Выбор кузнечного горна для современной мастерской

Горн – металлургическая печь с отношением высоты к ширине меньше 1.

Промышленный горн представляет собой металлический кожух, выложенный изнутри огнеупорным кирпичом. В боковых стенках имеются фурмы для подачи воздуха в зону горения.

По конструкции горны бывают: открытого типа – верхняя часть горна полностью открыта, закрытого типа – верх горна закрыт.

По месту установки: стационарный горн, переносной кузнечный горн.

Газообразные продукты сгорания топлива удаляются через открытый верх или через вытяжную трубу [1].

Газовый горн работает на природном или сжиженном газе (рисунок 1). Он требует наличия вентилятора, который будет гнать воздух через фурмы. Газовый горн облицовывают огнеупорным кирпичом или керамической плиткой. Главным его преимуществом считается возможность поддерживания постоянной температуры, а недостатком является его небольшой размер, так как это ограничивает размер обрабатываемых заготовок.

сжатый воздух ■ от компрессора ^

Рисунок 1 – Газовый горн

Представляет собой камеру из огнеупорного материала, в верхней части которой находится горелка, а в нижней специальный конус для завихрения газов и лучшего омывания и прогрева заготовок. Работает на пропан-бутане, который из баллона подается в смесительный редуктор, где смешивается с воздухом от вентилятора и поступает в горелку. Иногда сопло или горелка расположена сбоку. Особенно часто такую модель используют в самодельных газовых горнах. Предназначен газовый горн для прогрева концов заготовок небольших размеров. Очень часто используется в художественной ковке при изготовлении небольших изделий и декоративных элементов [2].

Электрическая печь сопротивления устроена так же, как и газовая печь, только вместо горелок установлены элементы, которые нагреваются от электрического тока (рисунок 2). Дымовые газы отсутствуют, как и каналы для их отведения. Необходимость в подаче воздуха также отсутствует, поэтому вентилятора и фурмы нет . Для нагрева болванки до 1300°С используют карборундовые нагреватели, для нагрева до 950°С – металлические тугоплавкие спирали или ленты. Есть также контактные печи сопротивления, в которых ток пропускают через заготовку. Регулируя напряжение вторичной цепи с помощью трансформатора, изменяют температуру нагрева. Производительность печи сопротивления мощностью 50 кВт составляет до 130 кг/ч нагретого металла [3].

Рисунок 2- Электрическая печь сопротивления

Индукционная печь – имеет индукционный нагреватель в виде закрученной витками медной трубки, по которой циркулирует охлаждающая жидкость, и генератор тока высокой частоты. При пропускании такого тока через индукционный нагреватель, вокруг него возникает переменное магнитное поле высокой частоты, которое индуцирует в заготовке вихревые токи, которые эту заготовку и нагревают (рисунок 3). Процесс подачи и выгрузки заготовок обычно автоматизирован. Используются в основном на заводах и в больших цехах, а также для плавки и литья металла. Это основные типы кузнечных горнов [3].

Рисунок 3 – Индукционная печь

Сравним между собой кузнечный горн, газовый горн, печь сопротивления, индуктивную печь и выявим наиболее выгодный и эффективный горн для собственной компактной мастерской.

Стандартный кузнечный горн топится каменным углем или коксом. Стоимость 50 кг каменного угля 350 руб., 50 кг кокса 2600 руб., но для горения кокса нужен еще и древесный уголь 50 кг которого стоит 1000 руб. С другой стороны в среднем кокс расходуется в 5 раз меньше чем каменный уголь, т.е. расход 50 кг кокса равняется 250 кг каменного угля, что стоит около 1750 руб. Это все также дешевле, но у кокса есть весомый плюс в сравнение с каменным углем это чистота работы и отсутствия дыма, выше t горений 750 против 470 каменного угля. Но и поддув коксовому топливу нужен больше чем при каменном угле. В данной категории выбираем каменный уголь.

Расход каменного угля за 10 часов 150 кг, т.е. 750 руб. в день. Расход кокса в среднем за 10 часов 25 кг, что равно 1300 руб. в день плюс расход на предварительную растопку горна деревом, которого требуется 5 кг, т.е. 100 руб. итого 1400 руб.

Газовый горн – средний расход при активной работе за 10 часов 20 м3, стоимость 1м3 пропана 18 руб., т.е. в среднем за рабочий день уходит 360 руб.

Печь сопротивления – за 10 часов расходует 172,5 кВт\ч, стоимость 1 кВт\ч= 4,40 руб., т.е. 759 руб. стоит один рабочий день.

Индукционная печь – за 15 мин. работы потребляет 0,5 кВт\ч, стоимость 1кВт\ч=4,40, т.е. 15 мин. работы стоит 2 руб., а 10 часов работы стоит 1200 руб. (таблица 1).

Таблица 1 – Сравнение горнов

Из таблицы 1 следует, что лучшим вариантом для современной мастерской будет газовый горн. У данного горна не высокая стоимость топлива, допустимая температура и относительная чистота работы, также газовый горн очень прост в работе. Есть и минусы – газовый горн является самым взрывоопасным из выше перечисленных горнов. Но при аккуратном обращения он прослужит долго и без эксцессов.