Самодельный вентилятор для поддува горна

Классификация видов кузнечных горнов

Она может быть произведена по следующим основным показателям:

  1. По виду применяемого топлива. Различают газовые горны, а также устройства, работающие на твёрдом (угле) или жидком (мазуте) топливе.
  2. По конструктивным особенностям строятся открытые и закрытые горны.
  3. По размерам пода (эффективной поверхности) – малые, средние и крупные.

Передвижной горн открытого типа

Твёрдотопливные горны, для которых необходимо применять коксующийся уголь – эффектное для видеосъёмки, но устаревшее техническое решение. При этом потребуется не только обеспечить непрерывную поставку высококачественного древесного угля, но и смириться с технологическими недостатками, среди которых:

  • неравномерность нагревания;
  • невозможность управлять процессом;
  • повышенное содержание серы, что увеличит хрупкость в процессе ковки;
  • увеличенный расход топлива, он может составлять до 120 — 150% от веса;
  • низкий КПД устройства, сопровождающийся значительным угаром.

Тем не менее, такие конструкции в условиях единичного выпуска изделий могут находить применение в домашних условиях, особенно, если это мини-горны, работающие на дешёвом мазуте.

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.

Простейшие горны.

Для ручной ковки наиболее приемлемы горны открытого типа, позволяющие нагревать и короткие и длинные поковки в любой их части (в том числе и средней). Они просты в обслуживании и удобны в работе, быстро нагреваются. Для разжигания холодного горна горновое гнездо очищают от золы и шлака, продувают фурму, насыпают небольшой слой угля, оставляя отверстия фурмы свободными, затем зажигают древесную стружку или тряпки смоченные керосином, сверху засыпают второй слой угля и дают слабое дутье. Когда уголь разгорится, добавляют еще угля и постепенно увеличивают дутье. В горне, благодаря спеканию угля, образуется твердая корка, под которой развивается высокая температура. Заготовку или ее конец зарывают в горячие угли и засыпают свежим углем. Спекшийся свод из твердой корки должен быть всегда целым; для этого необходимо время от времени подгребать свежий уголь от краев к центру горнового гнезда и слегка обрызгивать его водой. Если под коркой полость становится слишком большой, корку ломают, подгребают свежий уголь, и вскоре образуется новый свод. Заготовку периодически поворачивают, а также регулируют подачу воздуха, поддерживая слегка коптящее и нейтральное пламя. При высоком дутье (избыток воздуха) пламя становится острым, вызывающим местный перегрев и оплавление кромок металла; и к тому же кислород избыточного воздуха вступает в соединение с металлом и образует окислы железа, т.е. окалину.

Окалина вредна, так как она приводит к потерям металла (угар); кроме того, понижается качество заготовки и затрудняется дальнейшая ее обработка резанием. Заготовку нагревать надо возможно быстрее, так как чем дольше поковка находится в горне, тем более возможен ее перегрев, т.е. чрезмерный рост зерен, который ухудшает механические свойства заготовки. Более длительный нагрев заготовки может привести к пережогу, т.е. оплавлению границ зерен и потере связи между ними. Такая заготовка разбивается при ударе на части.

На рис. 1 показаны очень простые конструкции горна.

Рис. 1. Простейшие горны: 1, 6 — кирпич; 2 — заготовка; 3 — уголь; 4 — решетка колосниковая; 5 — патрубок; 7 — паяльная лампа

Горн можно сделать прямо на земле, используя паяльную лампу, пылесос или ручной вентилятор. Устройство такого горна: поставить три кирпича на торец, на них кладется колосниковая решетка, а на нее устанавливается печурка из четырех кирпичей, в которую засыпается уголь. Паяльная лампа с патрубком располагается снизу. Горн разжигают и можно нагревать заготовку.

Существует еще более простая конструкция горна. Сначала надо вырыть небольшую ямку и в нее поставить паяльную лампу. Рядом складывают печурку из огнеупорного кирпича. В щель между кирпичами закладывают некрупные заготовки. Установив вентилятор с ручным приводом в ямке, а колосниковую решетку выставив на уровне земли, можно прогревать металл и ковать небольшие изделия.

Назначение вентилятора для горна

Понять роль вентилятора можно, изучив принцип устройства горна. Он может быть установлен стационарно, а также иметь мобильную конструкцию.

Классический кузнечный горн стационарного типа состоит из рабочего стола, в центре которого устраивается углубление (гнездо), предназначенное для сжигания горючего.

В помещении горн должен иметь трубу с вытяжкой для отвода дыма.

Особенностью кузнечного горна является то, что металлическая заготовка располагается в непосредственном контакте с топливом.

За счет этого обеспечивается разогрев заготовок до пластического состояния, при котором металл легко поддается ковке. Температура в рабочей зоне горна должна быть не меньше 1000–1300оС. Достигается она за счет сгорания топлива. Для поддержания процесса горения в этой зоне должен быть хороший воздухообмен, который обеспечивается с помощью вентилятора. Воздушная струя от него направляется в гнездо горна через сопло.

Вентилятор должен обеспечивать определенное давление воздуха.

На процесс горения влияет также вид используемого топлива. В качестве горючего используют топливо из кокса, древесного угля и газа. Редко применяют жидкое топливо из продуктов нефтепереработки, например, бензин или керосин.

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:

  1. Камера. Для ее изготовления используется материал, обладающий огнеупорными свойствами. С внешней стороны камера обкладывается сталью с жаростойкими свойствами.
  2. 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.
  3. Под. Для его изготовления используется шамотный кирпич, обладающий жаростойкими свойствами.
  4. 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.
  5. Редуктор смесительный. Воздух входит в газовую смесь, которая находится в баллоне.
  6. Сопло. Его форма имеет непосредственную зависимость от формы заготовок, которые будут использоваться в процессе работы.
  7. Решетка колосников. Ее предназначение заключается в повышении показателя тяги, а также в обеспечении сбора окалин.
  8. 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 промышленных вентиляторов

Изготовленные промышленным способом горны в основном снабжены центробежными (радиальными) вентиляторами для обдува воздухом. Они просты в устройстве и обеспечивают равномерный режим продувки.

Вентилятор для кузнечного горна такого типа часто имеет корпус, который выполнен в форме улитки. Его внутреннее устройство и принцип работы изображены на рисунке, где а) — это внешний вид, б) — устройство и расположение внутренних деталей.

Принцип работы «улитки» состоит в следующем:

  • Внутри кожуха (3) корпуса вентилятора на оси размещено колесо вращения (1), снабженное лопастями (2).
  • Форма лопастей и направление вращения колеса создают движение потока воздуха в трубу (4) в направлении зоны горения.
  • Направление потока воздуха предусмотрено от расположенного в центральной части корпуса улитки отверстия к ее конечному витку, имеющему сужение. За счет этого напор воздуха усиливается.

Примером промышленного изделия является вентилятор распространенной марки VT1-2, выпускаемой под брендом «Blacksmith».

Он предназначен для обдува как стационарного, так и переносного горна с полностью открытой верхней частью. Диаметр для подсоединения трубы такого устройства равен 50,8 мм, питание осуществляется от сети в 220 В, мощность потребления — 150 Вт, рабочее колесо вращается со скоростью 3000/3600 об/мин.

Максимальный напор (давление) воздушной струи в подводящем отверстии равен 490 Па. Вентилятор имеет габариты 225х180х225 мм и вес 2.65 кг.

Корпус вентилятора выполнен путем литья и отличается повышенной прочностью. Работает аппарат практически бесшумно, легко подсоединяется к горну.

Топливо

Чтобы получить достаточную температуру горения, кроме подачи воздуха в очаг, нужно и качественное топливо.

Сегодня многие специалисты используют газовые кузнечные горны, мотивируя это тем, что газ требует меньших расходов (в пересчете затрат топлива на разогрев заготовки определенной массы), более равномерном нагревании металла и возможности точно управлять процессом горения (регулировкой подачи газа в горелку). К тому же, пропан обходиться сегодня дешевле,чем уголь (древесный или каменный).

Однако, многие кустари успешно пользуются твердотопливными типами горнов. Такой способ разогрева сложнее контролировать, так как более затруднительно регулировать процесс горения. Еще один недостаток — это образование твердых продуктов сгорания топлива на поверхности поковки, чего нет при использовании газовых очагов.

Уголь при кузнечных работах лучше всего использовать каменный, так как он имеет более высокую теплоотдачу при горении, чем древесный. К тому же длительность сгорания его намного больше. Вследствие чего уменьшаются его затраты на изготовление одной поковки. Главный недостаток каменного угля — его более высокая цена.

Устройство небольшого компактного горна можно посмотреть в представленном видеоматериале:

А что вы можете добавить из своего опыта обустройства кузнечного горна? Поделитесь своими знаниями в блоке обсуждений к этой статье.

Этапы изготовления самодельного горна

Изготовление кузнечного горна для ковки своими руками представляет собой поэтапный процесс. Для изготовления оборудования необходимо подготовить расходные материалы:

  • толстые листы жаропрочной стали;
  • огнеупорную глину для внешней обмазки конструкции;
  • шамотные кирпичи;
  • металлические уголки, швеллера;
  • металлическую трубу для дымохода;
  • решётку из металла, которая выполняет роль колосника;
  • строительный песок;
  • металлическую дверцу с петлями;
  • старый пылесос для создания воздушного потока.

Если нагревательное устройство будет работать на мазуте, нужно продумать систему подачи горючей смеси. Этапы изготовления самодельного нагревательного устройства:

  1. Нарисовать чертёж с точными размерами, отмеченным отверстиями.
  2. Из металлических швеллеров собрать опорную конструкцию. Для соединения отдельных элементов нужно использовать сварочный аппарат. Швы зачищаются, покрываются антикоррозийным покрытием.
  3. Собрать камеру с дверцей для засыпки твердого топлива. Через неё должен подаваться воздух, чтобы угли давали жар. Установить колосник.
  4. Из шамотного кирпича сложить камеру для нагревания заготовок. На верхней части сделать отверстие, закрепить трубку дымохода.
  5. Подключить к системе подачи воздуха старый пылесос, который может работать на выдув. Установить дверцу на окно, используемое для подачи заготовок.
  6. Огнеупорной глиной обмазать кирпичи снаружи, чтобы тепло задерживалось в камере нагревания.

После сборки конструкции нужно проверить её на работоспособность. Для этого требуется провести пробный запуск, разжечь очаг.


Горн своими руками

Принцип функционирования

Разберемся, как сделать горн своими руками. Ведь традиционную конструкцию для использования в домашних условиях можно упростить, не допуская ухудшения качества процесса.

Основа функционирования – химическая реакция горения углерода, которая эффективно используется для работы с металлом. Он объединяется с кислородом, и металл выделяется в свободном виде. Кузнечный горн использует также теплотворную способность углерода. Добавляя воздух в топливо, сжигание будет происходить намного быстрее, учитывая достаточное количество углерода. В результате возрастет температура, будет получено больше тепла.

Пламя кузнечного горна, выполненного своими руками

Подачу воздуха в кузнечные горны организовывают таким образом, чтобы обеспечить небольшую нехватку кислорода, чтобы предотвратить окисление металла. Если же заготовка будет находиться в устройстве дольше рекомендованного периода, свойства металла будут нарушены. Например, стальные листы могут стать хрупкими при возросшей твердости. Это значит, что его свойства будут больше приближены к качествам чугуна.

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.

Самостоятельное изготовление

Перед тем как сделать горн, необходимо определиться с типов устройства. Самодельные горны могут быть двух видов:

Закрытый. Его конструкция оборудована специальной камерой, в которой заготовка разогревается до необходимой температуры

Следует обратить внимание, что в горнах закрытого типа можно работать с заготовками, размер которых не превышает размеров самой камеры.
Открытый. Засыпание топлива на колосники в нем проводится с ее верхней части

С нижней части происходит подача воздуха. Рабочая заготовка для ее нагрева помещается непосредственно на поверхность топлива. Благодаря этому можно использовать заготовки довольно больших размеров.

Для начала необходимо взять пластину из стали и просверлить в ней отверстия. После этого ее можно вставить в центральную часть стола, который выступает в качестве основы горна.

Для того чтобы изготовить стол, рекомендуется взять металлическую пластину, толщина которой колеблется в пределах 3−5 мм. Следует учитывать габариты стола: 700 мм — высота стола. Столешница имеет размеры 80 Х 100 см.

Не исключена возможность того, что из уголка варится рама, в которую помещаются решетка колосника и огнеупорный кирпич. Для изготовления решетки можно использовать обычную старую сковороду из чугуна, в днище которой просверливаются отверстия. Следует учесть то, что при определении высоты стола необходимо ориентироваться на рост кузнеца.

Теперь можно приступить к монтажу механизма подачи воздуха. Есть возможность создания такого механизма, работающего от ножного привода.

Оптимальным вариантом создания механизма является использование электровентилятора из ненужного пылесоса. Его мощности хватит для того, чтобы подать поток воздуха необходимой силы. Нелишним будет оборудовать конструкция регулятором мощности.

Не исключена возможность использовать вместо пылесоса привод от ручной сирены.

После этого все части конструкции собираются в одно целое устройство. Теперь можно приступить к проведению первого испытательного запуска. Самодельный горн для ковки можно дополнять разного вида дополнительными приспособлениями, которые повышают показатель удобства работы с ним.

Самостоятельное изготовление

радиальный вентилятор для котла

Прежде всего следует определиться с функциональным назначением центробежного вентилятора. Если он необходим для вентиляции определенной части помещения или оборудования – корпус можно сделать из подручных материалов. Для комплектации котла потребуется применить жаропрочную сталь либо сделать его из листов нержавейки своими руками.

Сначала рассчитывается мощность и определяется набор комплектующих. Оптимальным вариантом будет демонтаж улитки со старого оборудования – вытяжки или пылесоса. Преимуществом этого способа изготовления является точное соответствие мощности силового агрегата и параметров корпуса. Вентилятор улитка легко изготавливается своими руками лишь для каких-то прикладных целей небольшой домашней мастерской. В остальных случаях рекомендуется приобрести уже готовую модель промышленного типа или же взять старую из автомобиля.

Порядок действий, чтобы сделать центробежный вентилятор своими руками.

Расчет габаритных размеров. Если устройство будет монтироваться в ограниченном пространстве – предусматривают специальные демпферные прокладки для компенсации вибрации.
Изготовление корпуса. При отсутствии уже готовой конструкции можно использовать листы пластика, сталь или фанеру

В последнем случае особое внимание уделяется герметизации стыков.
Схема установки силового агрегата. Он вращает лопасти, поэтому следует выбрать тип привода

Для небольших конструкций используется вал, соединяющий редуктор двигателя с ротором. В мощных установках применяется привод ременного типа.
Крепежные элементы. Если вентилятор будет установлен на внешнем корпусе, например, котла – делают монтажные П-образные пластины. При значительных мощностях потребуется изготовить надежное и массивное основание.

Это общая схема, по которой можно сделать вытяжной функциональный центробежный агрегат своими руками. Она может измениться в зависимости от наличия комплектующих

Важно соблюдать требования герметизации корпуса, а также обеспечить надежную защиту силового агрегата от возможного засорения пылью и мусором

В видеоматериале можно ознакомиться с процессом изготовления корпуса из ПВХ листов:

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.

Устройство и принцип действия

Чтобы понять, как собрать самодельную конструкцию для разогрева металлических деталей, нужно знать устройство кузнечного горна, принцип работы. Оборудование состоит из следующих элементов:

  1. Основание из металла. Должно быть устойчивым, чтобы оборудование не опрокинулось во время работы.
  2. Очаг и рабочий стол, изготовленные из шамотных кирпичей. На очаге закрепляется колосник.
  3. Крышка, стенки. Выкладываются из того же материала, что и очаг.
  4. Дымоход для отвода продуктов горения топлива.
  5. Вентилятор, система для подачи воздуха.
  6. Зонт — деталь для улучшения тяги.
  7. Фурма — связывающий элемент, через который воздух подаётся от вентилятора на колосник.
  8. Отверстие для подачи заготовок с закрывающейся дверцей.

Нельзя забывать про особенности бытового кузнечного горна. Принцип его работы заключается в том, что очаг засыпается горючим топливом, которое нужно поджечь. Затем следует дождаться повышения температуры до нужного уровня. С помощью кузнечных щипцов поместить заготовку на рабочую зону. Она должна разогреться до требуемого состояния. Дальше кузнец вытаскивает деталь, продолжает работу на наковальне. Работая с горном нельзя забывать про использование качественного древесного угля. Лучше использовать кокс.

Ссылка на основную публикацию