Горн (очаг)

Горн, открытый очаг, в котором интенсивность горения поддерживается при помощи искусственного вдувания воздуха. См. приложение Горн.

Горн

Для разведения очага устраивается каменный стол (рис. 1 ) На нем делается углубление А; в это углубление и вдувается воздух при помощи фурмы В. Так как около фурмы развивается наибольший жар, то все углубление А выкладывается огнеупорным кирпичом. Все остальные части горна делаются из обыкновенного кирпича. В большинстве горн ставится около стены здания, и к ней же прокладывается дымовая труба С. Над столом делается зонт  Д (из кровельного железа) для того, чтобы дым не распространялся по всему зданию. Вытяжное отверстие К помещается внутри зонта. Присутствие зонта вообще стесняет работу на горне, и потому иногда вертикальные стенки зонта делаются на петлях, как показано на чертеже, чтобы их можно было в случае надобности откинуть.

Рис. 1.

Иногда зонта совсем не делают, и тогда вытяжное отверстие помещается гораздо ниже,  около 250 мм  над поверхностью стола. При надлежащей высоте трубы подобное устройство оказывается вполне достаточным, и дым почти весь уходит в трубу, не распространяясь внутри помещения. Для уменьшения количества кирпича под столом обыкновенно делается пустота Ж, которая в то же время может служить и местом для складывания различных вещей. Для образования подобной пустоты в кирпичную кладку вмазывается чугунная плота или делается сводик. Снаружи стол обыкновению обделывается листовым железом толщиной около 4—5 мм; по углам, чтобы она не обивались, кладут железные угольники. Дутье от вентилятора или от мехов проводится по трубе И; для регулирования силы и для остановки дутья имеется кран или клапан К. Около стола всегда приделывается сосуд для воды Л, а иногда также сосуд и для угля. Вода употребляется для охлаждения инструментов и для поливки угля, чтобы он лучше спекался. Иногда несколько горнов ставятся рядом, и все вытяжки сводятся в одну общую трубу.

В настоящее время большое распространение получают горны с чугунными столами. Такие горны более удобны, так как их можно переносить и, кроме того, они имеют более легкий, красивый вид. Состоят они обыкновенно из чугунного ящика на четырех ножках или же делаются в виде вазы (рис. 2).

Рис. 2.

Если приходятся нагревать предметы вне кузницы, то для этого употребляются небольшие переносные горны. Их имеется очень много различных конструкций; одна из них представлена на рис. 3.

Рис. 3.

Дутье в горн производится вентилятором или мехами. Последние в настоящее время употребляются только для небольших ручных горнов. От вентилятора сжатый воздух проводится по трубам; около каждого горна от магистральной трубы берется отросток, подводящий воздух в самый горн. Этот отросток называется соплом. На конце сопла насаждается фурма В (рис. 1). Фурма В под действием жара постепенно перегорает, и ее проходится время от времени переменять. Для того, чтобы фурмы служили дольше, их делают иногда пустотелыми и пускают внутрь воду. Вода, охлаждая фурму, сама при этом нагревается и циркулирует, причем, проходя через широкий сосуд Б, успевает снова охладиться.

Топливом для горна может служить сильно спекающийся мелкий каменный уголь, древесный уголь, кокс и нефть. Свойство спекаться важно для кузнечных работ потому, что, спекаясь, уголь образует корку, которая служит как бы покрышкой и действует так же, как колпаки на горн, т. е. концентрирует жар. Для хорошо спекающегося угля достаточно, если толщина его слоя будет 150 мм. Мелкость угля нужна для того, чтобы он плотнее прилегал к нагреваемому предмету, отчего нагревание будет идти ровнее. Уголь, удовлетворяющий этим условиям, в продаже известен под названием кузнечного.

Нужно заботиться о том, чтобы уголь не содержал много вредных примесей (например, серы), которые могут попадать в металл и вредить его качеству. Также уголь не должен давать много шлаков и содержать много золы — не более 10%, — так как их присутствие препятствует хорошему нагреванию.

Кокс и древесный уголь имеют то преимущество перед каменным, что они гораздо чище и потому совершенно не передают вредных примесей нагреваемому металлу, а также не дают столько дыма, но зато они, как не спекающиеся, не могут дать сильного жара, как раненный уголь; поэтому древесный уголь является прекрасным материалом для нагревания стали. Накаливаемые стальные предметы нужно класть в горн тогда, когда огонь хорошо разгорится; силу дутья, однако, в особенности если закаливают предметы значительной толщины, нужно немного ослабить и только под конец нагревания дутье можно опять усилить.

Обыкновенные горны работают вообще очень не экономично и, кроме того, обладают тем неудобством, что в них нагреваемый предмет покрывается топливом и делается невидимым для кузнеца; поэтому нужен большой навык, чтоб нагревать изделие в надлежащем месте, до надлежащей температуры и не пережечь его. При сварке раскаленные частицы угля прилипают к полурасплавленной поверхности металла и делают на ней небольшие углубления, вследствие чего места сварки получаются шероховатыми, если только они не прокованы самым тщательным образом, что, однако, не всегда возможно.

Для устранения этих недостатков, вместо горнов, устраивают особые печи-горны, устройство которых в общих чертах состоит в следующем. Камера, приспособленная для горения известного рода топлива, соединяется с рабочим каналом: в камеру проводится дутье  холодное или горячее, — последнее, разумеется, лучше; горячие газы с силой вырываются из камеры и летят вдоль рабочего канала, заворачивая потом в трубу. Рабочий канал покрывается сводом или плоским перекрытием. Свод приготовляется из огнеупорного кирпича, заключенного в раму из углового железа. Рама должна быть настолько прочно связана, чтоб весь свод можно было безопасно снимать. Пол у печи делается вообще значительно шире свода (в 2—3 раза) и устилается кирпичом, или же утрамбовывается кварцевым песком. На поде устанавливается несколько кирпичей, и на них свободно опускается рама со сводом. Расстояние между кирпичами может быть изменено, в зависимости от размера нагреваемых предметов. Пространство между перекрытием, подом и подпорами составляют рабочие окна. Иногда является необходимость убрать все подпирающие свод кирпичи, оставляя только одни концевые. Высота свода над подом не должна быть слишком значительна, 100—125 мм  совершенно достаточно. Специальные работы, например, приготовление заклепок и болтов, сварка шин и цепей и пр., требуют и специального устройства рабочего канала. На одной печи могут работать до 20 кузнецов. Смотря по характеру работы, нагреваемые предметы размещаются ближе или дальше от топочной камеры. Чем ближе к камере, тем температура выше.

На таких печах-горнах можно работать дровами, каменным углем, торфом, нефтяными остатками и чистой нефтью.

На рис. 4 представлен пример газового горна для нагревания небольших предметов. Газ приводится по трубе М и А; воздух входит но трубе N; инжектор I всасывает с собой газ, и смесь газа и воздуха поступает в отверстия L с одной стороны горна и в такие же отверстия с другой. Внутри газ зажигается, причем пламя одного ряда рожков L проходит над нагреваемым предметом, а пламя другого, противоположного, ряда идет под предметом, закладываемым через отверстие О. Таким образом, внутри камеры получается огневой вихрь, омывающий нагреваемый предмет, и нагрев получается очень равномерный. Изменяя с помощью кранов G и Н состав смеси, можно по желанию получать пламя окисляющее, с высокой температурой, или же коптящее, с более низкой температурой.

А. Гавриленко.