Как да направите ковашки горн на газ със собствените си ръце: съвети + чертежи в помощ на домашните майстори

Оборудването за термична обработка на метали е скъпо удоволствие. Не всеки начинаещ майстор е готов да даде солидна сума за закупуването му. Но има технологии, според които ковашко огнище на газ със собствените си ръце може да се изгради без особени затруднения и разходи.

В представената от нас статия ще намерите подробно описание на сглобяването на основния атрибут на ковашкия занаят. Ще разкажем за това как работи огнището и за неговите конструктивни компоненти. Ще подскажем по какъв начин се постига необходимата за топене и коване на заготовките температура.

На самостоятелните домашни майстори предлагаме да се запознаят с изпитани в ковашката практика самоделки. Ще научите какви материали, готови устройства и инструменти ще са необходими за изработката на огнището. Ще получите представа за сложния процес и ценни съвети.

Принцип на работа и специфика на конструкцията

Ковашкото огнище е необходимо за извършване на редица операции по подготовка на метала за последваща обработка. На нагретата в него заготовка се придава проектната форма. С негова помощ се изработват популярните днес ковани украшения, нужни в бита детайли, съдове, предмети за обзавеждане и т.н.

От огнището се ползват във всички области на термообработката. То може да бъде съвсем миниатюрно, монтирано буквално на масата, и стационарно, напомнящо традиционна тухлена печка. Независимо от размерите, всички модели действат по един принцип.

Как работи ковашкото огнище?

За подготовка на метала за последващо коване той трябва да се нагрее и буквално да се «омекоти» при температури до 1100-1200°С. Условията се постигат благодарение на специфичните особености на конструкцията, която осигурява подаване на гориво и кислород в горивната зона в необходимите за процеса пропорции.

Вътре в газовото или твърдогоривното ковашко огнище протича характерна химична реакция: преработва се въглеводород. Въглеродът, получен при горенето както на газообразни, така и на твърди въглеводороди, улавя и присвоява кислорода от нагрявания метал. В резултат се получава стомана без окисляващи примеси.

Съградено със собствени ръце ковашко огнище няма да позволи, разбира се, да се коват дамаски клинове и ажурни решетки за изискана балюстрада, но за изработка на прости битови предмети и оригинални украшения е напълно подходящо.

Особеностите на ковашкото огнище позволяват частично да се използва възстановителният потенциал на въглерода. Кислородът не се изгаря напълно от нагрявания детайл. Благодарение на частичното възстановяване металът не се прегаря напълно и не става крехък, както се случва с чугуна.

За изграждане на миниатюрна домашна ковачница не са нужни специални материали. Почти всеки домакин разполага с всичко необходимо. Вероятно има тухли и остатъци от металопрокат, стоманени тръби, анкери, скоби.

Между другото, чугунените изделия в промишлеността след термична обработка се насищат с кислород, за да се отърват от този недостатък или поне да го минимизират.

В пуснатото в производство огнище, оборудвано със система за управление, необходимият за горене въздух се нагнетява така, че леко да не достига. Самоделка е трудно да се снабди с такова устройство, освен ако, разбира се, не се монтира готова газова горелка с автоматика.

Независимо от конструкцията и типа работа на ковашкото огнище, в неговата работна зона се преработва въглеродът, отделен от въглеводорода. Той привлича окислите към себе си, освобождавайки метала от тях.

Поради невъзможността за регулирана подача на въздух, по-точно на съдържащия се в него кислород, ръчно изработените ковани изделия често биват прегорени. Така се случва в началните етапи. Но с опита идва и способността на майстора да усеща кога трябва да спре нагряването, както и знанията какво трябва да се направи, за да се избегне пълната загуба на кислород.

Устройство и работни компоненти

Варианти за изработване на самоделни модели, проверени от ковачи на практика, има огромно множество. Ние ще представим само малка част от тях. Преди да решите кой газов горн е по-добре да направите сами, ще се запознаем с типичните особености на устройството.

По техническа същност всеки ковашки горн е своеобразна пещ с характерни принадлежности: горивна камера, колосникова решетка, въздушна камера, наричана в руските отоплителни агрегати поддувало. За разлика от обикновената печка, въздушната камера се оборудва с дренаж за регулиране на подаването на въздух и с тръба с вентил.

Колосникът се усилва така, че да е способен да устои на значително термомеханично въздействие. Обикновена решетка от метални пръчки или отрязани парчета от ъгълник няма да стане. Нужно е усилено устройство. В идеалния случай е по-добре това да бъде вградена в работния плот панел от дебел метал с равномерно пробити отвори.

В конструкцията на ковашкия горн всяка конструктивна част изпълнява определени функции, благодарение на което освобождаването на метала от примеси и нагряването за коване се извършва в оптимален режим.

Съвкупността от изброените съставни части се нарича фурма. В комплектацията на горновете от промишленото производство те са няколко, за да могат да се сменят в зависимост от изискваните условия за изпълнение на определена операция и от размера на загряваната заготовка.

Фурмата най-често се монтира не в затворен корпус, а се поставя на маса. Тя трябва да бъде достатъчно устойчива и защитена от термично въздействие, за което се използва футеровка. В редица конструкции в масата е вградена колосникова решетка или вместо нея е поставен метален перфориран панел.

Във футеровката на масата за стационарен горн, който се планира да се използва активно, се използва огнеупорна кварцова тухла. Самоделките за еднократни работи се футероват с шамотна тухла. Да се намери в продажба е по-лесно, а и цената е по-ниска.

Камерата на горене на ковашкия горн се укрепва чрез футеровка, която се извършва с огнеупорна или шамотна тухла, способна да устои на високи температури.

За пълноценно събиране и отвеждане на димните газове над масата с перфориран панел или над фурмата се разполага шатра или сенник. Те се свързват с димен канал, който се изгражда по принципа на димоход за газов котел. Той трябва да работи безупречно, тъй като газовете, отделяни при нагряване на метала, са изключително токсични.

Освен основните конструктивни съставни части има още допълнителни приспособления. Обикновено до горна ковачите поставят закаляваща вана, за да може готовото изделие веднага да се потопи в охлаждащата и закаляващата го среда. Това е в случай, че се изисква термоударно закаляване.

Когато устройвате собствена ковачница, трябва да помислите не само за изработка на оборудване за нагряване на метала, но и за спомагателното оборудване: наковалня, вани за закаляване, газовъздушна камера, комин и аспирационен чадър.

Освен това занаятчиите в производствени мащаби използват газовъздушна камера. В нея продуктите се сушат от кондензат, въвеждат се добавки в състава, които могат да се добавят само в газообразно състояние. Там също се суши въздухът за получаване на определени технологични условия.

За да се увеличи зоната на изключително висока температура, се използва горнило – разширяващ се към основата капак. То е необходимо основно при работа с цветни и благородни метали. На занаятчиите често не са необходими никакви допълнения, освен вана, за която може да се приспособи всеки метален съд с достатъчен обем.

Избор на синьо гориво за работа

Смята се, че за работата на ковашкия огън е подходящ както магистралният, така и балонният втечнен газ. Ще ви разочароваме: използването на необработен природен вариант е нецелесъобразно.

Отказът от природно гориво има две сериозни причини:

• От тръбата до нас постъпва синьо гориво, представляващо някаква смес от газообразни въглеводороди. Техните способности по калоричност и задържане на кислород се различават. Поради това да се настроите за оптимално подаване на въздух е практически невъзможно.
• В газовата смес за битово винаги има, макар и незначително, но влияещо на резултата съдържание на примеси. Наличието на фосфор със силиций може и да не се забелязва, но сярата определено ще доведе резултата от трудовите усилия до непригодност. Само претопяването може да спаси.

Освен това битовият газ се одорира – придава му се характерна миризма, за да може веднага да се открие теч. Тези вещества също ще се отразят негативно на качеството.

За работата на ковашкия огън не е подходящ битовият газ, тъй като в състава му има примеси, пречещи на обработката на метали. Газообразното гориво преди подаване в зоната на горене трябва да се пречиства или да се използват балони с промишлен моногаз.

Отлично биха подходили промишлените втечнени газове: доставяните в балони пропан или бутан. Но само в случай, че това са моногазове без спътстващи примеси изобщо.

Ако не е възможно да се купи пречистено синьо гориво, почистването може да се извърши самостоятелно. За да се отървете от серосъдържащите съединения, ще помогне съд с нафталин, през който газът трябва да се пропусне преди подаване в горелката.

Между другото, ако използвате горелка от заводско производство, процесът на изграждане на огнището ще бъде извършен много по-бързо. И не е нужно да се притеснявате за резултата – всичко ще работи безупречно и безопасно. Освен това в горелката въздухът и газът могат предварително да се смесят в нужните за работа пропорции.

Технология на изграждане на ковашко огнище

Веднага ще уточним, че домашно направеното газово огнище, с чиито чертежи и методи за сглобяване ще ви запознаем, не е подходящо за производствени цели. Но уникални украшения, интересни интериорни предмети, оригинални метални изделия с негова помощ могат много лесно да бъдат изработени.

Много модели на ковашки огнища, проектирани за работа на твърдо гориво, могат да се адаптират за работа на газ.

Да започнем с най-простите варианти, които не изискват от изпълнителя умения в заваряването и други строителни области.

Елементарна конструкция с газова горелка

Най-простото ковашко огнище за оформяне на красиви накрайници на метален прът, от който се планира да се завари симпатична ограда на вилата, или за изковаване на украшения, може да се направи от шест шамотни тухли.

Решетката на скарата в този модел се заварява на основата на два отрязъка от стоманена тръба ВГП с произволен диаметър, но не твърде голям. Към тях напречно се заваряват завъртяни по тип на винт отрязъци от профилна тръба, ъгъл или лента. Така е необходимо за улавяне на въздушния поток.

Най-простият вариант на ковашко огнище може за половин час да се сглоби от шест тухли, няколко отрязъка от стоманена тръба и метален профил.

От шамотни тухли се изгражда «горивна камера», която има само основание, горно покритие и отстрани две стени. Това огнище се поставя само на открито, тъй като система за отвеждане на дима не е предвидена. От страна на нагнетяването в земята се изкопава малка яма за корпуса на газовата горелка или за поялна лампа.

За да не се получи експлозия от газовата горелка по време на работа на това огнище, пред входа на горивната камера е по-добре да се постави преграда от азбестов картон. Защото излъчваната от отворената камина топлина може да се върне и да нагрее резервоара с газ.

В най-простите ковашки съоръжения въздухът за горене се подава или по естествен начин, или с помощта на ковашки мехове. И в двата случая контролът на подаването на кислород е невъзможен.

Като цяло, в това устройство нагряването се извършва на въглища или коксик (дребен кокс, произвеждан целенасочено за ковачи). Газовата горелка или поялната лампа се използват само за активиране на процеса. Те запалват и създават въздушна струя.

Мобилен вариант от гусятница

За устройството на този модел е нужна отслужила си гусятница. В краищата ѝ се изрязват отвори за вкарване на домашно направена или купена газова горелка. Над отворите се изрязват две вдлъбнатини. Този модел, подобно на предишния тип, може да се експлоатира единствено на открито.

Футеровката на самоделното ковашко огнище се извършва със смес от шамотен пясък и шамотен трошени тухли. За целта може да се закупи директно готова смес. След нанасянето не е необходимо специално изпичане. Втвърдяването на футеровъчния състав ще настъпи по време на използване на приспособлението.

За наддуване се монтира подходящ по вид и мощност вентилатор, например от ръчна сирена. Идеално подходяща е духална газова горелка, която може да се свали от отслужил турбо котел, разбира се, ако е в работно техническо състояние.

Конструкцията, направена от стар чугунен съд, няма да позволи достигане на температура над 900º C, което значително стеснява обхвата на приложение.

В това решение има съществен недостатък – с него може да се работи само на открито, а ако се използва духална горелка, ще е необходимо захранване с електричество. Т.е. ще трябва да се запасите или с добър удължител с достатъчна мощност, или да рискувате, поставяйки устройството недалеч от къщата.

Има и друг вариант – ковашки мехове, които ковачите са използвали в продължение на няколко века. Все пак, да отбележим, че ръчното нагнетяване на въздух в горивната камера на горна въобще не е безопасно. Освен това, с производителността ще има проблематично и нееднозначно положение.

Стационарно оборудване за работилница

Моделите, инсталирани в работилниците за постоянна работа, трябва да бъдат не само функционални, но и ергономични. Важно е да се обмислят както удобството при работа, така и безопасността, тъй като нажежената метална заготовка представлява потенциална заплаха. А получаването на тежки травми не влиза в плановете на нито един нормален майстор.

Размерите на оборудването в този случай не трябва да се вземат стандартни, тъй като всички сме изградени и устроени индивидуално. Ковашкото огнище трябва да бъде удобно точно за вас и за тези, които ще ползват вашата работилница, ако тя е взета под съвместен наем. Особено значение имат височината на работната маса и нейните габарити.

Подвижният горн през зимата може да се използва в работилница, оборудвана с изпускателна система с сонда, а през лятото – на открито, като се премества вътре в постройката след завършване на работа.

За определяне на размерите на бъдещия горн ще постъпим по следния начин:

• Ще изберем място в работилницата, което позволява разполагането на цялото основно и допълнително оборудване на места, удобни за извършване на целия спектър от работа по нагряване, коване и закаляване.
• Ще определим своето място. Ще застанем, разпределяйки стъпалата на ширината на раменете. Работната (дясната/лявата) ръка ще сгънем в лакътя.
• Измерваме разстоянието от лакътя на свитата ръка до равнината на пода. По-удобно е да се направи от помощник. След това по същия начин получаваме втория резултат, ако не само вие ще ковате. Към средноаритметичното от двете разстояния добавяме 5-7 см – получаваме височината на работния плот.
• Вземаме клещите с най-големи габарити, за да измерим разстоянието от корема до най-крайната им точка. Към измереното разстояние добавяме 10-12 см – получаваме половината от диагонала на работния плот.
• Изчисляваме дължината на страната на квадратния работен плот, като вземаме предвид получената по-рано половина от диагонала.

Ковашкият плот обикновено не се прави кръгъл, тъй като е неудобен за работа, особено ако се налага да се работи с помощник.

Стационарното ковашко огнище, представено в системата, – универсално оборудване, което може да се приспособи както за твърдо, така и за газообразно гориво. В случай на зареждане в горивната камера на въглища от изгорели дърва или кокс, въздухът се нагнетява от вентилатор от автомобилна печка, тъй като прахосмукачката ще издуха въглищата.

В центъра на работния плот е вграден колосник. Такъв вариант е необходим, за да не се получи неравномерно разпределение на топлината при запушване на отворите с шлака. При използване на газ, инсталацията трябва да се оборудва с инжекционна горелка, която е по-добре да се купи, но може и да се направи със собствени ръце.

По мотиви на наследството на кавалеристите

На конниците във всички времена са били необходими подкови и гвоздеи за тяхното закрепване. Също така хусарските и уланските ескадрони в своя арсенал са имали преносими огнища, които са се придвижвали заедно с военните формирования. В основата на мобилните станове за ковашки работи е бил коляно-мотовилковият механизъм.

В основата на действието на ковашкото огнище, което се е движело след уланите и хусарите към бойните позиции, е заложено прилагането на коляно-мотовилковия механизъм.

Аналог на коляно-мотовилков механизъм сега се намира много лесно. Достатъчно е да си спомните къде се съхранява бабината крачна шевна машина на фирма „Зингер“. С известни преработки ще станат зингеровските последователи от марката „Чайка“.

Ако в работата на самоделното ковашко огнище като гориво се използва газ, по-добре е да го смесвате в газовъздушна камера, към която се свързва прахосмукачка.

Желателно е все пак да се даде предпочитание на старинните варианти с чугунена стойка. Тя ще издържи на всяко термично и механично въздействие. Идеално решение ще бъде конструкция на колела, която лесно може да се премества на удобно за работа място.

Огнище от газов балон с пропанова горелка

Веднага ще предупредим, че този модел ковашко огнище ще подхожда само на тези, които имат немалък опит с пропан. Газовата камера при този вариант е доста голяма, така че при най-малко нарушение на правилата взривът може да бъде с разрушителна сила. Последствията са непредвидими, но в повечето случаи катастрофални.

На майстора, решил да направи огнище от кислородна бутилка, ще му трябва точно този празен съд с диаметър от 25 см. Ще са необходими огнеупорни материали: плоча, цимент, боя, каолинова вата. Ще трябват крепежни елементи, керамично покритие, стоманена бъчвичка с резба за обустройване на точката за свързване на горелката.

Още ще са необходими крепежни елементи и други материали, които изброяваме в текста. За извършване на работата трябва да се снабдите с ъглошлайф, комплект метчици с размер 10-32, шпатула, четка за нанасяне на покрития, бормашина и пили. А освен това ще са нужни защитни средства: ефективен респиратор, работни памучни ръкавици, очила.

Със сглобяването на самоделното огнище от кислородна бутилка ще ви запознае следната фото-подборка:

Ако бутилката първоначално няма опорни крачета и дръжка отгоре за носене, струва си да ги заварите. Между другото, ако нямате опит в заваряването, работите по свързване на частите могат да се извършват с болтове или чрез спояване.

Следва да се устрои патрубка за въвеждане на горелката в нашето самоделно ковашко огнище:

Сега трябва да закрепим тръбата и да изградим устройство за фиксиране на пропановата горелка в тръбата:

Ето сега е моментът да се заемем с изграждането на дъното на самоделното огнище. За това ще ни трябват шамотни тухли, от които ще изградим своеобразна работна маса. Освен това ще отделим зоната с високи температури от контакта с металната стена на корпуса.

Дъното, което е също така работната огнеупорна маса на горна, е готово. Сега пристъпете към обустройването на задната стена:

Със задната част се разправихме, сега най-сложното и трудоемко – сглобяване на свалящ се капак за лицевия край. Той се сваля, за да се сменя периодично изгорялата изолация и тухлената подставка, тъй като това често се случва при активна експлоатация.

Може да се смята, че се справихме успешно с работата, останаха само завършващите етапи:

Искаме да предупредим домашните майстори: ковашкият занаят е занимание много интересно, но травмоопасно. Трябва да се пазят очите, по възможност да се покриват всички части на тялото, въпреки високата температура в работната зона.

За да се предпазим от изгаряния, трябва да се снабдим с обувки с армирани с метал върхове. Желателно е да се закупи дълга брезентова престилка и ръкавици. Категорично не може да се работи с нагряващ се метал в синтетично облекло – то моментално пламва от случайна искра.

Изводи и полезно видео по темата

Оригинални съвети за самостоятелни майстори за изработка на огнища за частна ковачница:

Как да направите малка пещ за закаляване на метални заготовки:

Подробен инструктаж за изработка на стационарно оборудване за нагряване на метал с газ:

Ние с вас разгледахме и анализирахме само малка част от конструкциите и схемите за изграждане на огнища. В действителност те са значително повече. Въпреки това предложената от нас информация ще помогне да получите представа за видовете оборудване, за да можете да изберете най-доброто.

Искате ли да споделите своя опит в сглобяването на самоделно ковашко огнище и в обзавеждането на ковачница? Оставете, моля, коментари в намиращия се по-долу блок форма, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията. Не е изключено вашите препоръки да бъдат много полезни за посетителите на сайта.