Газовая горелка и горн

Статья о том, при помощи чего я разогреваю то, что кую и закаливаю.
(Оно всё кривое и самодельное, но может какие-то технические моменты в описании кому-то и пригодятся.)

ГОРЕЛКА

Относительно успешно работающая модель получилась с первого раза, но впоследствии была доработана.

Что есть газовая горелка для горна? Горелка есть некое техническое устройство, в которое подается газ и воздух, а на выходе получается АГОНЬ!

Каковы основные требования горелки? АГОНЬ должен гореть жарко, ровно, и за пределами горелки.

Какие факторы на это влияют?
1. Огонь жаркий, если в горючей смеси правильные пропорции газа и воздуха, следовательно это нужно мочь как-то регулировать.
2. Огонь ровный, если горючая смесь хорошо перемешана и однородна, следовательно нужно это как-то обеспечить.
3. Огонь горит не внутри горелки, а вырывается из сопла, когда диаметр этого сопла точно рассчитан. (Скорость горения газа где-то 17 метров в секунду, соответственно соотношение давление/диаметр должны обеспечивать скорость потока несколько выше и делать невозможным воспламенение смеси внутри горелки.)

Значит так. Нужны трубы. Причем, разного диаметра.

Я уже не помню, какие там диаметры у меня, но сопло для разогрева небольшого горна должно быть диаметром где-то 20-25 мм. (У меня даже 18, так как я немного молотком сузил конец трубы двадцатки. Получилось очень экономно и вполне достаточно для достижения 1100 градусов в небольшом горне.)

Сопло нашли, теперь нужно само основное тело горелки из чего-то собрать. Оно не должно быть маленьким, чтоб газу и воздуху было место и время перемешаться, пока они проходят внутри горелки. Я собрал такой себе телескоп из труб разного диаметра. Общей длиной получилось чуть меньше метра.

Горелка вполне работала, я ей пользовался больше года, но пламя немного хлопало от все-таки недостаточного перемешивания смеси. Поэтому я разрезал ее на две части и вставил еще одну секцию трубы, внутри которой поместил такой себе рассекатель, решеточку, вырезанную из старой кухонной тёрки. (Подойдет любая кракозябра, любой артефакт, рассекатель, создающий турбулентность в потоке газов, перемешивающий их. Некоторые гвозди в трубу вваривают, некоторые делают колени в трубе, некоторые создают большие смесительные камеры. Мне показалось, что вставить решеточку - самый простой вариант.) Короче, сработало просто отлично!

К противоположному от сопла концу я приварил патрубок с резьбой, накрутил на него кран и латунную, э-э-э, хрень, на которую шланг надевать, через который пойдет воздух. Кран нужен для того, чтоб мочь регулировать количество воздуха, если он будет нагнетаться вентилятором. (У меня воздух из компрессора, потому не нужно, но я решил, что пусть будет на всякий случай.

А вторая трубка для газа. Мне было лень вваривать еще один патрубок с резьбой и я просто просверлил дырочку в горелке, вставил медную трубку от какого-то охладительного прибора, подозреваю, и залил всё эпоксидкой да зажал хомутиками. Здесь кран не нужен, так как давление газа регулируется редуктором на баллоне, который обязательно должен быть.

Потом вам еще предстоит научиться регулировать пропорции в газовой смеси для разного пламени, но это немного отдельная тема...

А так с горелкой вроде и всё.

ГОРН

Успешно работающая модель получилась со второго раза))

1. Добыл на втормете баллон из-под чего-то газообразного. Литров на десять приблизительно. Нежно-бирюзового цвета)))

2. Добыл в строительном магазине лист базальтовой ваты (Такая штука, похожая на утеплительные панели и стекловату, только жароустойчивая, для утепления дымоходов каминов и печей используется что ли...)

ВАЖНО: Базальтовая вата начинает подплавляться при 950 градусах. Нужно стараться найти каолиновую вату. Её штатный температурный режим что-то вплоть до 1400 градусов. Но если нет, то базальтовая тоже приемлемо при определенном лайфхаке, о котором будет ниже.

3. Шамотная глина. Я гончар, у меня есть. Думаю, в большом строительном магазине должна быть.

4. Проволока. Тут я не знаю, сгодится ли обычная стальная. Опасаюсь, что она со временем полностью прогорит, но не уверен. Я использовал фехраль. (Из нее делают нагревательные спирали в электроприборах. Как нихром, только круче. Штатная температура нихрома 950, а фехрали 1300. Думаю, нихром тоже подойдет и достать его легче.) Я ремонтировал спираль в своей гончарной печи и всячески страдал в поисках этой фехралевой проволоки лет пять назад, а сейчас просто с самодовольной улыбкой открыл сундук, достал моток и отрезал нужное количество.

5. Кусок трубы диаметром сантиметров пять где-то. Небольшой. Сантиметров 15-20 хватит.

Итак, чего я сделал первый раз:
Пропилил нежно-бирюзовый баллон с торца с одной стороны, чтоб сантиметров 15 в диаметре отверстие получилось. Пропилил сбоку по центру отверстие, чтоб кусок трубы приварить, через который горелка вставляться будет. Вымостил внутренность баллона базальтовой ватой, оставив отверстие для горелки и обмазал это внутреннее пространство шамотной глиной, сформировав тем-самым некий муфель.

Когда глина высохла, дней через пять, состоялся торжественный запуск. Я возрадовался, что в общем эта вся затея работает, а когда температура подошла к 1000, опечалился, что вата начала плавиться и мой керамический муфель начал проседать на дно баллона.

Вознеся всяческие молитвы и снискав благословение всех богов, которых вспомнил, я распотрошил мой нежно-бирюзовый баллон и начал всё заново. Теперь я пропилил еще одно отверстие с другого конца баллона, умостил баллон ватой как и прошлый раз, сплел из проволоки такой себе внутренний каркас, который выходил из обоих отверстий и держался за края баллона, поддерживая тем самым муфель в фиксированном положении. И опять обмазал внутренность глиной. Когда конструкция стала сохнуть, то совершенно закономерно из-за жесткого проволочного каркаса начал трескаться. Я постепенно подмазывал глиной, но даже так трещины есть, просто становятся меньше. Но при такой технологии трещины неизбежны и в этом нет большой беды, они не особо влияют на функциональность.

Ну и этот вариант у меня работает вот уже больше двух лет.
Я еще потом сделал специальные заслонки из той же ваты проволоки и шамотной глины, чтоб закрывать горн. Одно отверстие горна у меня как правило закрыто всегда, открывается только для ковки или закалки чего-то очень длинного, что не помещается в горн целиком. Второй крышкой закрываю горн, когда делаю отпуск или нормализацию заготовок и нужно плавное и равномерное остывание.

Вот как оно всё выглядит в рабочем состоянии: