Кузнечные горны

Кузнечные горны являются простейшим оборудова­нием для нагревания металла. Они применяются во всех кузницах на машиностроительных предприятиях. В за­висимости от назначения, конструктивных особенностей и вида топлива горны разделяются на стационарные и переносные, открытые и закрытые, одноогневые и много­огневые, для работы на твердом, жидком и газообразном топливе. В кузницах наиболее часто применяют стацио­нарные горны открытого типа, изготовленные самими кузнецами или рабочими ремонтных мастерских из ме­талла, а иногда из кирпича. Чаще горны делают одно-огневыми, а двухогневые и многоогневые используют, когда в одной кузнице работают несколько кузнецов. Практически сколько кузниц, столько и горнов со сво­ими конструктивными особенностями. Это зависит от имеющегося в наличии металла, из которых делают горн, места для установки и других факторов. Однако, в прин­ципе, все горны имеют одни и те же элементы, определя­емые их назначением.

Воздух, требующийся для горения топлива, практи­чески всегда подается к очагам горения топлива осевыми или центробежными серийными вентиляторами, уста­новленными с наружной стороны стены на улице. К оча­гам горения топлива воздух поступает по металлическим трубам. Сведения о подаче воздуха к очагам горения топ­лива мехами имеются в работе.

Стационарный одноогневой металлический горн от­крытого типа  состоит из рамы, сваренной из уголков и  с размерами в сечении 60х60 мм. Лист  толщиной 6 мм уложен в раму и выполняет функцию стола. В этом листе имеется отверстие 400х400 мм, в которое

устанавливается фурма  с горновым гнездом, состоящая из уголков  сечением 40х40 мм, трубы  диаметром 150 и длиной 250 мм, предназначенной для приема воздуха и сбора золы, листа 17, соединяющего уголки с трубой , и заглушки, которая выполнена из алю­миниевого листа и удерживается в трубе  за счет тре­ния и предназначена для сбора золы и герметизации воз­душной струи. Колосник  сделан из листовой стали толщиной 20 мм. В нем просверлено 13 отверстий диамег ром 8мм. К раме приварены вешалки  для клещей.. Зонт  имеет козырек  и вытяжную трубу , которые вы­полнены из листовой стали толщиной 2 мм. Воздух от вен­тилятора поступает в фурму по трубе. Подача воздуха регулируется конусом  через ручку , конец которой поддерживается скобой . В горновое гнездо засыпается и поджигается уголь, образуется очаг горения топлива. При этом зола просыпается через отверстие в колоснике и задерживается на заглушке. При заполнении трубы колрсник снимают, заглушку выбивают сверху и удаляют W,

Размеры горна, можно из­менить при изготовлении в зависимости от площади, от­веденной для него, и габаритов нагреваемых заготовок, например, при нагреве шины для колеса конной телеги. Размер Н  должен быть больше диаметра шины. По размерам, показанным на рис. 4.1, б, можно определить минимальную длину (ширину) зонта L =-- / + 2 (200 + Я).

Стационарный одксогневой горн открытого типа из кирпича  состоит из кирпичной кладки, вы­полненной в виде стола с горновым гнездом  для раз­ведения огня. Воздух к горновому гнезду подается от вентилятора через сопло . Над очагом горна установлен зонт , соединенный с дымоходом . В столе горна имеется углубление для установки бака с водой, в котором охла­ждают инструмент и используют для закалки мелких поковок. В арке  горна можно хранить не находящийся в постоянном пользовании различный инструмент.

Наиболее полные сведения о стационарных горнах имеются в работе 

Переносной горн открытого типа работает на твердом топливе и применяется для изготовления не­больших поковок (деталей) при выполнении ремонтных работ вдали от производственных зданий, на полях, строительных площадках и др. Он состоит из металличе­ского столика , на котором закреплен вентилятор , приводимый в движение педчлью  через кривошипно-щатунный механизм , шкив  и ремень. Вентилятором воздух подается в горновое гнездо, которое имеет не­большие отверстия для разделения воздушного потока на струи. Вращение вентиляторной крыльчатки можно так­же осуществлять рукояткой (вместо педали) или неболь­шим электродвигателем. 

Горнам открытого типа, работающим на твердом топ-лике, присущи следующие основные недостатки. Сопри­косновение нагреваемого металла с вдуваемым в очаг горения воздухом приводит к более интенсивному про­цессу угара металла и увеличивает его до 8%. Металл мо­жет неравномерно прогреваться. Уголь не полностью сюраег, час;ь его выбрасывается вместе с золой. Кроме тою, мелкиь частицы уносятся из очага горения под зонт и далее в атмосферу. В атмосферу же рассеивается часть теплоты. Поэтому коэффициент полезного действия откры­тых горнов очень небольшой, а расход топлива достигает 150°о от массы нагреваемого металла.

Однако, несмотря на эти недостатки, в кузницах в по­давляющем большинстве применяют открытые горны, работающие на твердом топливе (угле) благодаря следую­щим преимуществам. Они просты по конструкции, зани­мают мало места, дешевые и могут быть изготовлены самими кузнецами. Их легко ремонтировать, так как изнашиваются только детали фурмы. Они универсальны, гак как позволяют нагревать не только мелкие заготовки, но и любое место длинных заготовок с небольшими сечениями, которые не всегда можно наг­реть в закрытых горнах и в печах.

Стационарные горны закрытого типа, работающие на твердом топлиье 1231, имеют достаточно высокий коэффи­циент полезного действия. Их применяют для нагрева мелких заготовок, концов заготовок резцов державок и других заготовок на детали массового производства. Поэ­тому в кузницах их практически не применяют.

Горн, работающий на жидком топливе, представляет собой компактное нагревательное устройство, состоящее из камеры нагрева/ с крышкой  и камеры сгорания , называемой также топочной камерой. Обе камеры изготовляют сваркой из листовой стали и выклады­вают изнутри огнеупорным материалом. Воздух для поддержания горения топлива подается в топочную камеру из воздухопровода  через конусный наконечник  с отверстиями  на торце и в нижней части его. Мазут или нефть через воронку и трубку поступает в камеру, ограниченную козырьком , а затем стекает по наклонной поверхности наконечника , попадает в то­почную камеру, где подхватывается струями воздуха, рас­пыляется и сгорает. Для розжига смеси топлива с возду­хом в топочной камере имеется окно , плотно закры­вающееся крышкой. Газообразные продукты, образовав­шиеся в результате горения, имеют температуру 1350 ... 1400 °С. Они поступают в камеру нагрева через канал  и нагревают заготовки, уложенные в этой камере. В та­ком горне в качестве топлива чаще всего используется мазут, так как он дешевле нефти и не уступает ей по тепло­творной способности. Продукты горения через зонт  и трубу  отводятся в атмосферу.

Горн на жидком топливе разжигают постепенно. В окно вводят горящий факел и, медленно открывая заслонку на воздухопроводе, подают слабую струю воздуха, а за-, тем небольшое количество мазута. По мере разогрева топочной камеры подачу воздуха и мазута постепенно увеличивают и разогревают горн до требуемой температуры. Количество подаваемого воздуха и мазута должно быть таким, чтобы было хорошее распыление мазута и перемешивание его с воздухом.