Привет человечество, сегодня я расскажу, как сделать кузнечный горн с температурой до 1100 градусов Цельсия. В кузнице горн применяется для разогрева металла перед ковкой, цементирования и других операций термообработки. При работе с металлом он практически всегда необходим. Горн будет угольный, так ближе к природе. К тому же он очень напоминает исторический горн, который использовали наши предки. А главное он будет простой, как в изготовлении, так и в использовании.

Нам понадобятся следующие материалы:

• Огнеупорный кирпич. Самые распространенные огнеупорные кирпичи – это красный и шамотный. Хоть я и использовал красный, рекомендую брать второй. Так как он выдерживает большие температуры, а красный со временем может растрескаться и сломаться. Нужно всего 12 кирпичей.
• Шамотная глина. Подойдет любая огнеупорная глина. Но шамотная самая распространенная. Я купил мешок сорок кг, но этого слишком много. Хватит и десяти. Идеально взять двадцать кг, чтобы если что была глина замазать трещины, изготовить литьевые формы и т.д.
• Строительный песок. Если он у вас не новый, как у меня, его необходимо просеять через специальную решетку.
• Железная труба диаметром 25-30 мм.

Камера горна

Приготовим глину

Пара слов о самой подаче воздуха

Немного об использовании горна

Розжиг горна

В современном мире кованые изделия пользуются огромной популярностью. Их можно встретить повсюду. Например, благодаря им камины обретают более оригинальный вид, подставки для цветов становятся отличным украшением комнаты, кованые лестницы делают дом похожим на замок. А самое интересное, что все это можно сделать своими руками с помощью самодельного горна. Различные его модификации отличаются только видом применяемого топлива. Остальные отличия не обладают существенным значением.

Необходимость получить в домашних условиях высокие температуры (более тысячи градусов Цельсия) для ковки металла приводят умельцев к идее собрать горн самодельный. Если иметь большое желание и делать все согласно инструкции, то никаких проблем возникнуть не должно.

В кузницах он применяется для разогрева металла перед термообработкой и может иметь формы:

• стационарную;
• переносную;
• передвижную.

На сегодняшний день классические конструкции предполагают использование в качестве топлива угля или дров, но самодельный горн для ковки может быть и газовым. Как показывает практика, наиболее экономным топливом является уголь, который перед использованием нужно обработать.

Основные части

Механизм работы кузнечного горна довольно-таки простой. По конструкции горн напоминает печь с тремя перегородками и одной открытой стороной. Главная его функция — поддержание максимально высокой температуры внутри.

Устройство горна собственной сборки мало отличается от производственных приспособлений.

Классическая конструкция должна иметь:

• огнеупорный стол;
• очаг с колосником;
• камеру устройства;
• зонт;
• воздушную камеру, вентиль и дренаж;
• дымоход;
• закалочную ванну;
• отверстие для подачи заготовок;
• воздуховод для подачи кислорода;
• газовоздушную камеру;
• горнило съемное.

Как работает устройство

Перед тем как соорудить кузнечный горн, необходимо определиться с его типом. Горн закрытого типа обладает камерой для разогрева заготовки. Данная модель считается наиболее экономичной по расходам топлива. Но в таком случае заготовки ограничены в размере.

В горн кузнечный открытого типа топливо засыпается сверху на колосниковую решетку, снизу подается поток воздуха. Разогреваемая заготовка кладется на топливо. Это позволяет нагревать заготовки крупных размеров.

Чтобы суметь соорудить горн самодельный без потери его качества работы и при этом сэкономить средства, следует разобраться в принципе его функционирования. Устройство основано на значительном повышении температуры за счет химического метода горения углерода.

Данный процесс дает высокий энерговыход и уже многие века применяется для выплавки различных металлов. Чтобы вагранка не позволила материалу сгореть, следует подавать в нее кислорода немного меньше, чем нужно для полного окисления, в противном случае изделия будут слишком хрупкими, а соотвественно, прослужат всего лишь несколько лет.

Газовый горн

Данный вид горна сделать в домашних условиях не совсем просто. Самодельный кузнечный горн будет отлично функционировать и на газу, но брать для этого стоит только пропан, бутан или очищенный моногаз. Бытовое голубое топливо не подходит для применения в жаровнике, поскольку имеет в составе как насыщенные, так и ненасыщенные углероды, что приводит к неравномерному тепловыделению.

Также бытовой газ содержит частицы кремния, серы и фосфора, которые могут негативно сказываться на металле. К примеру, сера только испортит сталь при контакте, изменив ее эксплуатационные преимущества в недостатки. А это может привести к существенным финансовым потерям.

Учитывая перечисленное, самодельный для ковки может работать на бытовом газе только при условии его предварительной очистки от серы. Для этого газ нужно пропустить через емкость с нафталином, который заберет в себя все лишнее. Также желательно ковать на голубом топливе только декоративные элементы, а не детали, которые в дальнейшем будут подвергаться большим нагрузкам.

Материалы для изготовления

Как правило, горн самодельный отличается от промышленного варианта большой экономией на материалах. Именно поэтому для его футеровки можно свободно использовать а не кварцевый. Прослужит и он довольно долго, ведь в домашних условиях не требуется ежедневной эксплуатации устройства. А расходы на изготовления горна существенно снизятся.

Назначение составляющих

Основным рабочим органом вагранки является фурма, состоящая из:

• воздушной камеры;
• топливника;
• колосника;
• подающей трубки;
• дренажа;
• вентиля.

В домашних условиях все это собирается в единую неразборную конструкцию, вмонтированную в стол. Колосник в этом случае может быть перфорированным круглыми отверстиями. Дренаж в конструкции просто необходим для контроля подачи кислорода к заготовке.

Удаление газов осуществляется по средствам работы дымохода, зонта и камеры горна. Поскольку окна шатра всегда находятся в открытом состоянии, то горн самодельный необходимо обеспечить максимальной тягой дымохода.

Зависимо от вида кованого материала можно не обустраивать в жаровнике газовоздушную ячейку и емкость для закалки. Также и горнило используется только для ковки драгоценных или цветных сплавов. Оно представляет собой жаростойкий колпак, который в домашних условиях складывается на сухую из шамотного кирпича.

Правила топки

Оптимальным топливом является мелкий кокс, который хоть и стоит дороже обычного угля, расходуется для работы в минимальных количествах. Поскольку для его воспламенения необходима высокая температура, то самодельный горн для кузни необходимо предварительно растапливать дровами. Только после прогорания основного топлива в очаг вводят заготовку для дозревания, сбавляя дутье.

Чтобы горн правильно работал на обычном угле, его предварительно нужно выжарить для полного испарения что станет понятно по смене цвета пламени. Используют такое топливо обычно для изготовления больших оригинальных изделий.

Чтобы выковать дома фигуры из дамаска, необходимо использовать для топки но данное топливо требует ювелирной работы, поскольку мгновенно отзывается на поддувание и быстро прогорает.

Применять для топки можно и обычные дрова лиственных пород деревьев, но предварительно выжигая их в обечайке для полного предотвращения попадания на металл непрогоревших щепок. Такой способ добычи жара считается наиболее экономным.

Мини-вариант

Перед тем горн, следует определиться с оптимальными размерами будущей конструкции. Для изготовления в домашних условиях небольших декоративных элементов из стали или плавления драгцвета вполне достаточно миниатюрной конструкции из шести шамотных кирпичей.

Колосник и полки для него в данном случае изготавливаются из стальных полос и труб. В качестве основного топлива в таком варианте применяется обычный уголь или кокс, который следует разжигать паяльной лампой или горелкой (газовой, бензовоздушной). Работать на таком устройстве можно только на открытом воздухе, а самодельная газовая горелка для горна, как и паяльная лампа, должна быть защищена от основного очага асбестовой перегородкой с отверстием для прохода пламени. Кроме этого, с помощью данного горна можно будет сделать изделия небольших размеров.

Индивидуальная конструкция

Стационарные модели горна следует изготавливать с учетом антропометрических данных мастера. Это необходимо для обеспечения максимального комфорта во время ковки, ведь раскаленный кусок железа весом в несколько килограмм представляет серьезную опасность и для мастера и окружающих. Самое главное в процессе работы - обеспечить себе максимальную безопасность и комфорт.

Чтобы правильно определить размеры рабочего места, необходима помощь второго лица. Итак, высота измеряется от пола до локтевого сгиба мастера, рука которого находится в расслабленном положении, а ноги стоят на ширине плеч. К полученной цифре нужно прибавить еще 5 см, что и станет оптимальной высотой для рабочего места.

Форма стола лучше всего квадратная для работы одного мастера, для деятельности с помощником можно сделать и прямоугольную. В случае квадратной формы, длина стороны определяется путем определения диагонали. Для этого помощнику нужно замерить длину от живота мастера до конца самых больших клещей в вытянутой руке. К полученному числу прибавляется еще 10 см и получается половина диагонали. Далее, по желанию можно просто умножить полученный результат на 1,414 или определить длину всей диагонали и решить уравнение из школьной программы C 2 = a 2 +a 2 , где С - полученная диагональ, а - сторона стола.

Последовательность процессов

Первым делом собирается каркас стола с колосниковой решеткой в центре. Важно сделать ее из цельного листа металла с перекрещивающимися ложбинками для скапливания нагара и обеспечения равномерности распределения воздуха. После этого внизу стола собирается воздушный ресивер с выдвигаемой заслонкой. Воздушник для наддува можно использовать от старой автомобильной печи.

Переносной горн

Такая модель является самой простой в использовании. Собрать ее можно применяя в качестве основы гусятницу. Для этого наддувом может стать автомобильная улитка или вентилятор от ручной сирены, который по трубе с отверстиями будет распространять воздух по центру емкости. Ее стороны отделываются футеровкой из шамотного песка и мергеля. Преимуществом такой конструкции является больше возможностей, чем у мини-горна и возможность перемещения, в отличие от стационарного стола. Мастер не привязан к месту деятельности и может смело выезжать на различные подработки.

Среди недостатков:

• нет возможности разобрать для прочистки;
• низкая рабочая температура;
• большой расход топлива;
• работа только на коксе или древесном угле.

Ножной привод

Ранее именно такие конструкции применялись для ковки подков лошадям во время походов войск. Горн для этого использовался передвижной и более удобный, поскольку обе руки мастера были свободны для работы с изделием. Это обеспечивалось кривошипно-шатунным механизмом, который приводился в действие от нажатия ножной педали.

Современный вариант такого горна можно собрать в домашних условиях из ножной швейной машинки.

Заключение

Выше подробно был описан самодельный горн, горелка для горна, возможные виды топлива для работы и другие особенности ковки металлов в домашних условиях. Важно помнить, что самодельная конструкция не способна в полной мере заменить профессиональную технику, поэтому подходит не для всех видов работы и металла.

Кузнечные горны - в настоящее время довольно таки популярное явление, несмотря на огромный рынок вещей, которые легче купить, чем сделать. Однако если есть желание, то можно изготовить устройство дома с помощью подручных средств. Благодаря небольшой кузнице появится возможность создавать уникальные изделия из стали, которые можно использовать для украшения частных дворов.

На самом деле собрать горн своими руками из подручных материалов просто. Самое главное - придерживаться инструкции, иметь инструмент, соблюдать технику безопасности, и тогда все получится.

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

«Горн» слово германского происхождения horn, изначально – «рог», потом horn получило множество других значений, лишь бы предмет как-то на рог походил или от него происходил; одна из высочайших вершин Альп называется Matterhorn. Древний плавильный горн, в котором получали кричное железо, с виду похож на сигнальную трубу из рога, поставленную раструбом вниз, так он и стал горном, а от него и кузнечный горн, хотя на рог он уже никак не похож.

В кузнице горн применяется для разогрева металла перед ковкой, цементирования и других операций термообработки. Горн – вещь очень нужная всем, кто работает с металлом: он позволяет получить в кустарных условиях температуру до 1100 и даже 1200 градусов , может быть как большим стационарным, так и маленьким настольным, а сделать горн своими руками не представляет большого труда и сложностей.

Чтобы пользоваться кузнечным горном традиционной конструкции, нужно быть достаточно сведущим и умелым мастером, особенно по части выбора топлива, о чем ниже будет сказано подробнее. Немалого опыта требует и основа очага горна – фурма – и устройство наддува. Использование для нагрева природного газа хотя и не позволяет выковать в домашней кузне дамасский клинок или индийский булат вуц, как классический угольный горн, но существенно упрощает конструкцию: газовый горн можно собрать за полчаса-час из 6 шамотных кирпичей и нескольких обрезков стали , а температура и качество нагрева будут достаточны для столь популярной сейчас мелкой художественной ковки или плавки цветных металлов и сплавов под литье.

Устройство горна

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

1. стол горна из огнеупорного материала;
2. топливник (очаг) с колосниковой решеткой;
3. воздушная камера;
4. воздушный дренаж;
5. подающий воздуховод;
6. воздушный вентиль;
7. камера (шатер) горна;
8. окно для подачи длинномерных заготовок;
9. зонт горна;
10. дымоход (газоотвод);
11. съемное горнило;
12. закалочная ванна (бадья, лохань);
13. 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.

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).

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.

Примечание: в древесине серы тоже хватает с избытком для отравления стали. Но ее и другие, т. наз. легирующие яды, можно выжечь заранее, см. далее.

Видео: газовый горн своими руками

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.

Примечание: о нравах прошлого. Когда-то лучшими считались булатные клинки, закаленные в живом теле пленного сильного врага или, в крайнем случае, мускулистого раба.

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 .

Как топят горн?

Чтобы взяться наконец-то за свой собственный горн, осталось выяснить, а как же его топить? Тогда и в конструкциях разобраться будет проще.

Лучшее топливо для горна – мелкий кокс . Кузнецы его называют коксиком, название переняли и торговцы. Если в продаже кокс, а есть и коксик в мелкой упаковке. Стоит коксик, смотря до региону, раза в 3 дороже каменного угля, но уходит его на 1 ковку при умелом обращении раз в 4-5 меньше.

Кокс – практически чистый аморфный углерод, карбон. Действительно чистый: коксовый газ – ценное химическое сырье, так что металлурги не халтурят. Воспламеняется при 450-600 градусах, поэтому растопка нужна двойная: дровами разжигают уголь, а уж на него накладывают слой в 150-170 м кокса и включают дутье на максимум. Когда уголь прогорит (это видно по пламени), массу кокса разгребают, оставив на колоснике слой в 1/3-1/4 от высоты всей кучи, вводят в очаг заготовку и загребают горящим топливом. Дутье сбавляют до нормы для данной операции и ждут, пока деталь дозреет.

Для работы с дамаском нужен древесный уголь , он загорается при меньшей температуре и сгорает быстрее, т.к. сохраняет микропористую структуру древесины. А также, как активированный уголь в противогазе, дополнительно поглощает легирующие яды. Дело в том, что булат проковывают из пучка проволок или прутков разной твердости. Собственно изделие получается их взаимной диффузией при ковке. Процесс очень тонкий, и регулировка дутья нужна ювелирная, а легкий пористый древесный уголь на манипуляции воздушным дренажом отзывается мгновенно.

Если топить каменным углем, ему нужно дать прогореть до карбона , т.е. летучие составляющие, тот самый коксовый газ, должны выгореть. Это опять-таки видно по цвету пламени. Но столь полного извлечения летучих, как в коксовой батарее, прямо в горне не добиться, так что на угле можно ковать декоративные или среднего качества обиходные изделия. Как правило, одной загрузки угля не хватает и его приходится дожигать. Догрузку на дожигание подкладывают к очагу сбоку на стол и по мере прогорания подгребают образующийся карбон на заготовку.

Дровами топят в общем так же, как углем, но только лиственными . Просто кучей дрова скорее прогорят до золы, чем полностью выпустят летучие и образуют уголь. Кроме того, допускать попадания непрогоревших щепок на деталь никак нельзя, уж больно много в древесине вредных для стали примесей. Поэтому дрова на карбон в горне выжигают в обечайке, см. рис. Догрузку выжигают подложив вплотную к ней и по мере прогорания угли переносят в обечайку шипцами.

Беремся за горн

Начинающему кузнецу для приобретения опыта и чутья лучше всего быстренько сделать мини-горн из 6 шамотных кирпичей, см. рис. Лезвие топора, чтобы побриться можно было, или охотничий нож в нем не раскалишь под закалку, но можно греть мелочь для художественной ковки, концы длинномера под ковку или гнутье или плавить в тигельке драгцвет.

Полки колосниковой решетки из обрезков стальных труб, а самые колосники – из стальной полосы 4-6 мм толщиной. Колосники нужно закрутить на угол винтом, чтобы захватывали дутьевой поток, как показано на рис. Топливо – кокс или уголь. Розжиг и дутье – паяльной лампой, газовой или бензовоздушной горелкой. Если используется паяльная лампа, между ней и горном нужно поставить асбестовую перегородку с окном под сопло: горн интенсивно излучает тепло и резервуар лампы может взорваться. Пользуются этим горном только на открытом воздухе, т.к. зонта с дымоходом нет.

Примечание: еще интересный вариант – небольшой горн на скорую руку минимальной стоимости, см. видео:

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.

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:

1. 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.
2. Работает только на коксе или древесном угле, т.к. стола с пространством для выжигания нет.
3. Дорогая эксплуатация: расход карбона сравним с таковым угля в настоящих горнах.
4. Невысокая рабочая температура, до 900 градусов, т.к. не обожженная толком футеровка при большей трескается.

О кавалерии и швейных машинах

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.

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.

Примечание: именно по остаткам кузнечных мехов глубокой древности археологи установили, что металлургия у первобытных народов имела мистически-сексуальный смысл – от Скандинавии до Южной Африки глиняный штуцер горна выполнялся в виде мужских гениталий, а гнездо под него в горне – женских.

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.

Передвижной

Здесь на рис. – чертежи заслуженно популярной конструкции: уже полнофункционального передвижного горна, предназначенного для использования на открытом воздухе. Именно такого рода устройство имелось в виду при размышлении о кавалерии и швейных машинах.

Обратите внимание на узел, обозначенный цифрой 1. Это дренаж тонкой регулировки дутья. Дренажная трубка выдвигается-задвигается, а внизу в ней насверлен продольный ряд мелких, 1-2 мм диаметром, отверстий. Перепуская воздух в дренаж, можно очень точно регулировать наддув.

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.

Примечание: в романе А. Н. Толстого «Петр Первый» красочно описан случай, как молодой еще царь-мастеровой получил порядочную выволочку от подневольного кузнеца за неловкость при наварке лапы якоря. Только огромная физическая сила Петра предотвратила тогда производственное ЧП.

Берем размеры

Приблизительные размеры стационарного горна показаны на рис.

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).

Примечание: делать стол круглым не нужно, т.к. детали клещами брать придется разные. А прямоугольным – можно, если работать будете вдвоем с подручным.

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.

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.

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.

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.

Газовые горелки

И под конец дадим чертежи нескольких горелок для газовых горнов. Для художественной ковки они вполне подойдут, а, что ни говори, из кузнечных работ она самая востребованная. Все эти горелки – инжекционные прямоточные. Куда более эффективные и универсальные вихревые слишком сложны для самостоятельного изготовления.

Первая, на рис., самая сложная. Чтобы ее сделать, нужно быть токарем-фрезеровщиком не ниже 5 реального разряда. Зато работает на любом газе (кроме ацетилена, см. ниже!), бензовоздушной смеси и дает очень мощный наддув: может продуть и большой стационарный горн, описанный выше.

Следующая (см. рис.) попроще и содержит меньше деталей, хотя и здесь нужно точно точить пологие конусы. Дует тоже отлично, но работает только на пропане. Под бутан сопло требуется совсем узкое, да бутан и применяется мало.

Обтачивать вчистую внешнюю поверхность инжектора Д1 и сверлить сопло нужно в один установ. Сопло сверлится твердосплавным сверлом и проходится вчистую разверткой. Это и есть главный недостаток конструкции: требуется мелкий точный инструмент, не везде и не всегда доступный.

Ниже на рис. две горелки попроще. Слева – точеная универсальная под бытовой газ или пропан. Продуть может максимум небольшой передвижной горн, но выточить детали под силу токарю-середняку. Нужно только владеть технологией посадки деталей в горячий натяг. Которая, впрочем, не сложна.

Справа – горелка-самоделка. Большинство деталей, включая ниппель – от велосипеда. Из токарки требуется только обточить в размер самую малую звездочку от велосипедной КПП. Эта горелка всеядна: пропан, бутан, бытовой газовый коктейль, бензовоздух. Но греть ею можно только малые кирпичные замкнутые горны, показанные в начале.

Примечание: ни в коем случае не запитывайте эти горелки ацетиленом! Металл в горне сожжете и до взрыва недолго!

В заключение

Что ж, как сделать горн, мы теперь знаем. А что в нем делать с металлом – отдельная большая тема. Кузнечное дело с горна только начинается.

В старину кузнечное ремесло было в почете. Не каждый мог осилить его, не у каждого была возможность приобрести необходимый инструмент и обустроить мастерскую. Сейчас изготовить кузнечный горн своими руками можно и без привлечения серьезных средств. Даже простая конструкция даст возможность разогреть металл до необходимой температуры и попробовать свои силы в ковке.

Кузница

Люди с творческими наклонностями, занимающиеся оформительскими работами, нередко сталкиваются с желанием использовать декоративные металлические элементы ручной работы. Сделать такие вещи можно с помощью ковки.

Тонкий листовой металл можно пытаться штамповать, гнуть или чеканить и без нагрева. Толстую заготовку без этого обработать не получится. Изготовить инструмент из углеродистой стали тем более не стоит пытаться.

Если оборудовать кузнечную мастерскую очагом и массивной наковальней, можно не обращать особого внимания на толщину рабочей заготовки. В раскаленном виде она будет в состоянии коваться, гнуться и плющится. Главное в этом процессе - правильно обустроенный кузнечный горн.

Своими руками его, возможно, сделает не каждый желающий, но для настоящего ценителя ремесла, знакомого с устройством, особенностями и принципом работы приспособления, это будет по силам. Как уверяют бывалые мастера, простую кузницу можно обустроить даже из шести кирпичей.

Назначение горна

Стальная заготовка перед ковкой должна разогреться до светло-оранжевого цвета. Это будет примерно соответствовать температуре 1000-1100° C. В таком состоянии металл может подвергаться деформации ударным инструментом.

Остывая, заготовка становится менее пластичной, ее сложнее ковать. А если применить более тяжелый инструмент, металл становится хрупким и подверженным растрескиванию. Единственный вариант - это постоянное поддержание температуры ковки. Однако показателя свыше 1000°C в обычной печи не добиться. Для этого необходим очаг с принудительной подачей воздуха.

Кузнечный горн, своими руками изготовленный, можно применять для разогрева металла до температуры ковки. Кроме того, его можно будет также использовать и для других работ. Он подойдет для плавки металла и последующей его заливки в форму, для закалки инструмента, для пайки с использованием латуни и меди.

Разновидности конструкций

Вначале нужно определиться, каким видом топлива будет разогреваться металл. Традиционно в кузницах для этих целей применялся древесный или каменный уголь (кокс). Кроме твердого топлива можно использовать природный магистральный и сжиженный газ, а также нефтепродукты (бензин, мазут, уайт-спирит и пр.).

В зависимости от вида топлива конструкция рабочей зоны горна будет отличаться. Также она будет зависеть от способа и места расположения очага. Если это стационарная конструкция, то основание есть смысл делать массивным и добротным, с использованием кирпича и каналом для отвода продуктов горения.

Для передвижного горна лучше подойдет облегченный, разборный вариант очага. Он удобен тем, что зимой можно работать в помещении, а летом при необходимости мастерская выносится на свежий воздух. Такую конструкцию легко разобрать и перевезти в необходимое место.

Еще одна особенность - открытая или закрытая камера горения. Если самодельный кузнечный горн будет иметь свод или круглую форму, то металл в нем разогреется быстрее, так как потери тепла заметно снижаются. С другой стороны, работать с длинными или массивными заготовками в очаге закрытого типа будет невозможно, и это нужно сразу учитывать.

Начать следует с выбора типа основания. Для стационарного горна подойдет кирпич, для передвижного очага - металлические конструкции. Основание должно располагаться на оптимальной высоте для удобства работы. Очаг для твердого топлива предполагает наличие рабочей зоны горения. Она может быть выложена огнеупорным кирпичом, быть футерованной или выполненной из стальной пластины.

Другой важный элемент - колосниковая решетка, удерживающая угли в зоне горения и дающая доступ воздушному потоку, который снизу раздувает жар. Нагнетание обычно производится по трубопроводу с регулятором потока. Источник наддува - пылесос с обратной подачей воздуха, фен, «улитка» с двигателем от автомобильной печки. Встречаются чертежи кузнечного горна, где применяется турбина от ручной сирены или меха, как это делалось в старину. Очаг может иметь боковые стенки и свод с каналом для отвода продуктов горения.

Конструкции горнов, работающих на жидком или газообразном топливе, отличаются отсутствием колосниковой решетки. Подача горючей смеси и воздуха осуществляется через отверстие в корпусе. Для этих целей нередко приспосабливают отрезок толстостенной трубы или отслуживший свое резервуар от бытового компрессора, облицованных огнеупорным материалом. Очаги также выкладываются в форме куба из термостойкого кирпича.

Принцип работы

Кузнечный горн своими руками собрать из шести кирпичей сможет даже человек, не имеющий кузнечного опыта. Работать устройство может от наддува бензиновой горелки. Два кирпича плашмя кладут на землю - это будет днище. Еще два ставят на них ребром - это стенки. Причем заднюю часть кирпичей сводят, чтобы ограничить потери тепла. Их расположением также можно до некоторой степени регулировать температуру внутри рабочей зоны. Последние два кирпича кладут сверху - это будет свод.

Колосники можно изготовить из полосы стали в 4 мм. Два отрезка полудюймовой трубы располагают вдоль стенок. На них кладут колосники. Причем их нужно в центральной части завернуть «пропеллером», чтобы поток воздуха захватывался плоскостями и направлялся вверх, где располагают каменный уголь.

Бензиновая горелка разжигается и направляется в топку. Ее сразу можно заглубить в землю и отгородить листом асбеста от жара рабочей зоны. Для этого проделывается отверстие и через него направляется поток паров горящего бензина для разжигания угля. Температура поддерживается краном регулировки горелки.

Твердотопливный горн

Для разовых или нечастых кузнечных работ можно обустроить очаг просто на земле, выкопав углубление необходимого размера и выложив его огнеупорным кирпичом. Он для разогрева металла с помощью твердого топлива наиболее подходит. Другой вариант материала для стола - толстая (не менее 5 мм) стальная пластина. Также нужно будет установить колосниковую решетку из стальной полосы или чугуна. Ее может заменить и стальная труба подачи воздуха. Торец ее заваривается. В зоне горения болгаркой прорезаются щелевые пазы, через которые выходящий воздух будет разгонять жар.

Как сделать кузнечный горн простым и мобильным? Можно сварить каркас из подручных материалов и на них установить стальную столешницу. Интересна, удобна и практична конструкция основания из отслужившей свое старой газовой плиты. Сверху устанавливается столешница с зоной горения. Духовка служит для расположения пылесоса или другого источника наддува. Снизу еще имеется отсек для инструмента и приспособлений.

Народные умельцы считают такой вариант очага наиболее экономичным и эффективным. Газ - топливо недорогое и доступное. Конструкция очага для него более проста, так как отсутствует необходимость колосниковой решетки. Регулировка подачи газа краном удобна, значит, добиться требуемой температуры в рабочей зоне будет легче. Конструкция горна может состоять из минимального набора элементов. Достаточно приспособить под него подходящее основание.

Однако тут также есть свои особенности. Газ - вещество взрывоопасное, поэтому работать нужно еще более осторожно. Регулировка подачи горючей смеси также требует опыта и практики. В остальном все не так сложно. Куб из кирпича складывают по размерам планируемых заготовок. Задняя стенка - глухая. Спереди отверстие прикрывают кирпичами или обустраивают дверцу. Сверху оборудуют место для входа трубы, по которой подводится горючая смесь. Длина ее в разных схемах отличается. Есть мастера, которые делают ее до 1,5 м длиной, и говорят, что так лучше идет смешивание горючей смеси.

Природный или сжиженный газ после редуктора подается в эту трубу через сопло. Туда же нагнетается воздух. Интенсивность горения регулируется подачей газа и скоростью наддува. Сверху над горном при работе в помещении необходимо обустраивать вытяжку. В остальном конструкции могут либо усложняться (футеровка, термопары, принудительный отвод продуктов горения, дополнительные заслонки) или, наоборот, упрощаться.

Для домашнего умельца нет стандартов. Главное - знать принцип работы, подобрать материалы, выдержать технологию, получить необходимую температуру и при этом соблюдать технику безопасности.

Кузнечный горн представляет из себя весьма полезное оборудование, которое может помочь мастеру в изготовлении различных изделий из металлов. Наличие кузнечного горна может решить много проблем, связанных с починкой старых или изготовлением новых изделий.

Конечно, всегда есть возможность приобрести фабричное оборудование такого типа, если есть в этом потребность. Можно также прибегнуть к помощи кузнечных мастерских, которые точно можно найти практически в каждом населённом пункте. Но есть возможность создать кузнечный горн собственноручно. Имея определённые навыки в обращении с инструментами, которые помогут в этом деле, ничего трудного в этом не будет. Нужно приложить усилия, найти все компоненты, нужные инструменты, потратить время, но зато в пользовании будет свой собственный кузнечный горн, который можно поставить в своей мастерской.

Это приспособление используется мастерами для следующих операций: разогрев металла перед ковкой, цементирование , а также другие операции. В кустарных условиях мастер, использующий кузнечный горн, способен получить температуру до 1100 градусов, в некоторых случаях даже до 1200. Горны обычно представляются большим стационарным оборудованием, но существуют и небольшие переносные образцы. В принципе создать свой собственный кузнечный горн не так трудно. Советы по созданию такого горна будут приведены в статье ниже.

Чтобы пользоваться кузнечным горном традиционной конструкции, нужно иметь определённые навыки и опыт, а также обязательно обладать необходимыми знаниями о том, какое целесообразнее выбирать топливо. Если использовать для нагрева такое топливо, как природный газ, это вряд ли позволит выковать что-то существенное, но поможет значительно поспособствовать упрощению конструкции. Дело в том, что газовый горн возможно собрать за полчаса или час, используя всего лишь шесть шамотных кирпичей и несколько обрезков стали. При этом качество и температура нагрева позволят выполнять работу с цветными металлами и мелкими изделиями.

Устройство горна

Для того чтобы перейти к советам по созданию самодельного горна, следует для начала ознакомиться с традиционным устройством такого приспособления:​

Принцип действия горна

Чтобы пользователь мог самостоятельно сделать горн, ему требуется для начала разобраться в принципе его работы, чтобы впоследствии работать с тем, что есть, без потери в качестве. Существует химическая реакция горения углерода: 2С+О2=2СО2+188,1 ккал . Именно она лежит в основе работы любого приспособления. По реакции сразу видно, что углерод является довольно сильным восстановителем, то есть жадно соединяется с кислородом.

Эта восстановительная способность углерода отчасти используется и в кузнечном горне для препятствия окислению заготовки, то есть для того, чтобы металл в приспособлении не сгорел. Также очень важно другое свойство углерода - его высокая теплотворная способность. Это свойство заключается в том, что если поддувать в топливную массу достаточно воздуха, которого бы хватило углероду, то можно довольно быстро его сжечь, что приведёт большего количеству выделившегося тепла. Это позволит развить более высокую температуру.

Чтобы предотвратить окисление металла , дутьё в горне следует регулировать таким образом, чтобы топливу немного не хватало кислорода. Но следует помнить, что если заготовку передержать, то произойдёт науглероживание. Это означает, что металл станет пересушенным, то есть хрупким.

Следует сказать пару слов о различных видах топлива, которые могут использоваться для работы с кузнечным горном. Это советы, которые помогут лучше разбираться с горнами:

Кузнечные горны своими руками

Можно перейти к процедуре изготовления собственного приспособления такого типа. Ниже будут представлены несколько самых популярных вариантов изготовления горна своими руками. Они разнятся в строении, но принцип работы у них у всех схож.

Мини-горн

Такой небольшой кузнечный горн из шести кирпичей является лучшим вариантом для начинающих кузнецов.

Полки колосниковой решётки можно сделать из обычных обрезков стальных труб, в то время как сами колосники могут быть изготовлены из стальной полосы толщиной 4-6 мм. На рисунке показано, что колосники должны быть закручены на угол винтом, чтобы захватывали поток дутья. Для такого варианта подойдёт следующие виды топлива: уголь или кокс. Дутьё и розжиг производятся паяльной лампой, газовой или бензовоздушной горелкой.

Следует помнить о том, что при использовании паяльной лампы нужно поставить перегородку, с окном под сопло, из асбеста между лампой и приспособлением. Делать это надо, потому что горн интенсивно излучает тепло, что может привести к взрыву лампы . Пользоваться таким самодельным горном следует на открытом воздухе, так как зонта с дымоходом у него нет.

Переносной кузнечный горн можно сделать своими руками из гусятницы. Конструкцию можно понять по рисунку, который приложен ниже. Футеровкой тут является шамотный песок, который смешан с шамотным мергелем.

Наддув необязательно выполнять вентилятором от ручной сирены, как это показано выше. В принципе, можно использовать любой подходящий, который будет под рукой. Присоединить его можно будет, используя металлогофр. Это, кстати, позволит сделать работу с длинномером несколько удобнее. В таком случае понадобится использовать воздушный дренаж на глухом конце воздуховода.

Конечно, такой переносной кузнечный горн имеет больше возможностей, чем самодельный горн из шести кирпичей, который был описан выше, так как рабочее пространство у него больше и открыто сверху. Но следует упомянуть и о существующих недостатках такого приспособления:

• Такой горн обладает неразборной конструкцией, и при прочистке фурмы происходит падение нагара вниз. Вследствие этого происходи перфорацию воздуховода. Чтобы произвести чистку, приходится ломать футеровку.
• Этот самодельный горн может работать только на древесном угле или на коксе.
• Эксплуатация его весьма дорога: расход карбона сравним с аналогичным расходом угля в настоящих горнах.
• Работать может при относительно невысокой температуре: всего до 900 градусов.

Стационарный

Это самый серьёзный, сложный и продуктивный вариант самодельного кузнечного горна. Он позволяет выполнять более сложные манипуляции .

Конструкция

Последовательность изготовления может быть выявлена при рассмотрении рисунка, который приведён чуть ниже.

Фотографии пронумерованы, так что можно отследить весь процесс конструирования такого самодельного горна.

Небольшой совет для мастеров, которые займутся изготовлением такого горна: нельзя производить наддув воздушного душа пылесосом. В таком случае есть вероятность, что топливо выдует . Лучше найти улитку от автопечки и впоследствии использовать именно это приспособление. Дренаж для регулирования дутья также не подойдёт, так как наддув будет слишком слабоват. Лучше встроить дроссельную заслонку в воздуховод, а нижняя крышка фурмы должна быть сделана съёмной только для последующей чистки.