Ковальський горн

Ковальський горн є пристроєм для нагрівання заготовок. Існує безліч його конструкцій. Для художнього кування найкращі користуватися горнами відкритого типу. Вони прості за конструкцією і дозволяють нагрівати заготовки будь-якої довжини та форми. Паливо для горна – кокс, деревне вугілля, антрацит.

Найбільш високоякісним паливом є деревне вугілля. Однак великі витрати при використанні для горна і труднощі з придбанням стримують його застосування. У горнах сучасних конструкцій доцільно застосовувати ливарний кокс, який за якістю не поступається деревному вугіллю, а в деяких випадках перевершує його. Конструкція традиційного горна, що використовується ковалями, наведена на малюнку 10. Основою його є стіл з вогнищем і місцем для заготовок, що нагріваються. Розмір столу 1 X 1,5-1,5 Х 2 м, висота довільна в залежності від зростання коваля. Виготовляють його з дерев’яних колод або каменю. Начинку заповнюють каменем, піском, глиною, паленою землею і добре утрамбовують. Для виготовлення столу можна використовувати цеглу, бетон, а також металеві зварні конструкції.

Вогнище, або горнове гніздо, де спалюється паливо, футерують вогнетривкою цеглою або виготовляють цільною з шамотної глини. Розмір вогнища в плані довільний і залежить від розміру заготовок, що нагріваються, але не більше 40 X 40 см, глибиною 10-15 см.

Для сопла використовують чавунні втулки або відрізки чавунних труб ізольовані шамотною глиною.

Повітря в горн подають за допомогою хутра або електричних відцентрових вентиляторів. Використовувати хутро для дуття недоцільно, оскільки це трудомісткий та малопродуктивний процес. Для збору та відведення диму та газів над гірником встановлюють парасольку з листової сталі товщиною 1-1,5 мм. Зазвичай розміри частини парасольки, що уловлює, відповідають розмірам столу. Перетин димового каналу має бути не менше 20 X 20 см. Висота розташування парасольки залежить від об’єму палива, сили піддува і висоти витяжної труби. Підбирають її дослідним шляхом. Однак не рекомендується парасольку піднімати вище 80 см над рівнем столу.

На зварній металевій конструкції укріплена лита чавунна плита (стіл) з отвором у центрі, в яке вставляється знімне чавунне горнове гніздо, що має фланцеве з’єднання для під’єднання повітроводу, донну кришку для видалення золи із зольника і місце для встановлення змінних колосникових грат. Повітропровід обладнаний заслінкою для регулювання подачі повітря. Залежно від необхідності одержання полум’я певної конфігурації використовують колосники з отворами різної форми. Колосники з рівномірно розташованими отворами дають широке факельне полум’я, що рівномірно прогріває заготівлю. Для місцевого нагріву застосовують колосники з щілинними отворами.

Однак слід зазначити, що в горнах традиційної конструкції наявність задньої стінки не дає можливості нагрівати довгомірні заготовки, а в сучасних стаціонарних горнах розміри горнового гнізда не завжди дозволяють нагріти складну форму. Даних недоліків позбавлений горн, показаний малюнку 12. Гідність його конструкції – відсутність литих заводських чавунних деталей і простота виготовлення. Каркас, що несе, зварюють зі сталевого куточка, стіл виконують з листової сталі товщиною 3-5 мм. У центрі столу вирізають отвір розміром 30 Х 30 см, в який вварюють зольник у формі конуса з донною кришкою і фланцем для приєднання повітроводу. Стіл футерують вогнетривкою цеглою, на зольник укладають подову дошку (колосники), яку можна виготовити з листової сталі товщиною 8-10 мм. Повітря, що надходить, охолоджує дошку, що захищає її від прогару. Згодом за рахунок різниці температур верхньої та нижньої поверхонь подової дошки її коробить. Однак цей дефект легко усувається вирівнюванням її на ковадлі.

Зольна камера та подова дошка можуть бути круглої форми. У цьому випадку колосник виготовляють із сталевої смуги товщиною 6-10 та шириною 30-50 мм, яку закручують у спіраль. Зазор між витками має бути приблизно дорівнює товщині смуги, а діаметр колосника – необхідних розмірів (рис. 13). Паливо в такому горні розташоване в одній площині. Тому розміри робочої зони (площа горіння) можна регулювати у межах. З боків зону обмежують вогнетривкою цеглою, яку фіксують чавунною або сталевою рамою. Для отримання полум’я різної конфігурації використовують чавунні ковпаки з отворами різноманітної форми, як раніше описаних колосниках. У зв’язку з тим, що в даній конструкції горна відсутнє горнове гніздо, між подом та заготівлею постійно має бути паливо. Якщо кисень, що надходить, повітрі не встигає перегоріти в шарі вугілля, це призводить до утворення великої кількості окалини, вигоряння металу, погіршення пластичних і фізичних його властивостей.