Конструкция кузнечного горна: виды устройств, топливо

Кузнечный горн: конструкция и принцип работы

 

Кузнечное дело пришло к нам из древности. Известны археологические факты того, что люди, проживающие уже в каменном веке, умели обрабатывать металл и ковать из него инструменты. В дальнейшем кузнечное дело лишь развивалось. Строились кузницы, создавались удобные и практичные инструменты и приспособления для ковки металлических изделий. Одной из главных деталей кузницы всегда являлся кузнечный горн. Этот инструмент необходим для нагрева металла до необходимой температуры, благодаря чему металл поддавался ковке.

Основным преимуществом переносного кузнечного горна является его мобильность – кузнечные работы можно проводить без привязки к кузнице.

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

Достоинством переносного кузнечного горна является отсутствие привязки к кузнице и возможность производить кузнечные работы в других условиях.

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.

Топливо для кузнечных горнов

У горна с боковым дутьем в боковой стенке очага располагается сопло, а канал для отходов находится в задней части горна.

В кузнечных горнах используют топливо твердого вида, жидкое топливо и газовые смеси. Происхождение топлива может быть как натуральным, так и искусственным. Энергетическая ценность того или иного топлива напрямую зависит от его вида.

Дрова, уголь и торф относятся к натуральному твердому топливу. Уголь применяется древесный и каменный. Твердое топливо искусственного происхождения (кокс, пылеобразное топливо) стоит порядком дороже натурального, но имеет свои преимущества.

Топливо для кузнечного горна жидкой формы включает в себя различные горючие материалы нефтяного происхождения (нефть, керосин, бензин, смола, мазут).

Газовое топливо представляет собой газ естественного происхождения или газовые смеси и газы, полученные в результате газификации других топливных видов (коксовальный, светильный, доменный).

Горн своими руками

Для подачи воздуха в горн, шланг от домашнего пылесоса подсоединяется к выходному отверстию.

Для изготовления кузнечного горна в домашних условиях подойдут различные подручные средства и материалы, для этого не нужно наличия специального оборудования. Перед тем как изготовить кузнечный горн, стоит определиться, горн какого типа лучше смастерить и на каком топливе он будет работать. Открытые модели более практичны, однако не так экономичны, как закрытые. Для открытого горна больше подойдет газовое топливо, а для закрытого – твердое. Конструкция закрытого горна из подручных средств предусматривает использование следующих материалов:

• огнеупорные кирпичи;
• инжекционная горелка;
• вытяжка.

Из кирпичей формируется куб с полостью внутри и отверстием. Кубообразную конструкцию из кирпичей необходимо закрепить при помощи арматуры или каркаса из другого крепкого материала. Горелка фиксируется путем входа в отверстие в одном из боковых кирпичей. Для создания комфорта и безопасности работы вытяжку устанавливают на удобном расстоянии вверху конструкции.

Для сооружения горна открытого типа понадобится:

• решетка (сковорода с дырками);
• рама кирпичная или из стали;
• источник подачи воздуха (вентилятор, пылесос, меха);
• твердое топливо.

Рама формирует стол, на который укладывается сетка. Воздух подается из отверстия под сеткой. Для регуляции автоматического потока воздуха можно установить кран, а вот механический следует регулировать самостоятельно.

http://youtu.be/RHxNb88Y4B8

Современные кузнечные горны поражают разнообразием, но принцип работы этих приспособлений одинаков и прост. Самостоятельное сооружение горна позволяет создать аппарат, максимально подходящий для специфики работы кузнеца. Не стоит забывать о мерах безопасности при сборке и эксплуатации кузнечного горна. Аппарат будет эффективно выполнять свою работу лишь при условии использования качественных материалов и правильного сбора всех частей.