновую «горелку» инжекционную ли, наддувную ли, у кого то за денги – бох не велит. Её себестоимость – копейки.

На внутр.объём камеры горна.На толщину и материал футеровки камеры.На то, какой газ будет применяться: сетевой или сжиженный в баллонах.

Конфигурация и размеры образуемого горелкой факела значения не имеют никакого.Как только камера горна разогреется до t, несколько превышающей t самовоспламенения пропана – функции горелки сводятся только к приготовлению смеси газа и воздуха в надлежащей пропорции.

Наддувная лучше инжекционной.Отпадает ряд головоломок с давлением, потребным колич.воздуха, внутр.сопротивлением горелки и печи, смешиванием, проскоком пламени.

С наддувом есть , работает более менее нормально.

Похожие записи:

Ловля на закидушку Поделки. мастерим с детьми Как сделать чернитель шин самому: лучшие способы Как залить стяжку пола Домашний тренажер для пресса и живота Как сделать кресло своими руками