Горн и его устройство

 

Нагревают поковки в различ­ных нагревательных устройствах. Простейшим из них, при­меняемым с давних пор, является кузнечный горн, горн бывает различных конструкций (переносные и стационар­ные), открытого и закрытого типа. Так же работающие на различных видах топлива.

Принцип работы классического кузнечного горна необычайно прост. На рабочей поверхности горна горит небольшая кучка угля — сюда помещаются стальные заготовки, которые нагреваются до температуры, необходимой для ковки. В настоящее время существует огромное количество конструкций горнов. В основном, они различаются по типу топлива. Существуют горны на твердом топливе — это каменный и древесный уголь, кокс, в крайнем случае можно использовать и простые дрова. Я предпочитаю кокс, хотя по стоимости он дороже простого бурого угля или антрацита. Зато по количеству его требуется примерно в пять раз меньше, при горении кокс дает более высокую температуру, нет копоти и меньше шлака. Лучше всего использовать мелкий кокс («коксик») — крупный литейный кокс приходится колоть, на это уходит много времени. Существуют печи на жидком и газовом топливе, но они, в основном, применяются на больших производствах.

На рисунках показаны горны, которые могут быть использованы при художественных работах. Наиболее распространенным горном, которым издавна пользовались русские кузнецы, является горн, изображенный ниже:

Устройство горна Устройство горна

 

 

 

 

 

 

 

Сам горн может быть земляным с деревянными стен­ками (срубом) или кирпичными, как показано на рисунке. Его под представляет углубление, к которому сбоку под­водится дутье: в стенку горна вставляется фурма или так называемое сопло, которое изготовляется из чугуна или меди.

В деревенских кузницах часто соплом служит старая чугунная втулка для колес. Для долговечности такого горна рекомендуется замазывать края фурмы глиной с песком. Это не дает шлаку свариваться с металлом и кирпичом, что позволяет быстро ремонтировать горн.

Дутье в кузнечных горнах обычно обеспечивается центро­бежным вентилятором.  Кузнецы иногда используют двигатели от стиральных машин или пылесосов.

Кузнечный горн своими руками

Мы же предлагаем небольшой переносной кузнечный горн (рис. 1). Он прост в обращении, быстро нагревает металл до нужной температуры и работает от источников тока с безопасным напряжением.

Устройство кузнечного горнаУстройство кузнечного горна показано на (рисунке 2). На металлической раме из стальной трубы установлен противень из листовой стали толщиной 1,5 мм. Его размеры выбраны с таким расчетом, чтобы сюда плотно укладывались поперек три огнеупорных кирпича. В них вытесывают уступ, на который устанавливается колосниковая решетка из 8-миллиметровой стальной пластины. Заметим, кирпичи обрабатываются легче, если перед обработкой положить их на некоторое время в ведро с водой.Устройство кузнечного горнаВ металлическом противне под решеткой предусмотрено отверстие с отбортованными кромками. На них плотно сажается кусок трубы диаметром 80 мм. Снизу у трубы имеется съемная крышка для удаления золы, а сбоку присоединяется воздуховод. На его противоположном конце закреплен цилиндр диаметром 150 и высотой 100 мм из стального листа толщиной 0,8 мм.

Один торец цилиндра закрыт заглушкой. А с другого торца устанавливается электродвигатель от автомобильного стеклоочистителя. Крепится двигатель на стенках цилиндра с помощью хомутов. На его вал надевается колесо с шестью лопастями из тонкого дюралюминия.

Собранный горн

Над кузнечным горном обязательно устанавливается вытяжной короб. Желательно на открытом воздухе оборудовать постоянное рабочее место с вытяжной трубой и стенками, защищающими от ветра, как показано на (рисунке 6).

Перегрев стали. Для каждого сорта стали устанавливается своя температура нагрева. Если превысить эту температуру и долго продержать металл в горне, то кристаллы сильно разрастутся. В итоге сталь получится крупнозернистой и перегретой.

Исправить этот дефект может в какой-то мере повтор­ная ковка или отжиг, но в результате нагрева с поверх­ности металла часть углерода выгорает и сталь стано­вится химически неоднородной.

Пережог стали. При сильном нагреве под действием кислорода происходит интенсивное выгорание углерода металла, выплавляется межкристаллическое вещество, и связь между кристаллами разрушается. Обычно это сопро­вождается летящими искрами, что свидетельствует о горе­нии металла. В пережженном металле при первых же ударах по нему возникают трещины.

Работа горна. Перед началом работы подготавливают горновое гнездо. Очищают от шлака и золы, продувают фурму. Настилают небольшой слой сухого угля, оставляя фурму открытой, затем зажигают дровяные стружки или тряпки, пропитанные керосином или маслом, засыпают второй слой угля и включают слабое дутье. Когда уголь разгорится, добавляют уголь, насыпав его горкой и смочив водой. Можно горновой лопаткой бока горки уплотнить. Благодаря сжиганию угля вокруг образуется так называемый «котел» или корка спекшегося угля, которая удерживает теплоту. Это позволяет быстрее нагреть заготовку.