Piec dla amatora, czyli mały palnik gazowy odsłona druga

nauka podstawowych technik i operacji kowalskich

Moderatorzy: Nomad, Nikiel, BANAN, Marcin

Harry
Posty: 5
Rejestracja: 07 wrz 2019, 19:55
Lokalizacja: Warszawa

Piec dla amatora, czyli mały palnik gazowy odsłona druga

Post autor: Harry » 20 wrz 2019, 01:30

Zainspirowany wątkiem „Mały palnik gazowy na początek”, po przeczytaniu pojawiających się w nim komentarzy - a w szczególności - komentarzy osób prawdopodobnie takich jak ja, czyli będących pozbawionymi warsztatu z prawdziwego zdarzenia i wciąż jeszcze tylko początkującymi amatorami, pokusiłem się o skonstruowanie i dokładne udokumentowanie powstawania mojego kolejnego gazobetonowego „piecyka”. Zanim jednak napiszę coś więcej, proponuję obejrzeć krótkie, jednominutowe video:
https://youtu.be/TBM_Odn8Ta0

Jest moc... Chociaż - jak do zastosowań „kowalskich” - może i jest ona wciąż jeszcze bardzo mizerna. :/
W każdym razie, ja właśnie w czymś takim zahartowałem już ładnych parę ostrzy i rozżarzyłem do kucia niejeden kawałek stali. Oczywiście, zdaję sobie sprawę, że jest to tylko rozwiązanie tymczasowe i prowizoryczne z wieloma wadami i ograniczeniami, niemniej – piecyk „daje radę”.

Ok. jeżeli kogoś zainteresowałem tym tematem, to cieszę się bardzo i zapraszam do dalszej lektury.

Na początek, podam podstawowe parametry mojego piecyka:
Wymiary pieca 440x200x200mm, „kanał” obustronnie otwarty 60x60mm, grubość ścian 70mm, materiał – tym razem postawiłem na wytrzymałość, tracąc trochę na wsp. przenikania ciepła - dwa bloczki gazobetonu o wymiarach 60x20x10cm (600 kg/m3, EI 240, 0.5W/m2K). Łączna moc zastosowanych palników wynosi około 9,8kW. Całkowity koszt budowy pieca zamyka się w ok. 115zł, w tym koszt trzech palników JUN 12 (1100C) - ok. 75zł. Koszt godziny pracy pieca (na trzech kartuszach gazowych 400ml) wynosi od 11-stu do 20zł.
Jak widać, jest to rozwiązanie bardzo tanie, a do tego niezbędne do jego budowy materiały (wyszczególnię je później) są ogólnie dostępne. Żeby więcej nie przynudzać, resztę tego tekstu zilustruję fotografiami.

Pierwszy krok, to przycięcie na żądana długość (tu: 440mm) dwóch bloczków gazobetonu o wymiarach 60x20x10cm i zaznaczenie zarysów pod wycięcie w nich „kanału”.
Obrazek

Zewnętrzne krawędzie przyszłego „kanału” nacinam na żądaną głębokość (tu: ok.25mm) brzeszczotem, a następnie pomiędzy nimi dodaję dwa kolejne nacięcia które ułatwią dalsze kucie dłutami.
Obrazek

Aby uniknąć pęknięć, kucie zaczynam od środkowej bruzdy.
Obrazek

Następnie, kończę kucie wąskim dłutem usuwając boczne bruzdy.
Obrazek

Dno „kanału” pogłębiam (do 30mm) i wyrównuję szerokim dłutem.
Obrazek

Całą operację trzeba niestety powtórzyć z drugim bloczkiem gazobetonu. Aby obie połówki „kanału” później dokładnie pasowały do siebie, trzeba je do siebie przymierzyć i wstępnie zaznaczyć miejsca pod nacięcia.
Obrazek

Po wycięciu drugiej połowy kanału, otrzymuje coś takiego:
Obrazek

Przechodzę do drugiego etapu – wycinania gniazd pod palniki gazowe. Bloki gazobetonu dokładnie pasuję do siebie i łączę je okręcając taśmą pakową. Następnie po odwróceniu tak połączonych bloków na bok, rozpoczynam wiercenie otworów pod palniki.
Obrazek
Obrazek
Obrazek

W moim piecyku zastosowałem metalowe gniazda przedłużające i jednocześnie mocujące posiadane prze zemnie palniki. Nie jest to jednak żaden wymóg, można z powodzeniem osadzać palniki bezpośrednio w otworach wywierconych w gazobetonie. W tym jednak przypadku, każde z trzech gniazd jest zbudowane z złączki nakrętnej równoprzepływowej 3/4" i wkręconego w nią krótkiego odcinka gwintowanej „czarnej” rury. Złączka utrzymuje sztywno dyszę palnika, wkręcona rura ogranicza głębokość na jaką palnik wsuwa się w złaczkę i dodatkowo przedłuża nieco jego dyszę – co ma spore znaczenie ze względu na umiejscowienie otworów zasysających powietrze w palniku. Gniazda palników są rozmieszczone co 90mm, pierwsze i ostatnie gniazdo znajduje się w odległość 130mm liczonej od krawędzi pieca (końca kanału).
Obrazek

Po dopasowaniu gniazd do wywierconych otworów w obydwu bloczkach, mocno zwilżam wodą gazobeton i mocuję wstępnie gniazda na uprzednio dobrze namoczoną i uzupełnioną dodatkiem soli kuchennej glinkę rzeźbiarską. Jest to całkiem dobre spoiwo chociaż trudno mi powiedzieć jakie są w nim dodatki „ulepszające” oprócz samej gliny. Niemniej, szybko i mocno wiąże, nie pęka od temperatury a do tego po paru godzinach pracy pieca zamienia się w ceramikę.
Obrazek

W identyczny sposób skleiłem cały piec. Ponieważ glinka w kontakcie z gazobetonem bardzo szybko traci wilgotność, operację tą trzeba przeprowadzić naprawdę sprawnie.
Obrazek

Po mniej więcej dobie, konstrukcję nawierciłem i uzupełniłem metalowymi wewnętrznymi wzmocnieniami. Tym razem użyłem sporych gwoździ (pełna dowolność – można użyć stare wiertła itp.) zalanych prawie płynnym gipsem budowlanym.
Obrazek
Obrazek

Po wyschnięciu gipsu, oszlifowałem wszystkie ostre krawędzie gazobetonu (łatwo się wykruszają), oczyściłem gniazda z pyłu i resztek glinki, a następnie ustawiłem i przygotowałem do pierwszego odpalenia piec.
Obrazek

Pierwsze odpalenie nie powinno trwać zbyt długo – wskazane jest tu stopniowe dalsze dosuszanie glinki polegające na kilku następujących po dłuższych przerwach krótkich (np. 5-cio minutowych) rozpaleniach.
Obrazek

Na koniec jeszcze, wcześniej wspomniana „lista” materiałów:
- 2x 4.78zł Bloczek komórkowy Ytong 10 x 20 x 60 cm
- 2x 6.18zł Rura gwintowana 20 x 100 mm czarna
- 3x 3.18zł Złączka nakrętna równoprzepływowa 3/4" czarna
- 1x 7.10zł glina rzeźbiarska ASTRA 500g
- odrobina gipsu budowlanego i cztery stare wiertła 8mm lub np. gwoździe ok. 18cm fi 6-8mm za ok. 2zł
- 3x24.70zł Palnik gazowy warsztatowy szeroki (fi 25mm) JUN12


***
Chociaż to dość oczywiste, dodam jeszcze, że kluczowym elementem decydującym o szczegółach budowy i „osiągach” mojego piecyka są zastosowane, konkretne palniki. Zapewne są jednak i inne, być może znacznie lepsze i wydajniejsze. Użycie palników zasilanych z kartuszy pozwala uniknąć pracy z butlą gazową, ale gaz to zawsze gaz i nawet z kartuszami trzeba uważać. Konstrukcja pieca i umiejscowienie palników moim zdaniem minimalizuje ryzyko związane z nadmiernym rozgrzaniem się kartuszy i ewentualnymi przykrymi konsekwencjami takiej sytuacji. Ale jak napisałem – trzeba zawsze uważać.

Awatar użytkownika
Bodar
weteran forum
Posty: 3971
Rejestracja: 01 sty 2014, 11:21
Lokalizacja: lubuskie

Re: Piec dla amatora, czyli mały palnik gazowy odsłona druga

Post autor: Bodar » 20 wrz 2019, 09:22

Jako zabawka-ciekawostka - TAK, jako praktyczny piec, nawet dla amatora kowalstwa - NIE.

Przede wszystkim ekonomia: piszesz koszt 1 h pracy to śr. 15 zł, co w przekłada się na ok. 150 zł na 10 godzin. tyle czasu wydoli jedna butla 11 kg P/B - koszt wymiany ca. 48-50 zł (na start potrzebna butla, która kosztuje ~100 zł).
Palnik, jeżeli zrobisz sam to wydatek kilkunastu zł i reduktor też ok. 100.

No i możliwości, bo wielominutowe grzanie drucika do fi 10 by zaczerwienił się, czy blaszki do hartowania, to za mało nawet jak dla kowala-amatora.

Zajedużym plusem jest to w jaki sposób wykonałeś swój piec. Wielu (w tym na pewno ja, chociaż bardziej chyba z lenistwa) może uczyć się od Ciebie kultury technicznej ;)

Harry
Posty: 5
Rejestracja: 07 wrz 2019, 19:55
Lokalizacja: Warszawa

Re: Piec dla amatora, czyli mały palnik gazowy odsłona druga

Post autor: Harry » 20 wrz 2019, 11:08

Hm.. Kultura techniczna to moja specjalność. Mam tylko nadzieję, że nie jedyna... :mrgreen:

Moim zdaniem, patrzysz na to wszystko zbyt profesjonalnie. Licząc koszty zakładasz pracę na pełny gwizdek, a nie pierwsze amatorskie wprawki. Nie bardzo wyobrażam sobie więc sytuację w której ktoś rozpoczynający zabawę z metalem spędzi nad takim paleniskiem więcej niż parę godzin i to nie dziennie, a raczej tygodniowo.
Jak napisałem wcześniej - zdaję sobie sprawę, że jest to tylko rozwiązanie tymczasowe i prowizoryczne z wieloma wadami i ograniczeniami - nie ma więc opcji, w czymś takim siekiery czy ogrodzenia nie wykujesz. Za to dość sprawnie zahartujesz 5-6 milimetrowej grubości trzydziestocentymetrowe ostrze lub podkujesz trzpień noża czy uformujesz ricasso. Taka „akcja” kosztować będzie raptem jeden, góra dwa komplety kartuszy, co dla nawet dla oszczędnego amatora chyba raczej nie stanowi jakiegoś specjalnego problemu.
Także co do zakładanej przez Ciebie wyjątkowo kiepskiej szybkości grzania, również nie bardzo mogę się zgodzić. Po pierwsze dlatego, że wiem ile ono trwa w rzeczywistości, a po drugie, że jak sam napisałeś, spalasz jakieś 11kg P/B w dziesięć godzin, co przy założeniu ciągłej pracy palnika daję statystycznie 1100g gazu na godzinę. Ja spalam w tym samym czasie 1200g butanu. Na pierwszy rzut oka uwalniana energia wyglądają zatem dość porównywalnie, chociaż oczywiście nie wiem, jaką naprawdę moc posiada twój palnik. Zakładam jednak, że grzejesz znacznie większą objętość i z pewnością do wyższych temperatur niż ja, co wymaga większej ilości energii i tym samym zwiększenia sprawności palnika chociażby przez mechaniczne wymuszenie przepływu powietrza. Tak więc, w moim śmiesznym piecyku nie jest chyba aż tak źle z tym całym grzaniem… ;)

A co do wykonania palnika (a raczej zespołu palników) własnej roboty – to dojrzałem już do tego rozwiązania i dokładnie jestem teraz na pierwszym etapie jego realizacji. Jakaś butla, reduktor, bezpiecznik, a nawet dmuchawa też się pewnie znajdzie.

Jednakże sama idea konstrukcji kolejnego paleniska opisana w tym temacie zapewne pozostanie bez większych zmian, może tylko z wyjątkiem jej gabarytów.

EDIT: Trochę chyba przeholowałem z tym porównaniem mocy palników. Pomnożyłem zużywane mililitry gazu zamiast gramów i przyznam, że sam byłem lekko zdziwiony uzyskanymi wynikami. :oops:
W rzeczywistości, moje trzy palniki spalają łącznie ok. 800g butanu na godzinę – a to przy uwzględnieniu wielkości używanego pieca i tak niewiele zmienia w moich wcześniejszych, powyższych rozważaniach.

Awatar użytkownika
Bodar
weteran forum
Posty: 3971
Rejestracja: 01 sty 2014, 11:21
Lokalizacja: lubuskie

Re: Piec dla amatora, czyli mały palnik gazowy odsłona druga

Post autor: Bodar » 20 wrz 2019, 21:50

Przymierzałem się kiedyś do gazu ale to nie moje klimaty, pozostałem przy koksie. Podobnie jak Ty jestem amatorem.
Porównanie tylko zużycia to zły kierunek, Nie wziąłeś pod uwagę sprawności czyli czasu zagrzania do tej samej temperatury tej samej objętości materiału w obu przypadkach.
W obróbce stali na gorąco ekonomia może i jest ważna, ale jeszcze ważniejsze są temperatury w jakich jest przeprowadzana. 99% materiału przeze mnie kuty to stal konstrukcyjna zwykłej jakości, a przedział 800-900 , a nawet 1000 *C to byłaby porażka. Wolałbym już na szyszkach jechać ;)

Harry
Posty: 5
Rejestracja: 07 wrz 2019, 19:55
Lokalizacja: Warszawa

Re: Piec dla amatora, czyli mały palnik gazowy odsłona druga

Post autor: Harry » 22 wrz 2019, 14:43

Z przyjemnością zrezygnowałbym z gazu, ale niestety, w moim przypadku gaz to jedyny możliwy wybór. :|
Co do osiąganych temperatur, to na razie musi wystarczyć mi to co mogę uzyskać w „suporeksiaku”. Nie wiem ile dokładnie wyciąga ten piecyk, ale barwa świecenia stali wskazuje właśnie gdzieś na okolice 900C a i „sprężynówka” hartuje się bez problemu.

Natomiast co do wspomnianego przez Ciebie szacowania sprawności zastosowanych palników opierającym się na porównaniu czasu rozgrzewania danej objętość materiału mam pewne wątpliwości. Owszem, jest to bardzo prosta metoda i do tego dająca wyniki mające oczywiste znaczenie praktyczne, ale z jej użyciem sprawdzeniu podlega nie tyle działanie palników, co całego danego pieca gazowego.
W tej sytuacji pomijając nawet to, że na szybkość rozgrzewania materiału oprócz jego masy i objętości wpływa bezpośrednio wielkość powierzchni dobierającej ciepło, występuje także wiele czynników związanych z konstrukcja pieca mających wpływ na tempo nagrzewanie się stali.

I tak, w związku z wspomnianą powierzchnią materiału, nieco inaczej rozgrzewa się kula łożyskowa, inaczej szeroka płaska sztaba. W przypadku kuli szybciej niezbędne ciepło dostarczy palnik grzejący punktowo, w przypadku sztaby ogrzewający większą powierzchnię. Nawet gdy w obu porównywanych piecach zostaną użyte takie same palniki i identyczne próbki materiału, wciąż pozostaną znaczące różnice sprawności związane ze stratami ciepła wynikającymi z odmiennych konstrukcji pieców. Największy wpływ będą miały tu straty kominowe, nieco mniejszy straty do otoczenia (przenikanie ścian i ich izolacji) i ewentualnie, wystąpią jeszcze najmniej znaczące straty związane z niezupełnym spalaniem.

W warunkach „chałupniczych”, oprócz wyznaczenia przybliżonej mocy palnika wynikającej z prostej kalkulacji uwalnianej przy spalaniu gazu energii chemicznej, można się pokusić co najwyżej o orientacyjne wyznaczenie strat do otoczenia. Są one wprost proporcjonalne do powierzchni ścian pieca i wsp. ich przenikalności cieplnej oraz różnicy temperatur powierzchni zewnętrznej pieca i temperatury otoczenia. Niestety, te najbardziej znaczące - straty kominowe - zależą od tak dużej ilości czynników, że nawet ich zgrubne szacowanie jest raczej tylko zgadywaniem.

Tak więc – chociaż mogę pewnie zostać posądzony o herezję - moim zdaniem, proste zestawienie mocy palnika z gabarytami pieca nie jest wcale najgorszym kierunkiem. Do tego, logiczne wydaje się założenie, że im mniejszy piec, tym straty ciepła są mniejsze – co podnosi automatycznie rzeczywistą efektywność każdego zastosowanego w nim palnika. Przy odpowiednich proporcjach mocy dostarczanej przez palnik (lub palniki) do gabarytów i strat wynikających z konstrukcji, taki maluch pod względem wydajności powinien sprawować się równie dobrze jak każdy inny piec.

EDIT:
Przeprowadziłem mały praktyczny eksperyment:
https://www.youtube.com/watch?v=IDpf4zMYQLQ
Rozgrzałem ostrze z HF50 (długości całkowita 350mm w tym tang 120mm, grubość 5mm, szerokość 38mm) o masie 350g do temperatury w której zwykle taką stal hartuję – czyli na oko jakieś 820-830C (gaszenie w wodzie). Operacja ta zajęła mi przy starcie z zupełnie zimnego piecyka około 12 minut. Gdybym wsunął ostrze całkowicie do pieca (straszne straty ciepła na wystającym, masywnym tangu) i trzymał wyloty cały czas odpowiednio przysłonięte – a nie bawił się jak dzieciak kamerą - sądzę, że trwałoby to znacznie krócej. Myślę, że po kolejnych paru minutach osiągnąłbym pułap mniej więcej 900C.

ODPOWIEDZ

Wróć do „ABC - PODSTAWY KOWALSTWA - basic techniques”