22 marzo 2013

Construcción de fragua a gas

En este tutorial se mostrará cómo construir una fragua a gas para forja de piezas de acero o hierro de pequeño o mediano tamaño. Para el quemador se puede usar uno como éste que construí hace un tiempo o como el que se muestra aquí, que es simplemente un soplete tipo venturi con el pico levemente ensanchado a 0,8 mm.
Para empezar, se busca un recipiente cilíndrico de chapa (un tacho común y corriente de 20 litros) y se le practica un orificio al fondo cuyo diámetro será el del interior de la fragua y un orificio lateral por donde ingresará la mezcla de gas y aire.


Para cortar chapa fina como esta bastará pasar el electrodo de la soldadora, por ejemplo. O la amoladora con un disco de corte de diámetro pequeño.
A continuación, se coloca un tubo interior que contendrá también un orificio lateral cuya ubicación será tangencial al corte transversal de cilindro.


Las medidas elegidas en este caso son: Diámetro del tubo interior: 14 centímetros. Diámetro del caño lateral: 5 centímetros. Con ello queda un volumen interno de la fragua de unos 5,5 litros. El hecho de poner el caño lateral de manera tangencial, genera una especie de vórtice con la flama interior lo que calienta más parejo el recipiente de la fragua.
Para el mortero se usará tierra refractaria con un poco de cal (una relación de 20 a 1) para aumentar la adherencia.


La mezcla se ha de homogeneizar bien y no se deberá exceder en agua puesto que tardará mucho en secar y contraerá mucho.


Acto seguido se llena el espacio periférico presionando con el fin de extraer todas las burbujas de aire atrapadas.


Luego de pasados unos días con tiempo relativamente seco se pueden quitar los tubos de plástico y ubicar la  fragua en su sitio. En este caso un trípode de metal.


Para la fijación del quemador se pondrá algún tipo de agarre firme pues resultaría extremadamente peligroso que se suelte y caiga mientras está encendido. Lo que se usó aquí es un sistema de prisionero con dos tornillos y un soporte soldado al trípode:


No está de más decir que si se ha de construir el quemador, es imprescindible la supervisión de un gasista matriculado. Igualmente se tendrá un matafuego al alcance y se asegurará de que todas las soldaduras estén firmes y las uniones de codos y demás en las mangueras de gas sin ninguna pérdida.


Si los hierros a forjar no son demasiado largos, puede taparse el fondo de la fragua para retener mejor el calor. En este caso con un ladrillo refractario.


Las garrafas se colocarán lo más lejos posible de la fragua y en la bifurcación contendrán dos llaves de paso. El hecho de que sean dos es porque al cabo de un rato de estar encendida, si es una sola garrafa se producirá una pérdida de presión por congelamiento. Si son dos garrafas, sin embargo, se podrán alternar para evitar este congelamiento. Si se ponen al mismo tiempo las dos, como el quemador es por efecto venturi, no se ganará demasiado en potencia. Además, téngase en cuenta que si las bombonas están con diferente carga, la que esté más vacía parasitará el gas a la otra.


De modo que lo más conveniente es usarlas alternativamente, no las dos al mismo tiempo. Si el pico es lo suficientemente amplio se logrará una muy buena presión de la llama.
Si se usa en el exterior, como aquí, hay que evitar los días de viento porque el gas puede escaparse lateralmente por la entrada de aire si pasa una ráfaga lateral.
Como puede notarse en la imagen de abajo, se formaron algunas rajaduras debido a la contracción del material por secado brusco. Eso ocurrió porque no estaba del todo seco el mortero. Pero aparentemente esas rajaduras no son estructurales y no habrá demasiado problema.


Se logró llegar a la temperatura de forja en muy poco tiempo (menos de 5 minutos quizás) en un hierro de 10 mm de diámetro, cuando ya la fragua tenía bastante temperatura interior. Desconozco por el momento (hasta que haga algunas pruebas) si servirá para el caldeo, pero para la forja común de acero o hierro funciona perfectamente.
Quizás lo que se le puede agregar es una chapa removible en la parte delantera cubriendo la mitad superior de la entrada de la fragua, dado que la mayor parte del calor se escapa por esa zona. O también agregarle algún artilugio metálico a la base para contener un ladrillo que cubrirá esa zona anteriormente mencionada.
Cualquier pregunta o sugerencia será bienvenida.

Post scriptum
A continuación unas imágenes de una puerta que le agregué para que no pierda tanto calor por la entrada. Como comenta Yllart en el primer mensaje, convendría hacerla con dos ladrillos corredizos. Aquí la hice de hierro por el momento:


Supongo que al mediano plazo ese hierro se carcomerá porque es mucho el calor que recibirá. Cuando ello ocurra la haré de ladrillo refractario.


25 comentarios:

Yllart Martinez dijo...

Tiene una pinta estupenda! Qué tal con el refractario? He escuchado que tarda más en calentar por la acumulación de calor, pero no lo he probado nunca.
Para cerrar la entrada, lo más cómodo que conozco es ponerle un carrilito para deslizar dos ladrillos, así puedes regular la entrada bastante bien. Si quieres te mando fotos :-)

Un abrazo

Mariano Miguel dijo...

Hola amigo Yllart. Justamente hoy estuve haciéndole una puertita. (Ahí puse las imágenes en el artículo).
Pensaba ponerle unos ladrillos refractarios como dices pero por el momento la hice de chapa a pesar de que se va a perder más calor de esta forma. Respecto a la conservación de la temperatura, es cierto. Bastante tiempo tarda en calentar pero una vez llegada a la temperatura tarda mucho en enfriarse tanto el ladrillo refractario como la tierra. Saludos y gracias por pasar y comentar.

Unknown dijo...

un par de preguntas capo, la primera es porque vos decis tierra y en el paquete dice arcilla refractaria, yo a la tierra la consiguo pero a la arcilla nop :( la otra es que temperatura de trabajo se banca la hechura esta? 1200º llega (que me tiene que llegar a servir para el damasquinado jejeje)? y la otra de donde sacaste la turbina sopladora esa bien copada?

Mariano Miguel dijo...

Hola:
Supongo que es el nombre que le ponen al comercializarla. Yo la conocía como tierra refractaria y de hecho cuando la compré la pedí con ese nombre y me vendieron esa. Para este trabajo vendría a ser lo mismo. Es decir, no sé si se diferencian en algo la tierra refractaria o la arcilla refractaria pero para este tipo de fragua sirven. El otro quemador que tengo, el que se oxigena por aire forzado con la turbina, logra temperaturas mayores y se podría llegar a los 1200ºC. La turbina es un soplador para fragua. Es como un secador de pelo pero con bastante más potencia. En esta fragua, sin embargo, usé un quemador tipo venturi (el soplete común) que no requiere turbina. Aquí, con dos garrafas para evitar el congelamiento, se podría llegar también a buenas temperaturas con este tipo de horno. Un saludo y gracias por el comentario cualquier cosa seguimos la charla.

Anónimo dijo...

Hola Mariano, felicitaciones por el trabajo y gracias por compartir tus conocimientos. Te queria preguntar si este horno es para gas envasado (garrafa) o se puede utilizar tambien con gas de red. Desde ya muchas gracias por la respuesta. Tu trabajo es una gran inspiracion para los que recien empezamos en esto.
Saludos

Mariano Miguel dijo...

Hola. Muchas gracias. Supongo que agrandándole un poco el pico funcionaría perfectamente con gas natural. Lo que sí, al tener el gas natural me parece menos calorías que el envasado, quizás sería bueno ponerle dos quemadores en vez de uno. Habría que probar. ¡Saludos!

Anónimo dijo...

Hola,bueno decirte que me da envidia esa fragua,yo me he fabricado una para empezar en esto,la estructura es igual q la tuya,con mayor diametro interior,el quemador lo puse d tipo venturi,pero tengo un problema,no coje temperatura el metal,no se lo q ocurre,podriais aconsejarme?
Gracias

Mariano Miguel dijo...

Hola. Yo hice varias pruebas a lo mejor te sirven los siguientes datos:
La entrada del fuego debe ser aproximadamente tangencial al interior del tubo, con eso se logra una especie de remolino lo que en teoría facilita elevar la temperatura. En lo posible, el material interno tiene que ser refractario. Lo ideal sería la manta cerámica, que es liviana, se calienta rápido y refleja. Tapar la entrada y la salida con algún ladrillo refractario. Yo le puse una puerta de chapa en la entrada. De ser posible usar dos garrafas porque al cabo de un rato se congela el gas si es una sola y pierde presión. Es decir, si el metal no llega a los 900ºC es porque se está perdiendo calor por algún lado o el gas no tiene la suficiente presión. También lo que se puede hacer es agrandar un poco el pico del quemador. Bueno, espero que te sirva. Una aclaración, comparada con la fragua a carbón la mía a gas tampoco llega a igualarla en temperatura y tiempo en que el metal llega al rojo. ¡Saludos cordiales, gracias por el comentario y cualquier cosa seguimos la charla! (Si puedes poner una foto de la fragua a lo mejor le encontramos el problema)

Anónimo dijo...

Hola,gracias por tu ayuda,te cuento,el horno lo realice como tu,con mortero refractario,tiene exterior 33x33. El espesor del mortero es de 5.tengo alguna foto pero tengo que descubrir como colgarlas,la botella d gas la tengo metida en agua para calentarla,la boquilla la agrande a 0.8,y cuando la probe estuve una hora sin resultados,la salida la tape con refractario,no se me ocurre nada mas,creo q el fallo es el quemador,no sale con suficiente presion-llama,voy a mandar fotos,gracias

Mariano Miguel dijo...

Hola. Ahí te envié un email. Lo que podrías hacer es cambiar el quemador por uno de los comunes que se usan para pegar membranas en los techos y ver cómo funciona.

Victor Rodarte dijo...

Tengo una duda la arcilla se debe mesclar con mortero refractario o la cal q usas es de la comun

Mariano Miguel L. dijo...

Hola:
Es tierra refractaria con un poco de cal común (en este caso cal viva). Simplemente la cal le da consistencia, pero nada más. ¡Saludos!

Anónimo dijo...

Donde puedo conseguir un pirometro entre 800 y 1000 grados de buena calidad a precio justo . Vivo en arandas Jalisco

Anónimo dijo...

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Rafael Vargas Aguirre dijo...

Un quemador de gas para forja, con ventilador evita que el tanque de gas se congele mas rapido? El quemador de aire y de gas mantiene mas tiempo la presión en la llama? que un quemador ventury? Como se puede mantener mas tiempo la llama con mayor potencia si que pierda presion? O será igual, a lo mejor el problema esta solo en el conquelamiento de los tanques? Lo que se busca es no perder la presión en la llama que fuera mas constante por mas tiempo.

La Loca Mariana et ses Amis dijo...

Hola, quisiera saber si esta fragia podria servir para fundir bronce, cobre y alpaca?? gracias!

Mariano Miguel L. dijo...

Hola. Sí, colocándola de forma vertical se podría adaptar para fundir metales no ferrosos dado que pasa los 1000 ºC. Saludos!

Anónimo dijo...

Buenas señor Mariano, como le ha ido con este horno ? Levanta en poco tiempo temperatura de forja? En términos de economía una garrafa de gas rinde más que su equivalente en bolsas de carbón? Pudo caldear alguna pieza en este horno? resistió de buena manera la tierra refractaria? Espero no le resulte tedioso el numero de preguntas realizadas. Le saluda atentamente Alejandro

Mariano Miguel L. dijo...

Hola estimado Alejandro
Le comento que anda todavía muy bien. La tierra refractaria sigue resistiendo aunque ya quebrajeada por varios lugares. Le cuesta levantar temperatura por lo que no he logrado superar los 1200ºC aprox con lo cual no me sirve para el caldeo. Pero me saca de apuros cuando no puedo forjar al aire libre, que es lo que me gusta. A la fragua a carbón vegetal no la cambio por nada. Me es mucho más útil y fácilmente se llega a la temperatura de caldeo. Incluso hay que cuidarse de no fundir el acero (unos 1400 ºC). El rendimiento calórico contra masa de combustible y dinero es para mí un poco superior de la fragua a carbón respecto de la de gas que construí. De todas maneras ahora ando alejado un poco de la forja por razones laborales. ¡Saludos!

Anónimo dijo...

hola mariano buenas noches desde ya muchas grasias por compartir sus conosimientos me an serbido de mucho ante toda curiosodad q e tenido me a alludado a elaborar la fragua a carbon q tengo, la verdad q quiero hacer una fragua como esa con gas domiciliario y aire forzado me gustaria caldear las piezas sirbe este modelo para hacerlo e visto a guillermo mendoza trabajar el damasco con una fragua de aire forza y al leer los comentarios no esto aeguro de hacer que me recomienda desda ya muchas grasias y exelente todas sus reproduccionea lo verlas lo lleva a uno a un mundo epico

Mariano Miguel L. dijo...

Hola esta fragua en particular no me sirvió para caldear principalmente por la falta de aislante interno. La tierra refractaria no es muy buena para eso. Lo mejor sería perfeccionarla con manta refractaria y ajustarle un poco el quemador.

Anónimo dijo...

hola grasias tendria algun modelo q funcione con gas domiciliario y sirba para caldeardesde ya muchas grasias mi nombre es diego

Mariano Miguel L. dijo...

Yo en general trabajo con forja a carbón, Diego. Hice solamente esta a gas, por eso mis conocimientos en este tipo de fragua terminan con este modelo. De todas maneras voy a averiguar. Saludos!

Unknown dijo...

Hola mariano, vi tu fragua, yo estoy empezando en esto, y me construi 2 fraguas a gas, una grande, en apariencia como la tuya, con un quemador ventury casero, con pico de 0.8 30cm de largo, el cono de la llama es de 1 1/4 y el cono de entrada de aire es de 1 1/2. El mortero lo hice con 75% de vermiculita y el 25% restante partes iguales de yeso paris y arcilla refractaria. Las dimenciones son como la tuya, y si logro temperaturas de caldeo, todavía no domino la técnica, pero he logrado unir piezas (de forma deaprolija). El diámetro interni de la mia es de 11cm.
La otra fragua es mas pequeña, de ladrillos refractarios, y utilizo el mismo quemador, no probé caldear algo, pero el piso de la fragua se le ha formado como una capa de vidrio... Estimo que es dato que si llega a temperaturas de caldeo.
Un abrazo y espero te sean útiles mis resultados, cuando logre hacer acero damasco, te mostrare el resultado, por lo pronto estimo que es mas un problema de técnica que de recursos...
Abrazo
Pablo

Mariano Miguel L. dijo...

Gracias por las aportaciones compañero suerte con las fraguas y con la forja ¡Saludos!