или сага о горелках. Часть 2
EN
Описания горелок получились больше, чем я предполагал, поэтому пришлось разделить на две странички. Если в части 1 описывались небольшие ручные горелки в основном для пайки и нагрева, то в этом разделе речь пойдёт о больших стационарных горелках. Основная область применения этих устройств- это установка на прокалочные муфельные и плавильные печи. То есть они не предназначены для работы с рук. А, впрочем, почему бы и нет? Потом я остановлюсь на покупных заводских горелках и покажу их достоинства и недостатки и как они работают. Среди них есть и очень большие, хоть и ручного исполнения.
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.
Обечайка для топки горна дровами
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.
Строим твердотопливный горн
Главным недостатком твердотопливных горнов является то, что уголь сам по себе не может выдать нужную температуру свыше 1000°С. Поэтому в таких печках всегда нужна подача воздушной струи. Раньше это были меха, теперь чаще воздух подается через трубу с заваренным торцом, также сделанную из стали.
Проще всего такую печку выкопать прямо в земле – достаточно ямку обложить огнеупорными кирпичами. Самодельный кузнечный горн можно сделать по-другому: из стальной пластины с приличной толщиной соорудить стол с решеткой из чугуна или стали.
Колосниковая решетка для горна.
Пластина для стола должна быть сделана из заготовки с толщиной не меньше 5-ти мм. Если горн открытой конструкции установить на улице, не нужно будет специально заниматься вентиляцией.
Вот главные этапы по сооружению самодельного горна, работающего на угле:
- Соорудить площадку для основания с бетоном и армированными прутьями.
- Сложить кирпичи в виде прямоугольного основания, поверхность стола может быть любой высоты.
- В любой стенке основания проделать отверстие для поддувала.
- Собрать под из специального огнеупорного кирпича на основание.
- Установить колосник с отверстиями, который нужно делать также из огнеупорного материала, для чего отлично подойдет чугунная дверца от старой печки.
- После установки колосника доложить стенки из того же огнеупорного кирпича.
- Не забыть оставить отверстие в одной стенке для подачи воздуха, лучше это сделать сразу при кладке кирпича.
- В трубу для подачи воздуха вмонтировать вентилятор.
- Если вы делаете закрытую конструкцию, обязательно соорудите дымоход, который абсолютно необходим для тяги.
Такой горн можно сделать мобильным – все зависит от вас. Отличным каркасом для твердотопливного горна может послужить старая газовая плита.
или сага о горелках. Часть 2
EN
Описания горелок получились больше, чем я предполагал, поэтому пришлось разделить на две странички. Если в части 1 описывались небольшие ручные горелки в основном для пайки и нагрева, то в этом разделе речь пойдёт о больших стационарных горелках. Основная область применения этих устройств- это установка на прокалочные муфельные и плавильные печи. То есть они не предназначены для работы с рук. А, впрочем, почему бы и нет? Потом я остановлюсь на покупных заводских горелках и покажу их достоинства и недостатки и как они работают. Среди них есть и очень большие, хоть и ручного исполнения.
Самодельные газовые горелки
Основными компонентами изготовления мощных газовых горелок являются промышленные вентили. Они могут быть новыми, однако для самодельного устройства достаточно использовать бывшие в употреблении при отсутствии утечки газа. Предназначены они для работы в паре с 50-литровым газовым баллоном на пропане, имеющим угловой вентиль и редуктор.
Горелка с вентилем ВК-74
Устройство данной горелки изображено на рис. 1. За основу принят вентиль кислородного баллона ВК-74.К выходному концу устанавливается выточенная на токарном станке штуцер-рукоятка, к рифленой части которой подключается шланг от баллона. На часть вентиля с конической резьбой К3/4˝ , которой он соединялся с газовым баллоном, накручивается колпачок с подготовленным отверстием с резьбой для жиклера. Можно использовать готовый вариант паяльной лампы или газовой плиты.
Сопло изготовлено из отрезка стальной трубы 1/4˝ длиной 100 мм и приварено к колпачку на двух отрезках проволоки ∅5 мм. Между колпачком и соплом следует оставить расстояние 15 мм для поступления воздуха в зону горения. Подгибом проволочных держателей регулируют положение сопла, чтобы добиться центрового положения пламени.
Последовательность действий для розжига горелки:
- Откройте вентиль баллона;
- Поднесите зажженную спичку к соплу и медленно открывайте вентиль горелки;
- Контролируйте зажигание газа;
- Регулируйте пламя вентилем горелки
Самодельная газовая горелка данной конструкции имеет один недостаток, связанный с особенностью расположения вентиля. Поток газа направлен в противоположную сторону нормальному положению. Сальниковые уплотнители испытывают постоянное давление газа( вт.ч. при закрытом вентиле), поэтому необходимо постоянно следить за герметичностью уплотнителей.
https://youtube.com/watch?v=cX4tJTm6k2c
Горелка, переделанная из ацетиленового газореза
Если у вас есть ацетиленовый резак с неисправным краником подачи кислорода, не спешите его выбрасывать. Он также сгодится для изготовления горелки(рис 2.). Переделки требует смесительная камера ,содержимое которой нужно удалить для снижения веса. Потребуется удалить кислородный ствол и кран. Образовавшееся отверстие запаять твердым припоем. Шланг, идущий от редуктора газового баллона, присоединить к штуцеру с левой резьбой М16 × 1,5.
Накидной гайкой на смесительной камере закрепить самодельный наконечник, согнутый под 45°, чтобы было удобнее работать с горелкой. На резьбу наконечника навернуть фланец с приваренным к нему соплом.
Одним из вариантов исполнения такой горелки является использование колпачка с резьбой М22 × 1,5. Конструкция сопла здесь аналогична соплу вышеописанной горелки. Самодельная газовая горелка готова к работе.
Газовая мини горелка
Мини газовые горелки больше подходят для работы с мелкими деталями. За основу мини горелки берется игла для накачивания мячей. В ней необходимо сделать пропил, чуть дальше середины иглы.Некоторые иглы уже имеют подобное отверстие, что значительно ускоряет процесс работы. Далее нужно взять иглу для шприца, и согнуть ее примерно на 45 градусов посередине.
Конструкция мини газовой горелки
Заостренный конец иглы для шприца лучше всего заточить, чтобы он был прямым. После этого ее нужно вставить в иглу для мяча таким образом, чтобы один ее конец выходил через отверстие, а второй выступал из большой иглы на несколько мм. Получившуюся мини конструкцию следует зафиксировать с помощью припайки. После этого к основаниям двух игл необходимо присоединить капельницы. Зажимы – регуляторы капельниц нужно сдвинуть как можно ближе к иглам. В получившейся горелке они будут выполнять роль регуляторов подачи газа и воздуха. Их тоже нужно скрепить между собой, и делать это лучше всего с помощью термопистолета. Остается лишь подключить к готовому устройству источник сжатого газа, горелка готова к использованию. Такая самодельная газовая горелка может нагревать предметы до 1000 градусов
Работать с ней следует осторожно, соблюдая технику безопасности
https://youtube.com/watch?v=XK5YHZRkYBc
Инструмент необходимый для изготовления инжекционной газовой горелки:
- сварочный аппарат;
- болгарка.
Все размеры я указал на чертеже и обозначил их в видео**
**- Так же на картинке отобразил АНАЛОГ! Его можно собрать из переходных чугунных сантехнических муфт и трубы. Она так же будет неплохо работать. Для меня ключевую роль сыграла цена! Я купил куски трубы на металлобазе и обошлись они мне в чуть больше чем 50р + расходы на сварку и тп. Цена сопла встала в 50р! муфты же стоят значительно дороже (помните, у меня супербюджетный набор для начинающего!). Ну вот я и рассказал вам о том, что я использовал и почему я использовал это, а не другое. А наглядное изготовление вы увидите в видео!
https://youtube.com/watch?v=NqRgGgdegj4
p.s. Пламя горелки горит стабильно и очень эффективно. Горение происходит в наружней ее части. Горелка хорошо охлаждается потоком воздуха и остается холодной на все время работы. Нагревается лишь кончик, что только способствует сгоранию газа. Спасибо за просмотр!
Автор статьи “Самодельная инжекционная газовая горелка” Bonn Factory
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.
Закрытая модель газового горна
Основное отличие от открытой разновидности в том, что такой горн обличен в корпус, как правило, в виде куба и имеется принудительная вытяжка. Корпус обычно делается из огнеупорных кирпичей с металлической крышкой, переходящей в вытяжку. Размеры закрытых горнов невелики, для домашнего использования он не превышает 80х100см. В передней панели нужно будет вставить дверцу.
https://moyakovka.ru/youtu.be/2RcxZOHHeiE
В боковой стене предусматривается отверстие для монтирования газовой горелки. Важным условием является установка принудительной вытяжки (с каналом 30х30см), для этого часто используют двигатели от старого пылесоса, печи обогрева автомобиля и т.д.
Открытая
Металлическая конструкция, устанавливаемая на огнеупорном фундаменте. В его роли может выступать бетонная площадка или огнеупорные кирпичи. Для такой конструкции создают специальный поддон, в котором располагают детали для последующего нагрева. С боковых сторон размещают вертикальные стойки, на которые крепится горелка для газового горна.
При такой конструкции дым во время работы вытягиваестя естественным путем, соответственно, не требуется создание вытяжки. Но при этом газовый горн размещают либо в хорошо проветриваемом помещении, либо на открытом воздухе.
Преимуществом такой конструкции горна является возможность разогрева разных деталей на поддоне, причем их размеры ограничены только боковыми стойками.
Нагрев заготовки в кузнечном горне
От кузнечной печки требуются два главных и единственных свойства: давать очень высокую температуру, вплоть до 1200 – 1500°С и возможность поддерживать нужную температуру в течение определенного времени. Иными словами, нам нужен сильный и ровный жар.
При какой температуре металлы поддаются ковке, то есть начинают быть пластичными? Это у всех металлов и сплавов по-разному. А вот визуальный признак того, что металлическая деталь нагрелась до нужной температуры, тоже общий – это оранжевый цвет детали.
Все металлы отвечают на нагревание изменением цвета от темно-красного до пронзительно-белого. Так вот оранжевый цвет – это сигнал, что можно начинать настоящую кузнечную работу по металлу.
Чертеж кузнечного горна.
Единственный металл, который ведет себя довольно подло и не меняет своего цвета при нагревании – это алюминий. Он не самый легкий металл для ковки и сварки в принципе, с алюминием нужно знать и применять множество специальных требований.
Так вот отсутствие оранжевого цвета в то время, как он уже нагрелся для ковки – значительный фактор, затрудняющий работы с этим капризным металлом и его сплавами. Ведь и перегреть нельзя. Недогреть – тоже никуда не годится.
Назначение горна
Кузнечное дело популярно до сих пор, хоть оно считается устаревшей технологией. Основными элементами любой кузнечной мастерской являются наковальня, горн, рабочий стол. Оборудование для разогревания металла должно быть обязательно. Металлические изделия без термообработки прочные, сложно поддаются обработке. Кузнец разогревает заготовку для того чтобы с ней было проще работать. Нагретый металл легко поддаётся механическим нагрузкам.
Нагрев металла
https://youtube.com/watch?v=kq7-c1IoDB8
https://youtube.com/watch?v=OR3zY-nxdRg
https://youtube.com/watch?v=n7OrjfpqS3M
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.
Принципиальная конструкция самодельного горна
Первый вопрос: какой горн делать – открытый или закрытый? Ответ будет зависеть от ваших планов – что вы собираетесь делать в своей кузнечной мастерской? Если это хобби в виде художественной ковки в малых количествах исключительно для дома и подарков родственникам, то вам будет вполне достаточно обзавестись открытым горном.
Он намного проще и обойдется вам дешевле по денежным и трудовым затратам. На открытом горне проще нагревать и массивные или длинные детали.
Если же вы планируете работать с металлами серьезно, чтобы, например, зарабатывать деньги, то мы посоветовали бы соорудить кузнечный горн своими руками закрытого типа.
Вот какие детали составляют грамотно собранный горн:
- рама на стойках для опоры, все должно быть сделано из стали;
- под – дно или нижняя часть стенки горна;
- заслонка шиберного типа со специальными отверстиями для ускорения нагревания металла и экономии топлива;
- вентилятор;
- труба для отвода дыма
- футеровки – тепловая защита печки в виде шамотных кирпичей;
- рекуператор – специальное устройство для возврата выделяющегося тепла в виде печных газов и, таким образом, эффективного использования ресурсов.
Делаем газовый кузнечный горн своими руками
Для большинства мастерских, работающих с металлом, необходим кузнечный горн. Если вам приходится работать не только с холодной, но и горячей ковкой, то без него никак не обойтись.
Можно все необходимое оборудование просто приобрести, но стоимость кузнечного горна довольно существенная, ценовой диапазон начинается с полсотни тысяч рублей.
А потому в голову любого владельца мастерской приходит рано или поздно мысль сделать кузнечный горн своими руками.
Принцип работы инжекционной горелки.
В традиционной кузне используются горны, работающие либо на древесном, либо каменном угле (коксе), но, помимо этого, есть разновидности, использующие в качестве топлива нефтепродукты или газ.
Мы страна с крупнейшими запасами газа, цена на который довольно низка, поэтому именно газовый горн кузнечный, своими руками сделанный из подручных материалов, с учетом именно ваших предпочтений, станет лучшим вариантом для любого кузнеца.
Сделать кузнечный горн своими руками на газе не только несложно, но даже гораздо проще, чем традиционные угольные варианты.
Эффективность работы на газе очень высокая, а использовать можно не только магистральный природный газ, но и тот, что продается в баллонах.
Преимущества газового горна
Регулировка подачи воздуха.
- Устройство подобного «очага» во многом проще угольных вариантов, хотя бы потому, что в нем не используются колосниковые решетки.
- Регулировать подачу газа, а значит, и температуру горения намного проще, чем в других разновидностях.
- Из-за своего веса такое оборудование можно по праву считать мобильным. Его можно легко транспортировать в нужное место.
- Себестоимость изготовления совсем невелика и не подорвет бюджет мастера.
- Доступность и стоимость газа не сравнимы с другими конкурентами.
Любой мастер, имеющий элементарный опыт работы, сможет построить горн своими руками газовый или угольный, если будет иметь подходящие материалы, инструменты и чертеж будущего оборудования. На рисунке видна схема очень интересного варианта газового горна, но при изготовлении не обязательно его слепо придерживаться, каждый умелец может внести в него свои дополнения или упрощения.
Ведь нет какого-то единого общепринятого стандарта. Если вы выполните основные требования безопасности при монтаже и вас устраивает эффективность горна, то конструктивные особенности совсем не важны.
Меняйте размеры, вид, конструкционные особенности, делайте горн под себя, свои пристрастия, рост, силу.
Даже такое, казалось бы, вечное требование, как основание очага из огнеупорного кирпича, не является неизменной догмой, многие кузнецы обходятся дырявым ведром, обмазанным слоем глины или даже толстым листом жаропрочной стали. Но все же рассмотрим вкратце два основных варианта газового горна.
Открытая модель горна: инструкция
Изготовление кузнечного горна.
Она представляет собой огнеупорное основание в виде поддона, площадки или стола с углублением. На дне выложены кирпичи или иное огнеупорное основание, по бокам стойки из кирпичей или стали, на которых будет крепиться газовая горелка.
Ее необходимо расположить так, чтоб сопло было направлено вниз, в центр огнеупорного поддона.
Конструкция примитивная, но эффективная, она даже не нуждается в вытяжном коробе, дым будет рассасываться естественным путем.
Но это если такой очаг установлен на открытом воздухе, под навесом или в хорошо проветриваемом помещении.
Так как форма горна открытая, то нет никаких ограничений на размер обрабатываемой детали, что очень привлекает многих мастеров.
Закрытая модель газового горна
Основное отличие от открытой разновидности в том, что такой горн обличен в корпус, как правило, в виде куба и имеется принудительная вытяжка. Корпус обычно делается из огнеупорных кирпичей с металлической крышкой, переходящей в вытяжку. Размеры закрытых горнов невелики, для домашнего использования он не превышает 80х100см. В передней панели нужно будет вставить дверцу.
В боковой стене предусматривается отверстие для монтирования газовой горелки. Важным условием является установка принудительной вытяжки (с каналом 30х30см), для этого часто используют двигатели от старого пылесоса, печи обогрева автомобиля и т.д.
Газовая горелка
Для корпуса газовой горелки берется труба из «нержавейки» 2 мм толщиной. К нему монтируется труба, состоящая из двух сваренных труб, по одной из них идет газ, по другой — воздух от насоса. Настройка работы горелки требует внимания и навыков.
Камера горна
Для начала разберемся, как будет выглядеть горн. Я наглядно расположил все кирпичи так, как они будут в готовом горне. Дутье будет боковым. Кислород будет пригоняться в камеру горна по железной трубке. Ее с одной стороны нужно подпилить под 45 градусов, хотя я этого так и не сделал. Вставляем ее в камеру тоже под углом. На фотографиях изображено как будем класть кирпичи вместе с глиной.
Приготовим глину
Ее я замешивал в ведре на девять литров. Смешиваем глину и песок в пропорции 1:1. Далее добавляем чистую воду. Замешиваем глину до следующего состояния. Нужно скатать небольшой шарик, положить его на одну ладошку, а второй начать его придавливать. Трещины должны появляться, когда сжали его наполовину
По консистенции он должен напоминать.… Ну не важно, что. Далее обильно смазываем глиной все места соединений кирпичей между собой, всю внутреннюю и внешнюю части. Так тепло будет долго сохраняться в камере
Хорошо смазываем глиной место соединений железной трубы с кирпичами. Кирпич, который служит задней стенкой можно оставить не прикрепленным. Так его можно будет отодвигать, и работать с длинными заготовками. Из верхних кирпичей я прикрепил глиной только крайний. Так горн можно будет использовать и открытым, и закрытым. Также для регулирования подачи воздуха можно усовершенствовать трубу. Посередине ее можно распилить и нарезать резьбу с обеих сторон. Теперь вкручиваем в ту часть, что в горне, сантехнический тройник с краном, на подобие такого:
Так тепло будет долго сохраняться в камере. Хорошо смазываем глиной место соединений железной трубы с кирпичами. Кирпич, который служит задней стенкой можно оставить не прикрепленным. Так его можно будет отодвигать, и работать с длинными заготовками. Из верхних кирпичей я прикрепил глиной только крайний. Так горн можно будет использовать и открытым, и закрытым. Также для регулирования подачи воздуха можно усовершенствовать трубу. Посередине ее можно распилить и нарезать резьбу с обеих сторон. Теперь вкручиваем в ту часть, что в горне, сантехнический тройник с краном, на подобие такого:
Так, открывая кран, мы можем регулировать подачу воздуха. Но я и на это забил.
Виды и типы самодельных кузнечных газовых горнов
Моделей самодельных кузнечных горнов великое множество. Все зависит от фантазии «мастера–самоделкина» и его возможностей. По большому счёту, все конструкции кузнечных самодельных горнов делятся на два типа:
- открытые;
- закрытые.
Отличий между ними много. Но принципиальным — является наличие или отсутствие сверху печки зонта с принудительной вытяжкой. Причём, однозначно утверждать, какой из этих типов лучше, просто невозможно. Это вы в дальнейшем поймёте и сами.
Это интересно: Резьбонакатные станки — технические характеристики и принцип работы
Закрытая
Главным отличием газового горна такого типа от остальных является вид тяги. В такой конструкции она принудительная и осуществляется посредством вентилятора. Данный вариант является оптимальным, поскольку позволяет проветривать все помещение.
Печь выполняется в кубической форме из огнеупорного кирпича. Самодельный газовый горн для бытовых нужд обычно небольшой — его стороны редко превышают одного метра в длину. Поверх укладывается зонт — металлическая крышка, выполненная из листа металла толщиной 4 мм. Внутренний объем должен быть полностью герметичным, иначе эффективность работы горна будет низкой.
