Как устроен кузнечный горн, как самостоятельно сделать горн, горны газовые и на угле, из металла или кирпича, стационарные и мобильные, горны- это неотъемлемые элементы кузниц. Какая кузница без горна! Если только кузнец не работает исключительно по холодной ковке, без кузнечного горна не обойдется ни одна кузница.
Виды кузнечных горнов и их устройство
Горн в кузнечной мастерской — центральное место. Это неотъемлемый и основой элемент любой кузни, обойтись без которого нельзя. Научный и технический прогресс сделал возможным появление большого количества видов и конструкций кузнечных горнов. Здесь пойдет речь об основных представителях этого большого семейства.
Горны могут отличаться:
- •по типу установки — переносные или стационарные модели;
- •по способу подачи воздуха — с боковым соплом или центральной фурмой;
- •по конструкции очага — открытого или закрытого типа;
- •по виду топлива — на твердом, жидком или газообразном топливе;
- •по принципу работы — топливные или электрические.
Переносные горны
Имеют клепаную или сварную стальную станину. Иногда станина бывает литой из чугуна.
Сверху на станине находится выемка, выложенная огнеупорным кирпичом. На дне этой выемки установлена фурма, через которую посредством вентилятора или компрессора подается воздух.
Фурма должна быть литой, обычно грибообразной формы и иметь прорези, через которые в очаг нагнетается воздух. Прорези делают тонкими, чтобы шлак и уголь не попадали внутрь и легко счищались с поверхности фурмы.
Предназначены переносные горны для нагрева небольших заготовок и работ «на выезде», а также для тех, кто не располагает отдельным помещением и работает во дворе.
По конструкции очага чаще всего бывают открытого типа, хотя встречаются и закрытые.
Могут работать на угле и на пропане, но про газовые горны будет отдельный абзац.
Стационарный горн открытого типа
Представляет собой металлический каркас с литым столом в виде корыта, расположенном на уровне 700 – 800 мм от пола.
В столе выложен очаг из огнеупорного кирпича, по центру которого в днище стола вмонтирована фурма.
С передней стороны горна имеется бак с водой для охлаждения инструмента.
Воздух в горн подается от вентилятора по воздухопроводу, под давлением 150 – 200 мм водного столба.
Количество подаваемого воздуха можно регулировать специальным рычагом, изменяя сечение щели. Регулируя поток воздуха можно менять температуру в очаге горна.
Для удаления попавших в камеру фурмы кусочков угля и золы имеется специальная заслонка.
Сверху горна, над очагом, находится зонт, через который дымовые газы удаляются из горна в вытяжную трубу.
В качестве топлива используют коксующийся каменный уголь марок ОС, Т и К (ГОСТ 8180-75), кокс и иногда древесный уголь.
Для открытого горна, производящего около 100 кг нагретого металла в час, требуется от 30 до 50 кг/ч топлива, раньше эта величина составляла до 100 кг топлива на 100 кг металла. При таком расходе КПД составляет от 2 до 5 процентов, что весьма мало.
Иногда кузнецы в целях повышения производительности устраивают над очагом кучу из запекшегося угля в форме купола, в которую вставляют заготовку. Это позволяет быстрее нагревать металл и снижает рассеивание тепла.
Стационарный горн закрытого типа
При закрытом типе очага горн имеет несколько преимуществ:
- •меньше вероятность пожара;
- •температура вокруг горна ниже, что при работе в закрытом помещении весьма существенно;
- •производительность на 100 кг/ч нагретого металла составляет 10 -15 кг/ч топлива;
- •до температуры 1300°С заготовка разогревается за 30 -40 минут.
Однако при закрытой конструкции очага затруднена работа с длинными и объемными заготовками, особенно если требуется прогрев середины болванки.
Закрытый горн имеет камеру или топку, выложенную из огнеупорного кирпича, которая стоит на металлическом каркасе. Камера имеет топочный люк, рабочее окно для заготовок, колосниковую решетку или фурму для подачи воздуха.
Рабочее окно закрывается дверцей, которая работает от педали.
В верхнюю часть топки также подается воздух через специальные трубы — для дожигания горючих газов, которые не успели сгореть в очаге.
В задней стенке камеры иногда делают дополнительный люк для работы с длинными заготовками.
В верхней части также имеется зонт и дымоход для удаления продуктов сгорания.
Газовый горн
Представляет собой камеру из огнеупорного материала, в верхней части которой находится горелка, а в нижней специальный конус для завихрения газов и лучшего омывания и прогрева заготовок.
Работает на пропан-бутане, который из баллона подается в смесительный редуктор, где смешивается с воздухом от вентилятора и поступает в горелку.
Иногда сопло или горелка расположена сбоку.
Особенно часто такую модель используют в самодельных газовых горнах.
Предназначен газовый горн для прогрева концов заготовок небольших размеров. Очень часто используется в художественной ковке при изготовлении небольших изделий и декоративных элементов.
Электрическая печь сопротивления
Устроена так же, как и газовая печь, только вместо горелок установлены элементы, которые нагреваются от электрического тока.
Дымовые газы отсутствуют, как и каналы для их отведения.
Необходимость в подаче воздуха также отсутствует, поэтому вентилятора и фурмы нет.
Для нагрева болванки до 1300°С используют карборундовые нагреватели, для нагрева до 950°С — металлические тугоплавкие спирали или ленты.
Есть также контактные печи сопротивления, в которых ток пропускают через заготовку.
Регулируя напряжение вторичной цепи с помощью трансформатора, изменяют температуру нагрева.
Производительность печи сопротивления мощностью 50 кВт составляет до 130 кг/ч нагретого металла.
Индукционная печь
Имеет индукционный нагреватель в виде закрученной витками медной трубки, по которой циркулирует охлаждающая жидкость, и генератор тока высокой частоты.
При пропускании такого тока через индукционный нагреватель, вокруг него возникает переменное магнитное поле высокой частоты, которое индуцирует в заготовке вихревые токи, которые эту заготовку и нагревают. Это если коротко.
Процесс подачи и выгрузки заготовок обычно автоматизирован.
Используются в основном на заводах и в больших цехах, а также для плавки и литья металла.
Это основные типы кузнечных горнов. На самом деле их существует очень большое количество, как заводских, так и самодельных, ведь кузнецы — народ технически грамотный и творческий, а потому предела модельному ряду их творений нет и не будет.
