Горн, как известно, представляет собой металлургическую печь, которая позволяет получать необходимую для горячей ковки металла температуру (около 1200 °С). Принято считать, что без кузнечного горна не может обойтись ни один кузнечный цех, но это не совсем так. Ведь если речь идет о холодной ковке, где металл обрабатывается без предварительного нагрева, то кузнечный горн сразу теряет свой статус незаменимого оборудования. А при традиционной, то есть горячей, обработке металлов без горна, конечно же, обойтись не получится. С его помощью производятся такие необходимые операции как: разогрев перед ковкой, цементирование, закалка, отпуск и т.д.
Виды кузнечных горнов
Все горны делятся по конструкции очага на:
Горны открытые, верхняя часть которых полностью открыта, а в основе конструкции такого типа печи находится огнеупорная площадка или поддон. Такой кузнечный горн устанавливается либо под открытым небом, или же в очень хорошо проветриваемом помещении, так как сама конструкция горна открытого типа не предполагает обязательное наличие дымохода. Зато вентилятор для горна кузнечного открытого типа точно не будет лишним, так как без него не удастся добиться эффективного сгорания топлива, которое обеспечивает поддув воздуха. Примером такого вентилятора может послужить кузнечный вентилятор для газового горна (подходит для горнов на всех видах топлива) типа улитка от Blacksmith. Такое оборудование для переносных и стационарных горнов открытого типа обеспечивает нагнетание воздуха с интенсивностью до 510 куб/час. При этом работа вентилятора практически бесшумна. На должном уровне находится и безопасность, для чего корпус устройства изготавливается из высокопрочного сплава и оснащается надежной термозащитой. И еще, очень важно, что улитку от Blacksmith сможет подсоединить к горну даже дилетант, так как эта простая операция не требует специальной подготовки.
Горны закрытые, то есть, заключенные в закрытый со всех сторон в корпус, который может быть любой формы (промышленные преимущественно имеют кубическую) и изготавливается из огнеупорных материалов, чаще всего из огнеупорных кирпичей. Корпус стягивается металлическим каркасом и обшивается сверху стальным листом. В нем оставляют отверстия для вытяжки, а в лицевой части корпуса монтируется дверца. В случае, если предполагается применение в качестве топлива природного газа, то горн кузнечный газовый закрытого типа должен иметь еще и отверстие для монтажа газовой горелки.
Все кузнечные горны подразделяются и по способу установки на стационарные и переносные. Переносные горны, как правило, представляют собой стальную станину, реже литую чугунную, которая имеет рабочую зону, созданную из огнеупорнго кирпича и имеющую фурму – приспособление для подачи воздуха. В своем большинстве, переносные горны по конструкции открытые, хотя есть и закрытого типа, например, газовый горн Blacksmith GOR-1, речь о котором пойдет ниже. Стационарные горны, напротив, чаще бывают как раз закрытого типа и оборудуются дымоходом. В таких горнах заготовка разогревается до рабочей температуры быстрее, чем в горнах открытого типа. Кроме того, уменьшается возможность пожара.
В-третьих, все горны отличаются между собой и по применяемому для сгорания топливу, которое может быть твердого типа, таким как древесный или каменный уголь (кокс) или же газообразного (пропан-бутан, пропан). Для растопки горнов часто применяется жидкое топливо, такое как нефть и ее производные. Каждый из видов топлива имеет как преимущества, так и недостатки, но в небольших кузницах по старинке чаще используется как раз древесный уголь, хотя продуктивность такого вида топлива значительно ниже, чем у кокса и тем более у природного газа. Любовь кузнецов к древесному углю объясняется скорее традициями и доступностью материала, чем производственными расчетами.
Ну и наконец, горны делятся еще и по особенностям своей работы на топливные и электрические. Последние работают по принципу газовой печи, только вместо газовой горелки в конструкции предусмотрены элементы, нагревающиеся под воздействием электрического тока. Электрические печи не нуждаются в отведении дымовых газов по причине их отсутствия. Кроме того, нет необходимости и в подаче воздуха, в отличие от топливных горнов. Выделяют электрические печи сопротивления и индукционные печи. Индукционный нагреватель представляет собой медную трубку в виде змеевика, внутри которой находится охлаждающая жидкость, а для разогрева служит генератор тока высокой частоты.
Горн кузнечный газовый
Использование природного газа в качестве топлива для кузнечного горна имеет свои преимущества и недостатки. Остановимся более подробно на тех и других и сравним газовый горн с его основным конкурентом, кузнечном горне, работающем на угле. Итак:
Несомненным преимуществом горна на газе является его более простая конструкция, где отсутствует такой необходимый элемент для печей на твердом топливе, как колосники. Благодаря этому газовые кузнечные горны имеют меньшую массу и габариты, а это значит, что они намного более мобильны. Есть и совсем компактные модели, имеющие вес менее 50 кг. Например, горн закрытого типа с газовой горелкой Blacksmith GOR-1, который идеально подходит для маленьких кузнечных цехов, где отсутствует дымоход. Есть в работе GOR-1 нюанс, который можно назвать недостатком. Дело в том, что в паре с горном нужно иметь еще и воздушный компрессор с ресивером, который будет принудительно подавать воздух в зону сгорания. Кроме того, закрытая и ограниченная в размерах зона сгорания горна GOR-1 подойдет для работы лишь с небольшими, особенно по длине, заготовками.
Важным преимуществом газового кузнечного горна в сравнении с угольным является простота регулирования температуры сгорания. Для изменения интенсивности горения достаточно лишь увеличивать или уменьшать объем подачи газа. Также, газовые горны отличаются простотой подготовки рабочей зоны, для чего потребуется лишь открытие и поджигание горелки.
Невысокая стоимость природного газа также считается аргументом в пользу газового кузнечного горна.
Но главным недостатком горнов на газе является высокая взрыво- и пожароопасность этого вида топлива. Даже без взрыва и пожара утечка газа представляет опасность для находящихся в недостаточно проветриваемом помещении людей. Поэтому техническое состояние всего газового оборудования должно быть под постоянным контролем.
Одним из элементов газового оборудования и основной деталью кузнечного горна, работающего на природном газе, является газовая горелка. Именно от нее во многом зависит устойчивая работа зоны сгорания, а в случае непредвиденных ситуаций, горелка прекращает дальнейшую подачу горючей смеси с помощью системы аварийного отключения. Кроме того, на газовую горелку возлагаются следующие функции:
Смешивание газа и нагнетаемого воздуха;
Направление смеси в зону горения;
Формирование факела для создания необходимой температуры;
Обеспечение необходимой интенсивности процесса горения и полного сгорания газовой смеси.
Кстати говоря, благодаря своей конструктивной простоте кузнечные горны открытого типа часто изготавливаются кустарно. Основой для такого нехитрого устройства может послужить любая бетонированная площадка или сложенные друг на друга огнеупорные кирпичи. Само устройство представляет собой металлическую емкость с вертикальными стойками, к которым присоединяется газовая горелка, с направленным вниз соплом. Не стоит говорить, насколько такие самодельные кузнечные горны, работающие на природном газе, могут быть опасными для окружающих, поэтому гораздо благоразумнее для использования в условиях домашнего хозяйства или для небольшого кузнечного цеха приобрести переносной кузнечный горн промышленного производства. Например, уже упоминающийся горн с газовой горелкой Blacksmith GOR-1, переносной газовый горн NC, модель Whisper Momma, или газовый горн Pro Forge 200 от Cliff Carrols. Все они отличаются небольшими размерами, простотой в использовании но, самое главное, надежностью и безопасностью.