Cómo hacer una fragua de gas por sus propias manos: consejos + planos para ayudar a los artesanos caseros

El equipo para el tratamiento térmico de metales — es un placer costoso. No todo maestro principiante está dispuesto a desembolsar una suma considerable para su adquisición. Pero existen tecnologías según las cuales se puede construir una fragua de gas por sus propias manos sin grandes dificultades ni gastos.

En el artículo que presentamos encontrará una descripción detallada del montaje del principal atributo del oficio de herrero. Le contaremos cómo funciona la fragua y sus componentes estructurales. Le indicaremos cómo se logra la temperatura necesaria para la fusión y forja de piezas.

A los artesanos caseros independientes les ofrecemos conocer las herramientas caseras probadas por la práctica de la forja. Usted sabrá qué materiales, dispositivos ya hechos y herramientas se necesitarán en la fabricación de la fragua. Obtendrá una idea del complejo proceso y valiosos consejos.

Principio de funcionamiento y especificidad de la construcción

La fragua es necesaria para realizar una serie de operaciones de preparación del metal para su procesamiento posterior. A la pieza calentada en ella se le da la forma prevista. Con ella se fabrican las populares decoraciones forjadas, piezas útiles en el hogar, utensilios, objetos de mobiliario, etc.

La fragua se utiliza en todas las áreas del tratamiento térmico. Puede ser completamente miniatura, colocada literalmente sobre la mesa, y estacionaria, que recuerda a una estufa tradicional de ladrillos. Independientemente de las dimensiones, todos los modelos actúan según un mismo principio.

¿Cómo funciona una fragua?

Para preparar el metal para la forja posterior, es necesario calentarlo y, literalmente, «ablandarlo» a temperaturas de hasta 1100-1200 ºC. Estas condiciones se logran gracias a las características específicas del diseño, que suministra combustible y oxígeno a la zona de combustión en las proporciones necesarias para el proceso.

Dentro de un horno de fragua de gas o de combustible sólido tiene lugar una reacción química característica: se procesa el hidrocarburo. El carbono obtenido durante la combustión de hidrocarburos tanto gaseosos como sólidos captura y se apropia del oxígeno del metal calentado. El resultado es acero sin impurezas oxidantes.

Un horno de fragua construido con sus propias manos no permitirá, por supuesto, forjar hojas de damasco y celosías caladas para una balaustrada elegante, pero para fabricar artículos domésticos sencillos y adornos originales será bastante adecuado.

Las características del horno de fragua permiten aprovechar parcialmente el potencial reductor del carbono. No se extrae todo el oxígeno de la pieza calentada. Gracias a la reducción parcial, el metal no se quema por completo y no se vuelve quebradizo, como ocurre con el hierro fundido.

Para instalar una mini forja doméstica no se necesitan materiales especiales. Casi todo propietario dispone de lo necesario. Seguramente tiene ladrillos y recortes de perfiles metálicos, tubos de acero, anclajes, abrazaderas.

Por cierto, en la industria, las piezas de hierro fundido se saturan con oxígeno después del tratamiento térmico para eliminar o al menos minimizar dicho defecto.

En un horno fabricado industrialmente, equipado con un sistema de control, el aire necesario para la combustión se insufla de manera que falte ligeramente. Es difícil equipar una construcción casera con tal dispositivo, a menos que, por supuesto, se instale un quemador de gas ya preparado con automatización.

Independientemente del diseño y tipo de funcionamiento del horno de fragua, en su zona de trabajo se procesa el carbono liberado del hidrocarburo. Este atrae los óxidos, liberando al metal de ellos.

Debido a la imposibilidad de un suministro regulado de aire, más precisamente del oxígeno que contiene, las piezas forjadas hechas a mano suelen estar sobrecalentadas. Esto sucede en las primeras etapas. Sin embargo, con la experiencia llega la capacidad del artesano de sentir cuándo dejar de calentar, así como el conocimiento de qué hacer para evitar la pérdida total de oxígeno.

Dispositivo y componentes de trabajo

Existe una gran variedad de modelos caseros cuya fabricación ha sido probada por herreros en la práctica. Aquí solo presentaremos una pequeña parte de ellos. Antes de decidir qué tipo de fragua de gas es mejor hacer con sus propias manos, analicemos las características típicas del dispositivo.

En esencia técnica, cualquier fragua de herrero es un tipo de horno con accesorios característicos: hogar, rejilla, cámara de aire, denominada en las unidades de calefacción rusas como 'podduvalo'. A diferencia de un horno común, la cámara de aire está equipada con un drenaje para regular el suministro de aire y un tubo con válvula.

La parrilla se refuerza para que pueda resistir un considerable impacto termomecánico. Una rejilla común de varillas metálicas o recortes de perfil angular no servirá. Se necesita un dispositivo reforzado. Lo ideal sería que fuera un panel de metal grueso empotrado en la mesa de trabajo, con agujeros perforados uniformemente.

En la estructura de la fragua de herrero, cada parte constructiva cumple funciones específicas, gracias a lo cual la liberación del metal de impurezas y el calentamiento para la forja se realizan en condiciones óptimas.

El conjunto de los componentes mencionados se denomina tobera. En la configuración de las fraguas de producción industrial, hay varias, para poder cambiarlas según las condiciones requeridas para realizar una operación específica y el tamaño de la pieza a calentar.

La tobera se instala con mayor frecuencia no en un cuerpo cerrado, sino que se monta sobre una mesa. Esta debe ser lo suficientemente estable y estar protegida de la acción térmica, para lo cual se utiliza un revestimiento. En algunas construcciones, en la mesa está empotrada una parrilla o, en su lugar, se instala un panel metálico perforado.

Para el revestimiento de la mesa de una fragua estacionaria que se va a usar activamente, se utiliza ladrillo refractario de cuarzo. Las fraguas caseras para trabajos esporádicos se revisten con ladrillo de chamota. Es más fácil encontrarlo a la venta y su precio es más bajo.

La cámara de combustión de la fragua de herrero se refuerza mediante un revestimiento, que se realiza con ladrillo refractario o de chamota, capaz de resistir altas temperaturas.

Para la recogida y evacuación completa de los gases de combustión, sobre la mesa con panel perforado o sobre la tobera se coloca un toldo o una campana. Se conectan a un conducto de humos, que se construye según el principio de la chimenea para caldera de gas. Debe funcionar perfectamente, ya que los gases emitidos al calentar el metal son extremadamente tóxicos.

Además de los componentes estructurales principales, existen dispositivos adicionales. Por lo general, junto a la forja, los herreros colocan un baño de temple para sumergir inmediatamente la pieza terminada en un medio que la enfríe y temple. Esto se aplica en caso de que se requiera un temple por choque térmico.

Al equipar su propia fragua, debe pensar no solo en la fabricación del equipo para calentar el metal, sino también en el equipo auxiliar: yunque, baño de temple, cámara de gas-aire, chimenea y campana extractora.

Además, los artesanos a escala industrial utilizan una cámara de gas-aire. En ella se secan los productos del condensado y se añaden aditivos que solo pueden incorporarse en estado gaseoso. Allí también se seca el aire para lograr ciertas condiciones tecnológicas.

Para aumentar la zona de temperatura extremadamente alta se utiliza un crisol, una campana que se ensancha hacia la base. Se necesita principalmente para trabajar con metales no ferrosos y preciosos. Los artesanos a menudo no necesitan ningún complemento, excepto quizás un baño, para el cual se puede adaptar cualquier recipiente metálico de volumen suficiente.

Selección del gas para el trabajo

Se considera que para el funcionamiento de una fragua de herrero sirve tanto el gas de red como el gas licuado en botella. Decepcionaremos: no es aconsejable utilizar la variante natural no purificada.

Hay dos razones importantes para rechazar el combustible natural:

• Por la tubería nos llega gas natural, que es una mezcla de hidrocarburos gaseosos. Sus capacidades de poder calorífico y retención de oxígeno difieren. Por lo tanto, es prácticamente imposible ajustar el suministro óptimo de aire.
• En la mezcla de gas para uso doméstico siempre hay un contenido de impurezas, aunque sea pequeño, pero que afecta el resultado. La presencia de fósforo y silicio puede pasar desapercibida, pero el azufre sin duda hará que el resultado del esfuerzo sea inservible. Solo la refundición podrá salvarlo.

Además, el gas doméstico se odoriza, se le da un olor característico para que se pueda detectar una fuga de inmediato. Estas sustancias también afectarán negativamente la calidad.

El gas doméstico no es adecuado para el funcionamiento de la forja, ya que contiene impurezas que interfieren en el tratamiento de los metales. El combustible gaseoso debe purificarse antes de introducirlo en la zona de combustión, o utilizar bombonas de monogás industrial.

Los gases licuados industriales serían excelentes: propano o butano suministrados en bombonas. Pero solo si se trata de monogases sin impurezas acompañantes en absoluto.

Si no es posible comprar gas natural purificado, se puede realizar la purificación por su cuenta. Un recipiente con naftalina, a través del cual se debe pasar el gas antes de introducirlo en el quemador, ayudará a eliminar los compuestos que contienen azufre.

Por cierto, si se utiliza un soplete de fábrica, el proceso de construcción de la forja se realizará mucho más rápido. Además, no hay que preocuparse por el resultado, ya que todo funcionará de manera impecable y segura. Asimismo, en el soplete se puede mezclar el aire con el gas de antemano en las proporciones necesarias para el trabajo.

Tecnología de construcción de una fragua

Aclaremos de inmediato que la forja de gas casera, con cuyos planos y métodos de montaje le familiarizaremos, no es apta para fines de producción. Sin embargo, con ella se pueden fabricar adornos únicos, objetos interesantes para interiores y artículos metálicos originales con mucha facilidad.

Muchos modelos de forjas de herrero diseñados para funcionar con combustible sólido pueden adaptarse para funcionar con gas.

Empecemos con las opciones más simples, que no requieren que el operario tenga habilidades en soldadura u otros ámbitos de construcción.

Construcción elemental con quemador de gas

La forja de herrero más simple para formar puntas bonitas en una barra metálica, con la que se planea soldar una bonita valla en el campo, o para forjar adornos, se puede hacer con seis ladrillos refractarios.

En este modelo, la parrilla se suelda a partir de dos trozos de tubería de acero VGP de diámetro arbitrario, pero no demasiado grande. A ellos se sueldan transversalmente trozos de tubería perfilada, ángulo o tira retorcidos en forma de tornillo. Esto es necesario para capturar el flujo de aire.

La versión más simple de una forja de herrero se puede montar en media hora a partir de seis ladrillos, algunos trozos de tubería de acero y perfiles metálicos.

Con ladrillos refractarios se forma la 'cámara de combustión', que solo tiene una base, un techo superior y dos paredes laterales. Esta forja se instala solo al aire libre, ya que no hay sistema de extracción de humos. En el lado del soplado, se excava un pequeño hoyo en el suelo para alojar el cuerpo del soplete de gas o del soplete de soldar.

Para que no se produzca una explosión del soplete de gas durante el funcionamiento de esta forja, es mejor colocar un tabique de cartón de asbesto antes de la entrada a la cámara de combustión. Pues el calor que sale del hogar abierto puede regresar y calentar el depósito de gas.

En los equipos de forja más simples, el aire para la combustión se suministra de forma natural o mediante fuelles de herrero. En ambos casos, es imposible controlar el suministro de oxígeno.

En general, en este dispositivo el calentamiento se realiza sobre carbón o coque fino (coque pequeño producido específicamente para herreros). El soplete de gas o el soplete de soldar se utilizan solo para activar el proceso. Ellos encenderán y crearán una corriente de soplado.

Variante móvil a partir de una cacerola para ganso

Para construir este modelo se necesita una cacerola para gansos en desuso. En sus extremos se cortan orificios para introducir un quemador de gas casero o comprado. Sobre los orificios se tallan dos hendiduras. Este modelo, al igual que el tipo anterior, solo puede utilizarse al aire libre.

El revestimiento de la fragua casera se realiza con una mezcla de arena refractaria y escombros de ladrillos refractarios. Se puede comprar una mezcla ya preparada. Después de aplicarla, no es necesario hornearla especialmente. El endurecimiento del compuesto de revestimiento ocurrirá durante el uso del dispositivo.

Para la sobrealimentación se instala un ventilador adecuado en apariencia y potencia, por ejemplo, de una sirena manual. Es ideal un quemador de gas de soplado, que se puede quitar de una caldera turbo en desuso, siempre que esté en condiciones técnicas de funcionamiento.

La estructura hecha de una vieja vasija de hierro fundido no permitirá alcanzar temperaturas superiores a 900 ºC, lo que reduce significativamente el ámbito de aplicación.

Esta solución tiene un inconveniente importante: solo se puede trabajar con ella al aire libre, y si se utiliza un quemador de soplado, se necesitará alimentación eléctrica. Es decir, habrá que proveerse de un alargador de buena potencia o arriesgarse colocando el dispositivo cerca de casa.

Existe otra opción: los fuelles de herrero, que los herreros han usado durante siglos. Sin embargo, observamos que insuflar aire manualmente en la cámara de combustible de la fragua no es nada seguro. Además, la productividad será problemática y ambigua.

Equipamiento fijo para el taller

Los modelos instalados en talleres para trabajo permanente deben ser no solo funcionales, sino también ergonómicos. Es importante considerar tanto la comodidad del trabajo como la seguridad, ya que una pieza metálica incandescente representa una amenaza potencial. Y sufrir lesiones graves no está en los planes de ningún maestro sensato.

En este caso, no se deben tomar medidas estándar para el equipo, ya que todos tenemos una complexión y constitución individuales. La fragua debe ser cómoda precisamente para usted y para aquellos que usarán su taller si se alquila de forma compartida. La altura de la mesa de trabajo y sus dimensiones tienen especial importancia.

La fragua móvil se puede usar en invierno en un taller equipado con un sistema de extracción con sonda, y en verano – al aire libre, trasladándola al interior del edificio al finalizar el trabajo.

Para determinar las dimensiones de la futura fragua, procederemos de la siguiente manera:

• Elegiremos un lugar en el taller que permita colocar todo el equipo principal y adicional en sitios convenientes para realizar todo el espectro de trabajo de calentamiento, forjado y templado.
• Determinaremos nuestro lugar. Nos pondremos de pie, con los pies separados al ancho de los hombros. Doblamos el brazo de trabajo (derecho/izquierdo) por el codo.
• Mida la distancia desde el codo del brazo doblado hasta el plano del suelo. Esto es más fácil de hacer con un compañero. Luego, obtenga un segundo resultado del mismo modo si no solo usted va a forjar. Al promedio aritmético de las dos distancias, agréguele 5-7 cm; obtendrá la altura de la mesa de trabajo.
• Tome los alicates de mayor tamaño para medir la distancia desde el abdomen hasta su punto más extremo. A la distancia medida, agréguele 10-12 cm; obtendrá la mitad de la diagonal de la mesa de trabajo.
• Calcule la longitud del lado de la mesa de trabajo cuadrada, teniendo en cuenta la mitad de la diagonal obtenida anteriormente.

La mesa de herrero generalmente no se hace redonda, ya que resulta incómoda para trabajar, especialmente si se debe trabajar con un ayudante.

La forja de herrero fija presentada en el sistema – es un equipo universal que se puede adaptar tanto para combustible sólido como gaseoso. En caso de cargar en el hogar carbones de leña quemada o coque, el aire es insuflado por un ventilador de la calefacción de un automóvil, ya que una aspiradora expulsaría los carbones.

En el centro de la mesa de trabajo hay una rejilla empotrada. Esta opción es necesaria para que al obstruir los orificios con hollín no se produzca una distribución desigual del calor. Al usar gas, la instalación debe equiparse con un quemador de inyección, que es mejor comprar, pero también se puede hacer con las propias manos.

Basado en el legado de los jinetes

Los jinetes siempre necesitaron herraduras y clavos para sujetarlas. Además, los escuadrones de húsares y lanceros tenían en su arsenal forjas portátiles que se movían junto con las formaciones militares. La base de los bancos móviles para trabajos de herrería era un mecanismo de manivela y biela.

La base del funcionamiento de la forja de herrero que se desplazaba detrás de los lanceros y húsares hacia las posiciones de combate reside en la aplicación de un mecanismo de manivela y biela.

El equivalente de un mecanismo de biela-manivela ahora es más fácil de encontrar. Basta con recordar dónde se guarda la máquina de coser de pedal de la abuela de la marca Zínger. Con algunas modificaciones, los seguidores de Zínger de la marca Cháika también serán adecuados.

Si en el funcionamiento de un horno de herrería casero se usa gas como combustible, es mejor mezclarlo en una cámara de gas-aire, a la que se conecta una aspiradora.

Es recomendable optar por las variantes antiguas con bastidor de hierro fundido. Este soportará cualquier impacto térmico y mecánico. La solución ideal sería una estructura sobre ruedas, que se pueda mover fácilmente a un lugar conveniente para realizar los trabajos.

Fragua a partir de un cilindro con quemador de propano

Advertimos de inmediato que este modelo de horno de herrería solo es adecuado para quienes tienen considerable experiencia trabajando con propano. La cámara de gas en esta variante es bastante grande, por lo que con la más mínima infracción de las normas, la explosión puede ser de una fuerza destructiva. Las consecuencias son impredecibles, pero en la mayoría de los casos, catastróficas.

El artesano que decida hacer un horno de herrería a partir de un cilindro de oxígeno necesitará precisamente este recipiente vacío con un diámetro de al menos 25 cm. Se necesitarán materiales refractarios: losa, cemento, pintura, lana de caolín. Se requerirán fijaciones, revestimiento cerámico, un barril de acero con rosca para acondicionar el punto de conexión del quemador.

Además, se necesitarán fijaciones y otros materiales, que enumeramos en el texto. Para realizar los trabajos, hay que proveerse de una amoladora, un juego de machos de roscar de tamaño 10-32, una espátula, un pincel para aplicar revestimientos, un taladro y limas. También se necesitarán equipos de protección: un respirador eficaz, guantes de trabajo de algodón y gafas.

La siguiente selección de fotos muestra el ensamblaje de un horno de herrería casero a partir de un cilindro de oxígeno:

Si el cilindro originalmente no tenía patas de apoyo y un asa en la parte superior para transportarlo, vale la pena soldarlos. Por cierto, si no se tiene experiencia en soldadura, la unión de las piezas se puede realizar con pernos o mediante soldadura blanda.

A continuación, hay que disponer un tubo de entrada para introducir el quemador en nuestro horno de herrería casero:

Ahora hay que fijar el tubo de conexión y construir un dispositivo para sujetar el soplete de propano en el tubo:

Ahora es el momento de comenzar a acondicionar el fondo de la fragua casera. Para ello necesitaremos ladrillos refractarios de chamota, con los que construiremos una especie de mesa de trabajo. De paso, separaremos la zona de altas temperaturas del contacto con la pared metálica del cuerpo.

El fondo, que es la mesa refractaria de trabajo de la forja, está listo. Ahora proceda a la instalación de la pared posterior:

Con la parte trasera ya resuelta, ahora lo más difícil y laborioso – el montaje de la tapa desmontable para el frente. Se retira para cambiar periódicamente el aislamiento quemado y el soporte de ladrillos, ya que esto ocurre a menudo durante el uso activo.

Podemos considerar que hemos completado el trabajo con éxito, solo quedan las etapas finales:

Queremos advertir a los aficionados al bricolaje: la herrería – es una actividad muy interesante, pero peligrosa. Hay que proteger los ojos y, en lo posible, cubrir todas las partes del cuerpo, a pesar de la alta temperatura en la zona de trabajo.

Para protegerse de las quemaduras, es necesario disponer de calzado con punteras reforzadas con metal. Es recomendable adquirir un delantal largo de lona y guantes. Está terminantemente prohibido trabajar con metal caliente con ropa sintética – se incendiará al instante con una chispa accidental.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Consejos originales para artesanos autónomos sobre la disposición de fraguas para una herrería privada:

Cómo hacer un pequeño horno para templar piezas metálicas:

Instrucciones detalladas para fabricar equipos estacionarios para calentar metal con gas:

Hemos considerado y analizado solo una pequeña parte de las construcciones y esquemas para la construcción de fraguas. En realidad, hay muchas más. Sin embargo, la información que hemos proporcionado ayudará a obtener una idea de los tipos de equipos para poder elegir el mejor.

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