Самодельный кузнечный горн и оснащение мастерской: конструкции, наддув и топливо

Устройство самодельного угольного горна

Классический угольный горн собирается на базе металлического каркаса из уголка (например, 40 мм) с огнеупорной футеровкой. Варианты чаши горна включают сварную металлическую рамку (размером 200х200 мм) или металлическое корыто, обмазанное шамотной глиной либо выложенное шамотным кирпичом на мертеле.

Колосниковая решетка изготавливается из сверленой чугунной пластины либо из шамотного кирпича, просверленного перфоратором. Снизу под колосник подводится зольник — съемная металлическая емкость (например, квадратная банка из-под АМГ) для чистки отходов горения.

Организация наддува воздуха

Для подачи воздуха в зону горения используются различные подручные агрегаты:

• вентиляторы от старых ЭВМ или сварочных аппаратов (на 220 В);
• двигатели от пылесосов;
• центробежные вентиляторы типа «улитка»;
• бытовой фен в связке с трубой диаметром 80 мм (конец трубы, заходящий в горн, сплющивается, и вдоль делаются пропилы болгаркой).

Для плавной регулировки воздушного потока применяются бытовые диммеры для освещения или ЛАТР (лабораторный автотрансформатор). При использовании вентиляторов важно защищать их от обратного теплового удара: монтировать защитный козырек или выносить нагнетатель подальше от горна с помощью алюминиевой гофрированной трубы для кухонных вытяжек, так как при отключении дутья корпус вентилятора сильно нагревается.

Особенности используемого топлива

Выбор горючего определяет температурный режим и чистоту металла:

• Древесный уголь (включая дубовый): обеспечивает высокое качество металла, отсутствие серы и фосфора. Расход составляет около двух 5-килограммовых пакетов на 6–7 часов непрерывной работы. Горит быстро.
• Каменный уголь и антрацит: дают высокую температуру, но антрацит трудно разжигать, и он содержит значительное количество серы и фосфора.
• Кокс и короткопламенные угли: стабильное промышленное решение; для отжига допускается применение бурого угля.
• Сжиженный газ (пропан): отличается чистотой нагрева (минимум окалины), экономичностью и возможностью мгновенного отключения.

Конструкция газового горна и горелки

Газовый горн собирается из огнеупорного кирпича. Конструкция может быть полностью разборной без связующего раствора, что позволяет заменять кирпичи за 10 минут. Для пода (дна) горна рекомендуется использовать тяжеловесный шамотный кирпич, устойчивый к прогоранию, а для свода и боковых стенок — легковесный, обеспечивающий быстрый прогрев камеры (около 20 минут). Дно дополнительно засыпается битым шамотом. Сверху корпус утепляется базальтовым картоном и закрывается жестью. Для обработки длинномерных заготовок в задней стенке предусматривается выемной кирпич.

Самодельная газовая горелка изготавливается из отрезка трубы диаметром 48 мм. Внутрь устанавливается газовая трубка диаметром 7–8 мм (внутренний диаметр 6 мм). Конец трубки завальцовывается, и на нем высверливается около 10 отверстий диаметром 1 мм (жиклер не требуется). На выходе горелки ставится рассекатель — решетка от мясорубки или куски проволоки диаметром 6 мм с зазором 4–5 мм. Подача газа осуществляется через редуктор (давление 0,1–0,3 атм) с обязательной регулировкой краном. Дутье воздуха — принудительное.

Тип атмосферы в печи контролируется визуально:

• восстановительная — при наличии языка пламени из горна;
• окислительная — при отсутствии факела;
• нейтральная — определяется по характерному золотистому цвету пламени.

Для предотвращения замерзания баллона с пропаном при интенсивном расходе его помещают в емкость с теплой водой, периодически подливая кипяток.

Наковальни и механизация ковки

При отсутствии заводской наковальни ее изготавливают из куска железнодорожного рельса длиной 20–40 см. Чтобы снизить звон при ударах, изготавливаются конструкции рельсовых наковален «с глушителем». Для эффективной работы соотношение массы падающих частей к наковальне должно быть не менее 1:10, иначе инструмент будет пружинить.

В качестве средств механизации в мастерских применяются:

• промышленные пневмомолоты (модели 4125, молоты с МПЧ 80 и 150 кг); при отсутствии сети 380 В оборудование переводят на бензиновые приводы;
• самодельные рессорные молоты и педальные молоты типа «шлеп-нога»;
• гидравлические прессы, собираемые на базе тракторных гидроцилиндров (например, механизма поворота ковша), маслостанций и двигателей мощностью от 3 кВт с развиваемым усилием рамы до 50 тонн.

Практика обработки металлов

В кузнечной практике используются различные исходные материалы:

• гусеничные пальцы — показывают хорошие результаты при ковке заготовок;
• клапаны двигателей — стабильный материал для высокопрочных изделий;
• стали 65Г и 70Г (из рессор и сошников сельхозтехники) — отлично куются, но требуют защиты от коррозии;
• подшипники и буры от перфоратора — используются как компоненты при сборке пакетов для трубного булата и сварного дамаска (с применением буры в качестве флюса). При этом в газовом горне запрещено проводить плавку меди, если печь используется под кузнечную сварку.