Газовая горелка для горна своими руками: чертежи, схемы, фото, видео

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.

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.

Шаг 12: Использование горна

Наденьте защитные очки и поставьте рядом огнетушитель. Чтобы разжечь пламя, используйте специальную длинную зажигалку для гриля и поднесите огонек прямо к отверстию с трубкой горелки. Медленно открывайте вентиль подачи газа, в горне должно появиться пламя. Пока оставьте маленькое пламя.

Высохшее керамическое покрытие необходимо запечь. 15-20 минут дайте горну постоять на низкой температуре, чтобы керамический состав и волокна огнеупорных материалов «устоялись».

Горн готов к использованию. Поднимите температуру, чтобы проверить работоспособность горна.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Уважаемые посетители сайта «Самоделкин друг» сегодня мы с вами рассмотрим подробную пошаговую инструкцию по созданию переносного кузнечного горна работающего на пропане своими руками. Кузнечный горн использующий в качестве топлива пропан намного эффективнее чем угольный горн, так же неоспоримое преимущество в том что его можно переместить в любое место вашего гаража или мастерской, так же не требует дополнительной подачи воздуха.

В данном случае ГАЗОВЫЙ ГОРН представляет сабой металлоконструкцию из уголка, профтрубы и листового металла 2 мм. Камера горна выложена огнеупорным кирпичом что дает ей возможность выдерживать максимальные температурные нагрузки и при этом шамотный кирпич обладает низкой теплопроводностью, что дополнительно повышает КПД горна.

Имея в своей мастерской небольшой кузнечный горн вы сможете ковать всевозможные изделия: ножи, топоры, зубило, керно и многое другое, если вы творческий человек.. то вполне можно заняться художественной ковкой.

И так, давайте рассмотрим пошаговый процесс сборки горна.

Материалы

уголок
проф-труба
листовой металл 2 мм
огнеупорный кирпич
газовая горелка
баллон с газом (ПРОПАН)

Инструменты

сварочный инвертор
дрель
УШМ (болгарка)
линейка и маркер
молоток
хомутатель или плоскогубцы

Пошаговая инструкция по сборке кузнечного газового горна своими руками.

Первым делом делаем основание камеры из уголка 50х50, в местах сгиба нужно выпилить угол. Сгибаем. Получилось основание для укладки огнеупорного кирпича. Нижнюю часть завариваем листовым металлом 2 мм. Выкладываем огнеупорный кирпич. Привариваем ножки из про-трубы. Затем необходимо сделать отверстие в основании под установку сопла газовой горелки. Сверлим отверстия в кирпиче. Так же нужно прожечь отверстие в металле. Устанавливаем горелку. Затем навариваем уголки по углам и делаем стенки с крышей. Верхнюю часть гона следует покрыть металлом 2 мм. Рукоять газовой горелки прикручиваем и фиксируем к основанию ножек горна. Далее останется только подсоединить через гибкий резиновый шланг газовый баллон и модно начинать работать с металлом, к примеру из куска железа выковать нож. Вот такой кузнечный газовый горн запросто можно сделать своими руками и заняться к примеру художественной ковкой малых изделий из металла.

На другом топливе

Так работает стародавний угольный горн. Первоначально его топили древесным углем, потом – коксом. То и другое – почти чистый углерод. В принципе горн можно топить и дровами, дав им предварительно прогореть до углей, т.е. до древесного угля; как – посмотрим далее.

Устройство горна много упрощается, если на топливо взять очищенный моногаз, пропан или бутан. Они состоят из углерода и водорода, который тоже отличный восстановитель и, соединяясь с кислородом, дает еще больше тепла. Причем газ можно смешивать с кислородом воздуха заранее, еще в горелке. Как устроены газовые горелки для горна, мы тоже далее разберемся, а пока констатируем факт: газовый горн из кирпича можно собрать на скорую руку, лишь бы горелка была, см. рис. (Как сделать самому газовый горн, также можно посмотреть на видео в конце раздела).

Простые газовые горны из кирпича

Однако это касается только чистых моногазов промышленного назначения. Бытовой природный газ, во-первых, состоит из смеси насыщенных и ненасыщенных углеводородов, имеющих для полного сгорания разную потребность в кислороде и разное тепловыделение. Т.е., настроить тут оптимальную подачу воздуха для нагрева металла под качественную закалку или цементирование принципиально невозможно.

Во-вторых, в составе природного газа в ничтожных количествах есть сера, кремний, фосфор. Хотя бы в виде искусственно вводимой в бытовой газ для немедленного обнаружения утечки «отдушки» – меркаптана. Если фосфор и кремний при точной дозировке еще могут быть полезны (первый – для поверхностного фосфатирования; второй – для улучшения магнитных свойств), то сера – злейший враг стали, начисто убивающий ее эксплуатационную ценность, причем необратимо, для восстановления нужна полная переплавка.

Поэтому бытовой газ как топливо для горна можно использовать, во-первых, только после очистки от серосодержащих соединений. Простейший, но отнюдь не бесплатный ее способ – пропустить газ из баллона, прежде чем подавать в горелку, через емкость с нафталином. Он до серы охоч не менее, чем углерод до кислорода. Во-вторых, нагревать в газовом горне только не ответственные и не нагружаемые в дальнейшем детали; скажем, декоративные элементы художественных металлоизделий.

Как сделать газовый горн своими руками

Основным требованием к конструкции является легкость и практичность. Благодаря этим качествам оборудование можно будет легко перемещать с места на место.

Для достижения требуемого результата газовый горн складывают из огнеупорных блоков – в их роли выступает либо огнеупорный кирпич, либо так называемый шамотный.

Процесс того, как сделать газовый горн, складывается из нескольких этапов:

Подготавливаются огнеупорные блоки или кирпичи.
Создается корпус горна – количество используемых деталей может варьироваться в зависимости от сложности и размеров выбранной конструкции.
Обрабатывать корпус можно ножовкой или любым другим инструментом.
Щелей между отдельными блоками или кирпичами быть не должно – все элементы должна прилегать максимально плотно друг к другу.
Из половины кирпича или блока в передней части конструкции создается небольшой порог, позволяющий поддерживать в горне высокую температуру.
В задней части прорезается небольшое отверстие прямоугольной формы, которое будет служить для вентиляции. Кроме того, такой вырез позволит работать с длинными металлическими заготовками.
В боковой стене вырезается отверстие по диаметру газовой горелки.

Газовый горн после выполнения описанных манипуляций можно считать завершенным. Для его работы потребуется только газовая горелка и испытание всего устройства на практике.

Советы по эксплуатации

Перед началом работы необходимо проверить наличие тяги, её отсутствие может привести к отравлению угарным газом. Запрещается определять наличие тяги с помощью открытого огня, поскольку это чревато взрывом. Безопаснее всего проверить с помощью тонкого бумажного или тканевого лоскутка. После проверки открывают общий кран на газопроводе, перекрывая первичную подачу воздуха.

Затем поджигают горелку и проверяют качество пламени — пламя должно быть спокойным, ровным, не отрываться от горелки, не проваливается внутрь и не иметь фиолетового оттенка. По окончании работы сначала перекрывают первичную подачу воздуха, после чего закрывают кран горелки и перекрывают общий доступ газа.

Подробнее про горелку для горна смотрите в видео ниже.

Переносной

Следующая конструкция – переносной горн из… гусятницы. Конструкция ясна из рис. Футеровка – шамотный мергель в смеси с шамотным песком (молотым боем шамотных кирпичей, есть в продаже). Обжиг футеровки после сушки – по ходу работы.

Переносной горн из гусятницы

Наддув не обязательно вентилятором от ручной сирены, как на рис. Можно использовать любой подходящий, см. далее, присоединив его металлогофром. Это, кстати говоря, сделает работу с длинномером удобнее. В таком случае на глухом конце воздуховода необходим воздушный дренаж вроде того, как для передвижного горна, о котором еще будет сказано.

Возможности горна из гусятницы пошире, чем у 6-кирпичного, т.к. рабочее пространство больше и открыто сверху. Но появляются и существенные недостатки:

Неразборная конструкция: при прочистке фурмы (см. далее о стационарном горне) нагар падает вниз и засоряет перфорацию воздуховода, даже если ее отверстия ориентированы вбок или вниз. Для чистки приходится ломать футеровку.
Работает только на коксе или древесном угле, т.к. стола с пространством для выжигания нет.
Дорогая эксплуатация: расход карбона сравним с таковым угля в настоящих горнах.
Невысокая рабочая температура, до 900 градусов, т.к. не обожженная толком футеровка при большей трескается.

О кавалерии и швейных машинах

Кавалерийский горн

Когда-то каждый эскадрон кавалерии всех армий мира имел на хозяйстве переносной горн с ножным приводом от кривошипно-шатунного механизма для ковки подков и подковных гвоздей. Его так и называли кавалерийским, см. рис. Если говорить об энергонезависимых горнах, то это куда удобнее, чем вентилятор от сирены: обе руки свободны. Да еще смекалистые конники приучали лошадей давить на педаль копытом.

Ныне кавалерийский горн можно увидеть разве что в музее РККА. Но – проявим и мы смекалку – старые швейные машинки с ножным приводом еще эксплуатируются и продаются. А это – тот же кривошип с ведущим шкивом подходящего диаметра и прочная станина для стола. Плюс колесики, на которых горн катать можно.

Устройство кузнечных мехов

Какой нужен вентилятор?

Ниже мы перейдем к конструкциям уже вполне функциональным, для которых требуется полноценное дутье. И электричество для вентилятора найдется везде. Но какой нужен вентилятор для горна? Когда-то горны поддували мехами; кому любопытно, как кузнечные мехи устроены, см. рис. справа.

Что касается производительности, то для стационарного горна на коксе вполне хватит 200-250 л/мин. Т.е., мощность мотора вентилятора достаточна от 80-100 Вт.

Существенно важнее то, что нам нужно протолкнуть воздух сквозь довольно плотную массу спекшегося топлива

Поэтому при выборе вентилятора прежде всего нужно обратить внимание на создаваемое им давление при нулевой производительности, т. наз

предельное давление. Смысл этого параметра прост: предельное давление вентилятор создаст, нагоняя воздух в замкнутую полость.

Для горна нужно предельное давление от 220-230 мм. рт. ст., что соответствует примерно 0,3 ати. Осевые вентиляторы (крыльчатки) такое создают только промышленные, типа ВН-2 или его аналогов. Бытовые вытяжные и промышленные охлаждающие по предельному давлению вообще не нормируются и, как правило, нужного не создают.

Кроме того, нагоняют они воздух до предельного давления медленно, за минуты, а при тонких ковочно-кузнечных работах дутье нужно менять за секунды. Ставить ресивер бесполезно: при открывании вентиля воздух в нем расширится по адиабате, что при 0,3 ати даст только пшик.

Итого вывод: для наддува горна нужен центробежный вентилятор-улитка. Спецификацию можно и не смотреть, нужное предельное давление даст любой центробежный вентилятор по самому принципу своего действия. Лучше всего брать улитки от систем радиационной защиты военной техники, у них и производительность высокая. Правда, питание – 12, 24 или 27 В постоянного тока, так что понадобятся трансформатор и выпрямитель соответствующей мощности.

Отлично подойдет любой старый бытовой пылесос, но тут нужно учесть, что его мощность почти всегда будет избыточна. Уменьшать ее ЛАТРом или тиристорным регулятором не следует: мотор будет работать в тяжелом режиме чрезмерного скольжения ротора и ресурс и так подызношенного старика окажется невелик. Лучше всего в фурме сделать широкий воздушный дренаж, как в далее описанном стационарном горне.

Полезные советы

Несколько секретов для улучшения работы горна:

Задняя стенка с вырезом улучшит вентиляцию и даст возможность работать с длинными заготовками.
Металлическая подставка под горн сделает работу более удобной.
Для работы с разными по размеру заготовками удобнее использовать несколько разных по размеру стоящих рядом горнов. Воздух подводится при помощи гибких шлангов для быстроты переключения между горелками.
Каждая «магистраль» должна иметь запорную арматуру. Для плавной регулировки следует отказаться от шаровых вентилей.

После завершения процесса монтажа необходимо произвести тестовый запуск газа в горн. Малейший запах — это сигнал неправильной установки. Для дальнейшей безопасной эксплуатации конструкции требуется выяснить и устранить причину утечки. Проверку следует проводить при достаточном проветривании помещения.

Виды газовых горелок

Существует несколько конструктивных разновидностей пропановой горелки:

Вихревая

Потоки воздуха перемешиваются направляющими спиральными пластинами. Полностью перемешивание проходит в области устья, что обеспечивает отличное регулирование при минимальных потерях давления. Но изготовление подобной горелки трудоёмкое из-за сложности конструкции.

Инжекционная газовая горелка

Её особенности: самостоятельное затягивание газа, простота конструкции и низкая экономичность (соотношение компонентов регулируется в небольшом диапазоне значений). Изготовленная своими руками, она повлечёт работу при недостатке воздуха.

Тангенциальный тип

Течение газа происходит вдоль оси, потока воздуха — по касательной относительно корпуса смесителя. Отличается интенсивностью смешивания и высокой потерей давления, обусловленной завихрениями. Воздух в горн подаётся неравномерно, его больше в области контакта нагреваемой заготовки с подом печи. Это приводит к повышению угара и образования окалины. Хороши такие горелки своей простотой и надёжностью.

Сочетание тангенциального и прямого подвода обеспечивает наилучшую регулируемость горючей смеси: длина факела изменяется в зависимости от количества воздуха, который подаётся между внутренним и внешним каналами. Это даёт возможность контролировать время нагрева деталей для ковки. Отличается большими размерами, что не подходит для использования в малых горнах, и технической сложностью изготовления.

Бензиновая горелка для пайки своими руками

Приобретение готовой газовой горелки не всегда возможно (по различным причинам). В таком случае полезно будет знать, что изготовить бензиновую горелку для пайки можно самостоятельно. Отметим, что самодельные бензиновые аппараты ничуть не хуже покупных. Аппарат, выполненный своими руками, такой же результативный.

Если к носику бензиновой горелки поднести спичку в зажженном состоянии, вы сможете увидеть моментально вспыхнувший огонь. Устойчивое сгорание бензина будет продолжать в течение пяти минут (+/-2 минуты). Температура пламени на его кончике будет достигать более 1000° С.

Отметим, что подобной горелкой можно без особого труда плавить твердые припои, производить термическую обработку мелкого инструмента, плавить различные металлы, припои, и даже размягчать стекло.

Многие детали газовой самодельной горелки изготавливать не придется, так как их можно позаимствовать из других вещей. Например, такие самодельные детали, как резиновая груша, можно выполнить из пульверизатора.

Корпус;
Втулка с крючком;
Трубка;
Упор;
Ручка;
Резиновое кольцо;
Воздушный шарик;
Ручка;
Резиновая груша;
Наполнитель.

Корпус горелки можно выточить на токарном станке

В качестве материала для изготовления этой важной детали может быть использована сталь любой марки
Стоит обратить внимание на то, что корпус детали составной (один торец открыт, а другой – закрыт пробкой). В пробке есть отверстие, диаметр которого составляет на 0,1 миллиметра больше наружного диаметра трубки
При помощи этого качества корпус может перемещаться по трубке достаточно туго, при этом сохраняя герметичность.
Внутри корпуса необходимо установить кольцо из металлической сетки и шлаковаты.
Далее необходимо изготовить втулку с крючком и упор

Для этого можно использовать стальной лист.
Ручка горелки, без которой не обходится бензиновый аппарат, вырезается из бука или дуба.
Отверстия под трубки (2 шт.) высверливаются очень аккуратно. Таким образом, оси отверстий должны выйти строго параллельными. Готовая ручка обрабатывается наждачной бумагой, после чего покрывается несколькими слоями бесцветного лака.
Далее необходимо, чтобы конец трубки, который пропущен внутрь корпуса, образовал форсунку. Если есть твердый припой ПМЦ-54 (отлично схватывается со сталью), постарайтесь запаять им конец трубки, после чего просверлить по оси трубки отверстие 0,2 миллиметра (диаметр). Припой можно изготовить самостоятельно. Нужно сказать, что припой состоит из меди и цинка. Для того чтобы получить цинк, можно воспользоваться стаканчиками от старой электрической батарейки. Надо освободить стаканчик от содержимого, после чего прокалить его на огне. Далее нужно опустить его в холодную воду, а затем – в слабый раствор соляной кислоты. Чистый стаканчик разрезается ножницами на кусочки. Таким образом, получаем цинк. Теперь дело за медью. Для этого выполните следующее: возьмите медну проволоку; отожгите ее на огне; мелко нарежьте проволоку при помощи ножниц. Теперь можно засыпать кусочки меди и цинка в тигель, придерживаясь равных пропорций, после чего необходимо посыпать бурой. Сплавить металлы можно на горелке. После этого понадобится охладить полученный брусочек, закрепить его в тисках. Затем драчевым напильником опилить его со всех сторон. Полученные опилки необходимо смешать с бурой.

https://youtube.com/watch?v=uCl-xY5eBwk

Подобные самодельные бензиновые горелки будут отлично работать, если всё сделать правильно

Обратите внимание: если вы не имеете достаточно опыта в работе с горючими материалами, желательно воспользоваться покупными бензиновыми горелками

Устройства, работающие на газе

Отличительной чертой данного вида горнов является то, что подготовить их к работе намного проще, чем кузнечные горны, работающие на твердом топливе.

Если говорить о конструкции горнов газового типа, она состоит из таких элементов:

Камера. Для ее изготовления используется материал, обладающий огнеупорными свойствами. С внешней стороны камера обкладывается сталью с жаростойкими свойствами.
Заслонка передняя. Ее открывание обеспечивается посредством использования противовеса или шарниров. Для того чтобы имеет возможность наблюдать за тем, что происходит внутри камеры, в одной из ее стен монтируется небольшое смотровое окно.
Под. Для его изготовления используется шамотный кирпич, обладающий жаростойкими свойствами.
Горелка. Возможно использование горелок нескольких типов. При определении типа горелки главным фактором является разновидность газа, который используется. Например, если в качестве топлива применяется смесь пропан-бутана, используется горелка диффузного типа. Горелки этого типа гарантируют равномерность нагрева рабочей заготовки, а также образование минимального количества угара.
Редуктор смесительный. Воздух входит в газовую смесь, которая находится в баллоне.
Сопло. Его форма имеет непосредственную зависимость от формы заготовок, которые будут использоваться в процессе работы.
Решетка колосников. Ее предназначение заключается в повышении показателя тяги, а также в обеспечении сбора окалин.
Вентилятор. С его помощью воздух нагнетается к горелке.

Использование газовых горнов возможно при соблюдении таких правил безопасности:

помещение кузнецы необходимо периодически проветривать, дабы предотвратить скопление газа;
возле горна не допускается располагать устройства, в которых находится кислород или смеси, содержащие его;
посредством использования газоанализатора необходимо проверить окончательное сжигание газа перед новым запуском горна.

Устройство горна

Классический производственный горн устроен следующим образом, см. рис справа:

Устройство кузнечного горна

стол горна из огнеупорного материала;
топливник (очаг) с колосниковой решеткой;
воздушная камера;
воздушный дренаж;
подающий воздуховод;
воздушный вентиль;
камера (шатер) горна;
окно для подачи длинномерных заготовок;
зонт горна;
дымоход (газоотвод);
съемное горнило;
закалочная ванна (бадья, лохань);
газовоздушная камера.

Принцип действия горна

Чтобы самому сделать горн и успешно им пользоваться, разберемся, как работает горн, что в нем к чему и что в нем можно удешевить и упростить в условиях домашнего использования без ухудшения качества обработки металла. В основе работы горна лежит химическая реакция горения углерода 2C + O2 = 2CO2 + 188,1 ккал. По ее энерговыходу (94,05 ккал/моль, т.е. 12 г С, полностью сгорев, дадут 94,05 ккал тепла) видно, что углерод – весьма сильный восстановитель, т.е. жадно соединяется с кислородом.

Это свойство углерода с незапамятных времен используется в металлургии для выплавки железа и других металлов: их руды часто представляют собой соответствующие окислы или их производные соединения. Углерод бесцеремонно обирает себе кислород, и обездоленному металлу не остается ничего иного, кроме как выделиться в свободном виде.

В кузнечном горне восстановительная способность углерода также используется отчасти, как препятствующая окислению заготовки. Попросту, чтобы металл не сгорел. Но не менее здесь важна высокая теплотворная способность углерода: поддувая в массу топлива достаточно воздуха, чтобы углероду его хватило, можно сжечь его довольно быстро, а большое количество выделившегося тепла и температуру разовьет высокую.

Дутье в горн регулируют таким образом, чтобы кислорода топливу чуть-чуть не хватало, это полностью предотвратит окисление металла. Однако, если заготовку в горне передержать, то пойдет науглероживание: металл, особенно сталь, станет, как говорят, пересушенным – чрезмерно, непропорционально возрастанию твердости, хрупким. Пример совершенно пересушенного железа – чугун. В металлургии, чтобы получить из него конструкционную сталь, расплавленный чугун подвергают переделу: в конверторе или иным способом вводят в него кислород, отнимающий лишний углерод.

Видео на тему

В этой статье мы рассмотрим, как изготовляется газовая горелка для пайки своими руками. Это приспособление часто востребовано и в частном хозяйстве, и в коммерческих целях – для индивидуального технического творчества и разного рода задач по строительству. В частности, с помощью газовых горелок проводят спаечные, слесарно-кузнечные, кровельные, ювелирные работы, получают и для других целей пламя, температура которого превышает 1500°C.

В слесарном деле при помощи газовой горелки можно раскалить металлическую заготовку, чтобы в итоге она получилась достаточно закаленной. При проведении сварочных работ с некоторыми металлами места будущих швов должны быть прогреты.

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.