Кузнечные горны применяются для нагрева металла при ручной ковке. Горны
можно разделить на два типа: открытые и закрытые. Кузнечные горны имеют
один или два очага и в зависимости от этого называются одноочковыми или
двухочковыми.
От вентилятора по трубе снизу подводится воздух, необходимый для
сжигания топлива. Давление воздуха (дутья) у горка должно быть равно
150—200 мм водяного столба. Конец воздушной трубы оканчивается фурмой.
Фурма имеет люк, через который удаляются шлак и зола. Над очагом горения
устраивается зонт, служащий для собирания продуктов горения. Из зонта
продукты горения удаляются по трубе в атмосферу.
Способ отвода дыма под зонт с последующей естественной вытяжкой в трубу
мало эффективен. При растопке горна дым под зонт не поступает, а выходит
в цех. Дым из горна удаляется через две трубы 1 и 2, вставленные одна в
другую. Часть дыма выходит через внутреннюю трубу, а другая часть дыма,
попадая под зонт 3, выходит через наружную трубу 2. При таком устройстве
вытяжки внутренняя труба подогревается наружной, от чего увеличивается
тяга. Устройство таких вытяжек вполне оправдало себя на практике.
Закрытый горн. Он состоит из металлического каркаса, выложенного внутри
огнеупорным кирпичом. Воздух (дутье) подается вентилятором через трубу 1
в коробку 2, откуда через колосниковую решетку 3 поступает в топку.
Уголь загружается через топочное окно 4, а нагреваемый металл — через
окно 5. Продукты горения от горна отводятся через отверстие 6 под зонт
7. Для дожигания горючих летучих в верхнюю часть горна через трубки 8
подводится вторичный воздух.
Закрытые горны употребляются в массовом производстве для нагрева мелких
деталей.
Для горнов, работающих на жидком топливе, применяется мазут.
Существенной частью такого горна является камера сгораяния. Мазут
поступает через воронку 7 и трубку 8 в камеру 9, а воздух — через
патрубок 1, камеру 2, отверстия 5 и 6. Из камеры 9 мазут стекает тонкими
струйками по наклонной плоскости 11. Подхваченный струями воздуха,
выходящими из отверстия 5, он распыливается и сгорает. Часть мазута,
которая не успеет распылиться, попадает вниз, подхватывается струями
воздуха, выходящими из отверстия 6, и тоже распыливается и сгорает.
Таким образом, в камере сгорания 3 с огнеупорными стенками 4 и 10
происходит смешение мазута с воздухом и его сгорание. Температура в
камере очень высокая, доходит до бело-калильного жара. Газы через
отверстие 12 поступают в горн. Поковка, помещенная в горн, обогревается
газами, выходящими из камеры сгорания.
Для нагрева концов заготовок применяются газовые горны. Газовый
поворотный горн имеет цилиндрическую форму и установлен на шариковой
опоре 4. На боковой поверхности его сделаны отверстия для загрузки
нагреваемых заготовок. Газовоздушная смесь поступает в горелку 2 и
сжигается. Для более быстрого разогрева на поду горна выложен
огнеупорный конус 3. Дымовые газы выходят непосредственно в цех, через
отверстия. В газовом горне можно нагревать заготовки до 1250—1280°.
Кузнечному горну, работающему на угле, присущи существенные недостатки.
Основные из них:
1. Нагреваемый металл непосредственно соприкасается с топливом, которое
всегда содержит серу. При высоких температурах сера переходит в металл и
ухудшает его механические качества. Поэтому для горнов нужен специальный
кузнечный уголь с минимальным содержанием серы. Металл для нагрева надо
закладывать в горн тогда, когда уголь разгорится и сера выгорит.
2. Нагреваемый металл может непосредственно соприкасаться с вдуваемым
воздухом, что влечет значительный угар металла.
3. Неравномерный нагрев металла; уголь в горне полностью не сгорает,
часть его выбрасывается вместе с золой. Кроме того, продукты сгорания,
нагретые до высокой температуры, уходят из очага горения в атмосферу
(под зонт) и уносят с собой большое количество тепла.
Указанные недостатки приводят к тому, что расход топлива на нагрев
металла в горнах по сравнению с печами очень велик и составляет 40—150%
от веса нагреваемого металла. Угар металла достигает 8%.
Преимущества горна заключаются в его простоте и дешевизне устройства.
Кроме того, в горне можно нагревать любое место длинной заготовки
(например, при гибке), что не всегда удается в печах.