Принцип работы установки
Перед тем как приступить к сборке термической установки, нужно понимать принципы работы самодельного горна для ковки металла, чтобы упростить конструкцию печи для домашнего пользования. В основе работы прибора лежит энергетический выход при сжигании смеси углерода и кислорода, процент выделения металла в расплавленном виде. В процессе плавки углерод купирует реакцию окисления металла, постоянный поддув газа в топливо быстро повышает температуру в горне.
Разрабатывая чертеж будущего кузнечного приспособления, особое внимание следует уделить типу энергетического вещества, влияющего на конструкцию очага. По виду топливо для горна бывает:
- газовым (бутан, пропан);
- жидким (солярка, мазут);
- твердым (древесный уголь, кокс);
- смешанным (газово-жидким).
В зависимости от планируемой работы и размера заготовки термическая печь может быть с открытой или закрытой зоной очага. Домашнему мастеру следует помнить, что бытовой газ можно использовать в горне только после предварительной очистки от серы методом «прогонки» через жидкий нафталин. Изделия из прогретого газовой горелкой металла не могут использоваться в качестве нагружаемых деталей.
Основным требованием к обеспечению безопасности мастера является установка мощной принудительной вентиляционной системы, даже если для устройства кузнечного горна используется бытовой паяльный аппарат, работающий на баллонном газе. Прибор позволит заниматься изготовлением декоративных элементов интерьера и экстерьера в собственном гараже.
Что необходимо чтобы сделать?
Сначала инструменты. Хотя по большей части сборку делают из уже готовых элементов, необходимы:
- Ножовка по металлу.
- Дрель с набором сверл.
- Пассатижи, отвертка, напильники личной, бархатный либо соответствующие надфили.
- Набор плашек и метчиков с держателями.
- Слесарные тиски.
Из основных материалов понадобятся:
- Резиновый или силиконовый шланг для подключения устройства к баллону с газом.
- Два газовых вентиля: главный, открывающий подачу газа и регулировочный, служащий для изменения количества газа подаваемого в зону горения.
- Трубка с тонким отверстием на выходе— жиклер (форсунка).
Нередко, газовый жиклер называют ниппелем, что неправильно и противоречит принципу работы устройства. Ниппель — трубка с резьбой, нередко со встроенным клапаном. Служит для соединения деталей. Жиклер обеспечивает впрыск нужного количества топлива в смесительную камеру (к примеру — жиклер карбюратора).
- Трубки для тела изделия, камеры инжектора с соплом.
- Рукоятка.
Точный список определится при подробной проработке чертежей самодельной газовой горелки, исходя из заготовок, имеющихся в распоряжении.
Как горючее используют:
- пропан или пропан-бутановую смесь;
- метан или природный газ;
- ацетилен;
- водород.
У каждого газа свои особенности. Для бытовых, а также самодельных систем наиболее удобен ацетилен, пропан, а также его смесь с бутаном.
Водородный баллон достать довольно сложно, у метана давление выше, чем у бытового газа, ему необходим редуктор.
Как сделать горелку для газового горна
Помимо общих инструкций как сделать кузнечный горн, существуют правила по установке газовой горелки. Горелка газового горна может быть приобретена в магазине, а может быть сделана самостоятельно.
Горелку газового горна своими руками нужно делать с обязательным учетом требований к ней:
- поджиг газа должен быть вполне безопасным;
- горение должно быть устойчивым;
- стойкость к влажности внутри горна;
- безопасность при изменении тяги и риске взрыва горючего вещества.
Установка горелки производится через заранее подготовленное футеровочное отверстие. Устье горелки прикрепляется к конфузору, которое протягивают через стальную прокладку. Затем устанавливаются трубы для подачи газа и воздуха.
Газ подается на горелку от баллона или сети под контролем регуляторов. Пробный пуск газа проводят для проверки регуляторов и напора, следят за запахом.
Назначение частей горна
Теперь вернемся к списку в начале и посмотрим, что в горне для чего. А тогда уже возьмемся за изготовление горна по образцам, рассмотренным далее или самостоятельно, исходя из имеющихся в наличии материалов и возможностей.
В промышленности на футеровку стола идет преимущественно кварцевый огнеупорный кирпич, он при интенсивной рабочей нагрузке служит десятилетия. Самодельный горн обычно футеруют печным шамотным кирпичом, более дешевым и доступным. При нерегулярном пользовании его тоже хватит на годы.
Топливник с колосниковой решеткой, воздушной камерой с дренажом и подающим патрубком с вентилем образуют сердце горна – фурму. В промышленных образцах применяют сменные фурмы под разные способы нагрева и нагреваемые заготовки. Любителю или мастеру-индивидуалу чаще всего достаточно одной наглухо вмонтированной в стол с цельной перфорированной круглыми отверстиями колосниковой решеткой.
Воздушный дренаж необходим, чтобы точно и оперативно, не отрывая взгляда от заготовки, регулировать дутье. Недогретую деталь проковать не удастся и закалку она не примет; перегретая и пересушенная пойдет рваться под молотом, а в закалочной ванне ее поведет как минимум, а то и треснет. И уж во всяком случае окажется недопустимо хрупкой. Как по виду раскаленной заготовки определить ее готовность для ковки или закалки – разговор особый. Но опытные кузнецы знают, что перепустить лишний воздух в атмосферу нужно успеть за секунды.
Назначение камеры, или шатра, горна совместно с его зонтом и дымоходом – удалить дымовые газы из рабочей зоны. Их при подготовке угольной массы (см. ниже) выделяется предостаточно, и ни один для здоровья не полезен. Тяга в дымоходе нужна хорошая, т.к. переднее (рабочее) окно шатра и проемы для длинномера (трубы, металлопрофили) открыты постоянно.
Что касается закалочной ванны и газовоздушной камеры, то они могут быть, а могут и не быть, это уж по вашему усмотрению. Закалочная ванна обязательно нужна, если вы собираетесь ковать т. наз. дамаск, изделия из булатной стали. Им нужна термоударная закалка, т.е. из горна – мгновенно в ванну.
Газовоздушная камера в промышленности используется:
- Для дополнительной сушки и подогрева воздуха.
- Для очистки дутьевого воздуха от примесей и конденсата.
- Для введения в воздух газообразных легирующих присадок.
В домашних условиях супер-супер спецспавы не получают; проблема конденсата на производстве возникает при дутье от общей сети сжатого воздуха. В маломощном горне воздух достаточно нагревается, проходя через отверстия колосника фурмы, а очистить бытовой газ от серы можно, пропуская его сквозь слой нафталина, как сказано выше. В общем, делайте газовоздушник, не делайте, дело ваше.
Наконец, горнило. Это жаростойкий колпак, расширяющий зону предельно высокой температуры. Его ставят, если в горне плавят в тигле цветные или драгоценные металлы и сплавы (температура плавления золота 1060 градусов, серебра 960, меди 1080, латуни и бронзы 900), цементируют детали в муфеле и т.п. Искать дорогое готовое горнило нет смысла, в домашней кузне его вполне заменит десяток шамотных кирпичей, выкладываемых на сухую по детали. В такой комплектации самодельный горн заменит и дорогостоящую муфельную печь.
Твердотопливное устройство для кузни
Самой простой моделью твердотопливного устройства для частной кузни является уличная открытая печь, для оснащения которой не требуется установки вентиляционной системы. Сооружение конструкции предусматривает заливку армированного бетонного основания, в основе сооружения необходимо уложить стеновой кирпич. Стол устанавливается на удобной высоте, в одной стене оставляется отверстие для поддувала.
Горный под выкладывается из шамотного кирпича с опорой на стальные уголки, в средней части сооружения оставляется полость для колосника. Обеспечить достаточную тягу в очаге поможет дымоход или зонд, система подачи воздуха монтируются на завершающей стадии строительных работ. Усилить тягу поможет установка в дымоходе электрического вентилятора или монтаж кузнечных мехов.
В домашней кузнице емкость для закалки деталей и газовоздушная камера не являются обязательными элементами. Они могут пригодиться в том случае, когда в процессе работы с булатной сталью требуется проводить термическую или противоударную закалку. В газовоздушной камере проводится:
- сушка и подогрев кислорода;
- фильтрация кислорода от конденсата и посторонних примесей;
- смешивание воздуха с присадочными веществами для легирования стали.
Для плавки драгоценных металлов и создания сплава цветных металлов необходимо изготовление горнила из термостойкого материала. Выполненное в виде колпака устройство позволяет увеличить рабочую температуру в печи без риска перегрева заготовки и образования нагара.
Стационарный
Стационарные горны делают опытные мастера под свои антропометрические данные. Кусок раскаленного до оранжевого железа весом в несколько кило в клещах – предмет чрезвычайно травмоопасный, поэтому эргономика стационарного горна должна быть идеальной.
Берем размеры
Приблизительные размеры стационарного горна показаны на рис.
Примерные размеры кузнечного горна
Именно приблизительные, но высоту стола и его размеры нужно определить точно:
- Становимся ровно, ноги на ширине плеч. Правую свободно опущенную руку сгибаем в локте.
- Помощник измеряет расстояние от локтевого сгиба до пола. Добавляем к нему 5-7 см, это и будет высота стола.
- Теперь берем в ту же руку самые большие клещи, помощник измеряет расстояние от живота до концов их губок.
- Добавляем к нему 10-12 см, мы получили половину длины диагонали стола.
- Длину стороны квадратного стола берем равной 1,4 от длины полудиагонали (0,707 от полной диагонали).
Конструкция
Последовательность изготовления стационарного горна видна из рис. Воздушник фурмы с наддувом от пылесоса или улитки автопечки лучше опустить пониже, а заслонку воздушного дренажа при этом (пп. 4 и 5) сделать выдвижной вперед. Получится воздушный ресивер достаточно большой емкости, и заслонку можно будет выдвигать-вдвигать носком обуви.
Изготовление стационарного горна
Обратите также внимание на цельный колосник, поз. 2. Он в данном случае специальный для горнов
Секрет – в перекрещивающихся ложбинках, разделяющих плиту на квадратики. В них скапливается нагар. Если насверлить отверстия в гладкой плите, то их после каждой ковки придется прочищать стальным прутом
Он в данном случае специальный для горнов. Секрет – в перекрещивающихся ложбинках, разделяющих плиту на квадратики. В них скапливается нагар. Если насверлить отверстия в гладкой плите, то их после каждой ковки придется прочищать стальным прутом.
Но почему нельзя сделать колосниковую решетку наборной из планок, как в печке? Потому, что масса топлива спекается не однородно. В щелях между планками поток воздуха будет прыгать туда, где ему свободнее выйти. В том месте температура окажется выше, и вся заготовка может оказаться пересушенной пятнами. На-глаз мастер-любитель этого не заметит, но под нагрузкой местная хрупкость скажется. А пропускание воздуха сквозь двумерную регулярную структуру (печной колосник одномерный) уменьшает неравномерность воздухораспределения на порядок. Если колосник трехмерный, как показано на рис. с устройством горна в начале, то неравномерность распределения воздуха практически не сказывается.
Самодельная фурма с воздушным душем
А как быть, если негде взять спецколосник? Тогда приемлемый выход – полностью самодельная фурма с концентрическим расположением отверстий диаметром 8-10 мм, см. рис. справа, такая система не так быстро засоряется и дутье по площади обеспечивает более-менее равномерное. По принципу действия похоже на рассеиватель душа.
Наддувать воздушный душ пылесосом нельзя, топливо выдует. Нужно взять улитку от автопечки или подобную ей. Регулировать дутье дренажом в таком случае тоже нежелательно, оптимальный для равномерности дутья наддув слабоват. Нужно встроить в воздуховод дроссельную заслонку, а нижнюю крышку фурмы сделать съемной только для чистки.
Сделаем раму для кирпичей
Выложите кирпичи из которых будет сформировано дно вашего горна и вырежьте металлический уголок, который будет служить для него рамой. В нужных местах я сделал треугольные вырезы и согнул уголок. Так рама будет выглядеть более аккуратно. С тем куском уголка, который у меня был, не получилось сделать цельную деталь, так как его хватило лишь на три стороны. Однако если у вас есть лишь короткие отрезки, вы можете обрезать их под углом и сложить вместе, как раму картины.
Чтобы кирпичи надежно держались в необходимо прочное дно. Для этих целей я приварил пластину, которая закрывала внутренне отверстие рамы.
Назначение частей горна
Теперь вернемся к списку в начале и посмотрим, что в горне для чего. А тогда уже возьмемся за изготовление горна по образцам, рассмотренным далее или самостоятельно, исходя из имеющихся в наличии материалов и возможностей.
В промышленности на футеровку стола идет преимущественно кварцевый огнеупорный кирпич, он при интенсивной рабочей нагрузке служит десятилетия. Самодельный горн обычно футеруют печным шамотным кирпичом, более дешевым и доступным. При нерегулярном пользовании его тоже хватит на годы.
Топливник с колосниковой решеткой, воздушной камерой с дренажом и подающим патрубком с вентилем образуют сердце горна – фурму. В промышленных образцах применяют сменные фурмы под разные способы нагрева и нагреваемые заготовки. Любителю или мастеру-индивидуалу чаще всего достаточно одной наглухо вмонтированной в стол с цельной перфорированной круглыми отверстиями колосниковой решеткой.
Воздушный дренаж необходим, чтобы точно и оперативно, не отрывая взгляда от заготовки, регулировать дутье. Недогретую деталь проковать не удастся и закалку она не примет; перегретая и пересушенная пойдет рваться под молотом, а в закалочной ванне ее поведет как минимум, а то и треснет. И уж во всяком случае окажется недопустимо хрупкой. Как по виду раскаленной заготовки определить ее готовность для ковки или закалки – разговор особый. Но опытные кузнецы знают, что перепустить лишний воздух в атмосферу нужно успеть за секунды.
Назначение камеры, или шатра, горна совместно с его зонтом и дымоходом – удалить дымовые газы из рабочей зоны. Их при подготовке угольной массы (см. ниже) выделяется предостаточно, и ни один для здоровья не полезен. Тяга в дымоходе нужна хорошая, т.к. переднее (рабочее) окно шатра и проемы для длинномера (трубы, металлопрофили) открыты постоянно.
Что касается закалочной ванны и газовоздушной камеры, то они могут быть, а могут и не быть, это уж по вашему усмотрению. Закалочная ванна обязательно нужна, если вы собираетесь ковать т. наз. дамаск, изделия из булатной стали. Им нужна термоударная закалка, т.е. из горна – мгновенно в ванну.
Газовоздушная камера в промышленности используется:
- Для дополнительной сушки и подогрева воздуха.
- Для очистки дутьевого воздуха от примесей и конденсата.
- Для введения в воздух газообразных легирующих присадок.
В домашних условиях супер-супер спецспавы не получают; проблема конденсата на производстве возникает при дутье от общей сети сжатого воздуха. В маломощном горне воздух достаточно нагревается, проходя через отверстия колосника фурмы, а очистить бытовой газ от серы можно, пропуская его сквозь слой нафталина, как сказано выше. В общем, делайте газовоздушник, не делайте, дело ваше.
Наконец, горнило. Это жаростойкий колпак, расширяющий зону предельно высокой температуры. Его ставят, если в горне плавят в тигле цветные или драгоценные металлы и сплавы (температура плавления золота 1060 градусов, серебра 960, меди 1080, латуни и бронзы 900), цементируют детали в муфеле и т.п. Искать дорогое готовое горнило нет смысла, в домашней кузне его вполне заменит десяток шамотных кирпичей, выкладываемых на сухую по детали. В такой комплектации самодельный горн заменит и дорогостоящую муфельную печь.
Выбираем газ
Своими руками изготавливается исключительно газовая горелка на пропане, бутане или пропан-бутановой смеси, т.е. на газообразных насыщенных углеводородах, и атмосферном воздухе. При использовании 100% изобутана (см. далее) возможно достижение температуры пламени до 2000 градусов.
Ацетилен позволяет получить температуру пламени до 3000 градусов, но ввиду его опасности, дороговизны карбида кальция и необходимости в чистом кислороде как окислителе практически вышел из употребления и в сварочных работах. Получить чистый водород в домашних условиях возможно; водородное пламя от горелки с наддувом (см. далее) дает температуру до 2500 градусов. Но сырье для получения водорода дорого и небезопасно (один из компонентов – сильная кислота), но главное – водород не ощутим на запах и вкус, добавлять к нему меркаптановую отдушку нет смысла, т.к. водород на порядок скорее распространяется, а примесь его к воздуху всего в 4% уже дает взрывоопасный гремучий газ, причем воспламенение его может произойти просто на свету.
Метан не используется в бытовых газовых горелках по сходным причинам; кроме того, он сильно ядовит. Что касается паров ЛВЖ, пиролизных газов и биогаза, то при сжигании в газовых горелках они дают не весьма чистое пламя с температурой ниже 1100 градусов. ЛВЖ средней и ниже средней летучести (от бензина до мазута) сжигаются в специальных жидкостных горелках, напр., в горелках для дизтоплива; спирты – в маломощных пламенных приборах, а эфиры вообще не жгут – малоэнергичны, но очень опасны.
Выбираем газ
Своими руками изготавливается исключительно газовая горелка на пропане, бутане или пропан-бутановой смеси, т.е. на газообразных насыщенных углеводородах, и атмосферном воздухе. При использовании 100% изобутана (см. далее) возможно достижение температуры пламени до 2000 градусов.
Ацетилен позволяет получить температуру пламени до 3000 градусов, но ввиду его опасности, дороговизны карбида кальция и необходимости в чистом кислороде как окислителе практически вышел из употребления и в сварочных работах. Получить чистый водород в домашних условиях возможно; водородное пламя от горелки с наддувом (см. далее) дает температуру до 2500 градусов. Но сырье для получения водорода дорого и небезопасно (один из компонентов – сильная кислота), но главное – водород не ощутим на запах и вкус, добавлять к нему меркаптановую отдушку нет смысла, т.к. водород на порядок скорее распространяется, а примесь его к воздуху всего в 4% уже дает взрывоопасный гремучий газ, причем воспламенение его может произойти просто на свету.
Метан не используется в бытовых газовых горелках по сходным причинам; кроме того, он сильно ядовит. Что касается паров ЛВЖ, пиролизных газов и биогаза, то при сжигании в газовых горелках они дают не весьма чистое пламя с температурой ниже 1100 градусов. ЛВЖ средней и ниже средней летучести (от бензина до мазута) сжигаются в специальных жидкостных горелках, напр., в горелках для дизтоплива; спирты – в маломощных пламенных приборах, а эфиры вообще не жгут – малоэнергичны, но очень опасны.
Шаг 6: Каолиновая вата и огнеупорная плита
Основные материалы для теплоизоляции горна – каолиновая вата (керамическое одеяло) и огнеупорная (керамоволокнистая) плита. Вата продается разной толщины, я рекомендую использовать 2,5 см вату, с ней проще работать, чем с более толстой ватой. В этом горне я уложил два слоя каолиновой ваты 2,5 см толщины.
Огнеупорная плита, также толщиной 2,5 см, используется для задней и передней стенок горна.
Предупреждение: при работе с этими огнеупорными волокнистыми материалами обязательно используйте хороший респиратор и обязательно пропылесосьте рабочее место по завершении работы с ними, они не должны оказаться в ваших легких.
Горны на угле
Горны, которые в качестве топлива используют уголь, отличаются простым устройством и практичностью использования. Конструкция устройства этого вида состоит из таких рабочих частей:
- Крыша и стенки. Для их возведения применяют кирпич, обладающий огнеустойчивыми свойствами. Это может быть шамот или динас.
- Гнездо. Именно в нем и происходит нагревание рабочих заготовок.
- Зонт. Состоит из шторок, откидного типа. Его основное предназначение заключается в улучшении естественной тяги рабочего пространства.
- Задняя стенка. В ней проделываются специальные отверстия, через которые обеспечивается подача исходящего потока воздуха.
- Воздушный кран. Посредством его использования выполняется подача воздуха в гнездо горна.
- Короб. Для его выполнения используется жаропрочная сталь. С его помощью происходит соединение входного отверстия и гнезда.
- Закаленная емкость. Она может быть выполнена как из кирпича, так и из стали. Основное ее предназначение заключается в понижении температуры рабочих заготовок после их термической обработки. Благодаря этому можно исключить процесс образования на них термотрещин.
- Дымоход. Через него выводятся продукты сгорания топлива.
Подготовку горна к использованию нужно проводить в такой последовательности:
очистить гнездо от остатков золы и сгоревших углей;
продуть дымоход и каналы, по которым проходит воздух посредством использования сжатого воздуха. Для этого можно использовать обычный пылесос;
насыпать на дно гнезда горна немного угля
При этом следует обратить внимание на то, что отверстие, расположенное на дне короба, должно остаться открытым;
для облегчения процесса розжига рекомендуется на поверхность угля положить немного ветоши, смоченной жидкостью для розжига костров. Вместо ветоши можно использовать древесные опилки;
когда уголь хорошо разгорится, можно понемногу подсыпать уголь небольшими порциями;
теперь необходимо открыть кран подачи воздуха и установить его посредине положения;
как только уголь станет прогорать, можно повысить интенсивность подачи потока воздуха;
при образовании на поверхности угля корки можно приступать к прогреву рабочей заготовки и подготовки ее для работы.
Так как температура под коркой выше, чем на ее поверхности, заготовка помещается непосредственно под корку. Если толщина корки достигает больше 5−10 мм, ее рекомендуется разрушить. В противном случае уровень теплопроводности становится меньшей.
Для того чтобы заготовка прогрелась равномерно по всей площади, ее необходимо периодически переворачивать
Стоит также обратить внимание на цвет огня. Он должен быть равномерный, а также иметь одинаковый цвет
САМОДЕЛКИН ДРУГ
Уважаемые посетители сайта «Самоделкин друг» сегодня мы с вами рассмотрим, как сделать кузнечный горн из газового баллона своими руками… Кузнечный горн сделанный из газового баллона будет незаменимым помощником в вашей мастерской, при помощи него вы сможете раскалить до красна металл и выковать к примеру нож, или топор, так же можно заняться художественной ковкой и делать эксклюзивные вещицы на заказ.
Данный горн имеет корпус от небольшого газового баллона на 25 литров, торцевые стенки с него срезаны при помощи болгарки. Горн имеет 2 слоя керамического одеяла (оно огнеупорное и не горит) дополнительно покрытое термостойкой футеровкой. Нижняя часть внутри горна выложена огнеупорными шамотными плитами (можно использовать огнеупорный кирпич) снизу они так же обложены керамическим одеялом. Огнеупорный кирпич используется при кладке печей
В верхней части баллона проделано отверстие и вварен небольшой сгон, он необходим для установки сопла газовой горелки. Питание пламени идет от обычного газового баллона с пропаном. Температура внутри горна может превышать 1000 с° что оптимально для разогрева металла до красна.
Давайте рассмотрим, что конкретно понадобиться для сборки кузнечного горна из баллона.
Материалы
- газовый баллон 25 л
- керамическое одеяло
- футеровка
- огнеупорный цемент
- шамотный кирпич или плита
- термостойкая краска
- сгон
- газовая горелка
- листовой металл 2 мм
Инструменты
- сварочный аппарат
- дрель
- болгарка (УШМ)
- молоток
- канцелярский нож
- респиратор и средства защиты
- кисть
Пошаговый процесс сборки кузнечного горна из газового баллона своими руками.
Первым делом следует подготовить все необходимые составляющие, а именно баллон и предварительно его обезвредить и слить остатки газа, заполнить водой, промыть. Читайте нашу статью, о том как правильно и безопасно разрезать газовый баллон. Керамическое одеяло -это отличный материал для горна, но работать с ним следует в респираторе и резиновых перчатках.
На подготовленном и безопасном баллоне делаем разметку, чтоб потом спилить торцы.
По намеченному контуру проходим болгаркой (УШМ)
Тоже самое и со второго торца. Затем высверливаем отверстие под установку сгона в который будет вставляться газовая горелка. Далее берется огнеупорный кирпич или плита и укладывается в нижнюю часть корпуса горна. Для кладки используем жаропрочный цемент.
После чего приступаем к разрезанию керамического одеяла, предварительно одев респиратор и резиновые перчатки в целях индивидуальной защиты.
Вкладываем сначала первый слой одеяла в корпус кузнечного горна.
Затем сразу же второй слой.Прорезаем отверстие в сгоне разрезая одеяло. Далее делается заслонка. Далее нужно полученные стенки обработать футеровкой, к примеру вот такой.
Необходимо будет подготовить емкость и немного воды чтоб приготовить жидкий раствор.
После чего тщательно промазываем всю поверхность одеяла, чтоб не осталось пробела. Как только высохнет футеровка, так сразу можно и опробовать новый горн в действии. Вставляем сопло газовой горелки в сгон на верхней части корпуса и обязательно фиксируем, чтоб во время работы горелка не вылетела, а стабильно выделяла пламя и высокую температуру. Вот такой кузнечный горн можно собрать у себя в мастерской или же в гараже, благодаря ему вы сможете ковать железо, ножи, топоры или делать отливки из легкоплавких металлов, заняться кузнечным творчеством. Вообщем вещь хорошая и нужная
Виды и классификация
По назначению устройства разделяют на профессиональные и бытовые.
К первым относятся:
- Горелки для работы связанных с обработкой металла: для пайки, кузнечных, сварочных.
- Устройства для общестроительных, дорожных работ, устройстве кровли, работах по обжигу дерева, очистке от старой краски.
- Технологическое оборудование различного назначения. К примеру, сушильные камеры, инструменты пищевой промышленности.
Из бытовых это газовая плита, форсунки домашних печей, отопительных котлов, газовые конвекторы.
К бытовым можно отнести устройства домашней мастерской. Именно тут чаще всего встречаются горелки своими руками не только изготовленные, но изначально спроектированные под выполнение специфических задач.
Устроены они по двум основным схемам:
- инжекторные или инжекционные;
- с полным предварительным смешиванием рабочей смеси, или эжекционные.
В первом типе воздух (или кислород) захватывается подаваемой струей газа. У вторых получение газовоздушной смеси происходит в предварительной камере.
Принцип работы установки
Перед тем как приступить к сборке термической установки, нужно понимать принципы работы самодельного горна для ковки металла, чтобы упростить конструкцию печи для домашнего пользования. В основе работы прибора лежит энергетический выход при сжигании смеси углерода и кислорода, процент выделения металла в расплавленном виде. В процессе плавки углерод купирует реакцию окисления металла, постоянный поддув газа в топливо быстро повышает температуру в горне.
Разрабатывая чертеж будущего кузнечного приспособления, особое внимание следует уделить типу энергетического вещества, влияющего на конструкцию очага. По виду топливо для горна бывает:
- газовым (бутан, пропан);
- жидким (солярка, мазут);
- твердым (древесный уголь, кокс);
- смешанным (газово-жидким).
В зависимости от планируемой работы и размера заготовки термическая печь может быть с открытой или закрытой зоной очага. Домашнему мастеру следует помнить, что бытовой газ можно использовать в горне только после предварительной очистки от серы методом «прогонки» через жидкий нафталин. Изделия из прогретого газовой горелкой металла не могут использоваться в качестве нагружаемых деталей.
Основным требованием к обеспечению безопасности мастера является установка мощной принудительной вентиляционной системы, даже если для устройства кузнечного горна используется бытовой паяльный аппарат, работающий на баллонном газе. Прибор позволит заниматься изготовлением декоративных элементов интерьера и экстерьера в собственном гараже.
Рабочее колесо
Сначала сделаем рабочее колесо. Само колесо состоит из лопастей, которые скреплены между собой, а посередине колеса должна быть ступица для крепления двигателя. В качестве колеса подойдет круг из любого материала (дерево, пластмасс и другие). Лопасти можно вырезать из нержавеющей стали необходимого диаметра и прикрепить к кругу любым удобным способом. Для простоты процесса изготовления может понадобиться чертеж с размерами. Вот приблизительный вариант чертежа:
Вот так выглядит самодельный вентилятор, хотя количество лопастей и размер может быть иным.
Рабочее колесо готово, теперь переходим к корпусу. Вентилятор будет иметь форму улитки, поэтому поддув, нередко называют улитка для горна.
Устройство пропановой горелки
Перед тем, как приступать к самостоятельному изготовлению газовой горелки стоит разобраться с ее конструктивными особенностями и принципом работы.
Как правило, пропановая горелка состоит из следующих элементов:
- корпус;
- рукоятка;
- распределительное сопло;
- газовый шланг;
- газовая трубка;
- баллон с пропаном;
- редуктор;
- хомуты для крепления.
Это основные элементы, которые будут присутствовать в самодельном устройстве. Но в зависимости от выбранной модификации конструкция может немного меняться
Для открытия/закрытия подачи газа используется запорный кран. Он находится за основным вентилем. Регулировка интенсивности пламени выполняется при помощи рабочего крана.
На один конец газового шланга, по которому происходит подача газа, крепится специальная насадка, на конце которой расположен ниппель. Ниппель вместе с газовой трубкой помещаются в металлический стакан, где собственно и происходит создание горючей смеси.
Далее горючая смесь через сопло под давлением поступает в область сгорания. Для поддержания равномерного процесса горения в сопле специально предусмотрены отверстия.
Можно обустроить кузнечный горн и на жидком топливе, используя в качестве последнего отработку, солярку или мазут.
Сложность заключается в подаче нужного количества топлива в камеру сгорания.
Собирая такую печь, монтируют бак для горючего и систему его подачи в очаг — форсунку. Главная проблема заключается в том, чтобы топливо распрыскивалось в мелкую пыль, тогда система будет эффективной.
Некоторые специалисты рекомендуют для этого использовать топливный тракторный насос.
Для более высокой температуры потребуется обустроить и подачу воздуха. Лучше всего использовать электрический вентилятор.
Однако кузнечная печь на жидком топливе довольно сложная в обслуживании и сборке. Намного проще собрать газовый аналог, да и топливо обойдется намного дешевле, а потребуется его меньше. Но некоторые мастера собирают такие печи и используют для своей кузни.
Конечно, при запланированном производстве более массивных изделий лучше всего делать стационарный кирпичный горн с мощным поддувалом и вытяжкой.
Также немаловажным моментом будет выбор топлива. Газ более дешевый и простой вариант, уголь (древесный или каменный) несколько сложнее в использовании и его нужно большее количество в пересчете на массу заготовки. Что выбрать — зависит от Вашего предпочтения и доступа к запасам горючего.
Для того, чтобы принять участие в обсуждении данного материала, перейдите к комментариям этой статьи. Оставьте свои замечания, подкрепленные опытом сборки и использования различных конструкций кузнечных горнов.
Кузнечный горн из газового баллона – это незаменимый помощник в вашей мастерской. Такой горн дает возможность раскалить до красна металл, ковать ножи, топоры, заниматься художественной ковкой и создавать оригинальные предметы под заказ.
Вверху баллона сделано отверстие со вваренным сгоном небольшого размера, который позволяет устанавливать сопло газовой горелки. Для питания использован обычный газовый баллон с пропаном. Температура внутри в горне может быть выше 1000°C – это оптимальный показатель, при котором металл накаляется до красна.
Устройство промышленных вентиляторов
Изготовленные промышленным способом горны в основном снабжены центробежными (радиальными) вентиляторами для обдува воздухом. Они просты в устройстве и обеспечивают равномерный режим продувки.
Вентилятор для кузнечного горна такого типа часто имеет корпус, который выполнен в форме улитки. Его внутреннее устройство и принцип работы изображены на рисунке, где а) — это внешний вид, б) — устройство и расположение внутренних деталей.
Принцип работы «улитки» состоит в следующем:
- Внутри кожуха (3) корпуса вентилятора на оси размещено колесо вращения (1), снабженное лопастями (2).
- Форма лопастей и направление вращения колеса создают движение потока воздуха в трубу (4) в направлении зоны горения.
- Направление потока воздуха предусмотрено от расположенного в центральной части корпуса улитки отверстия к ее конечному витку, имеющему сужение. За счет этого напор воздуха усиливается.
Примером промышленного изделия является вентилятор распространенной марки VT1-2, выпускаемой под брендом «Blacksmith».
Он предназначен для обдува как стационарного, так и переносного горна с полностью открытой верхней частью. Диаметр для подсоединения трубы такого устройства равен 50,8 мм, питание осуществляется от сети в 220 В, мощность потребления — 150 Вт, рабочее колесо вращается со скоростью 3000/3600 об/мин.
Максимальный напор (давление) воздушной струи в подводящем отверстии равен 490 Па. Вентилятор имеет габариты 225х180х225 мм и вес 2.65 кг.
Корпус вентилятора выполнен путем литья и отличается повышенной прочностью. Работает аппарат практически бесшумно, легко подсоединяется к горну.
Привод вентиляторов для горна
Вращение колеса вентилятора с лопастями осуществляется с помощью привода:
- электрическим способом;
- ручным усилием;
- комбинацией способов.
При использовании электрического привода вращение осуществляется с помощью электродвигателя, преобразующего энергию электричества в механическую энергию вращения.
Ручной способ предполагает простое вращение ручки редуктора планерного типа.
Этот вариант обычно является запасным и используется при отключении электричества и невозможности применения установленного электродвигателя.
На рисунке показаны приводы: а) — ручным способом, б) — с использованием электродвигателя.
1— ремень на шкиве;
2 и 3 — передающие шестерни;
4 — ручка вращения;
5 — электродвигатель.