MANUAL DE FRAGUA A GASPROPANO
(Sistema de quemador)
Dibujo tcnico
I. Descripcin general.
II. Funcionamiento.
III. Pasos para la construccin.
IV. Operacin.
V. Seguridad.
compuesto por Helmut Hillenkampiron-to-live-with.com
I. Descripcin general.
Estamos presentando un sistema de fragua que utiliza como nicomedio de energa el gas Propano/Butano; es una adaptacin deltipo de fragua que usan los herreros en EE.UU., siendo de fciltransportacin hacia el lugar de trabajo; puesto que, para su uso nose necesita de energa elctrica. Por su gran rendimiento ycombustin limpia tiene mayor aceptacin por los forjadorescomo una alternativa a la fragua a carbon.
Para mi criterio seria conveniente disponer de los dos sistemas defragua, lo que facilita su utilizacin en los diferentes trabajos. Lafragua a gas propano produce calor mas largo y uniforme de20cm. con un quemador, y de 10cm. mas por cada quemadoradicional. La temperatura puede regularse a las condiciones detrabajo de tal manera que siempre se pueden tener varios hierrosen el fuego sin que estos se quemen. Con suficiente presin de gasy un adecuado diseo de la cmara de combustin (ladrillosrefractarios aislantes de calor) se pueden obtener sin dificultadaltas temperaturas con los cuales se pueden realizar soldaduras alfuego. Utilizando ladrillos que normalmente se ocupan para lasconstrucciones hemos obtenido 1580 grados Centgrados, en lafragua de prueba realizada en Cuenca. No se trata de un aparato dealto rendimiento cientfico, sino de una herramienta practica parael uso diario de la forja artstica.
Los materiales utilizados en su fabricacin se encuentran en elmercado, los mismos que resultan ser de produccin nacional(Ecuador). Artesanos diestros podrn copiar esta maquina sinningn problema, una vez que hayan comprendido sufuncionamiento.
II. Funcionamiento.
El gas (propano/butano o mezcla de los dos, aqui denominado gasdomestico) sale con presin por un ciclor 5. De acuerdo con elefecto de Venturi se produce una depresin al interior del reductor4, el cual aspira aire. La mezcla de gas y aire corre por el tubo delquemador 6, 3/4" ampliandose en 1", 8 al interior de la cmara decombustin, all se quema con una llama ardiente. Para esto senecesita una superficie de choque a una distancia de 13cm. o mas,para que se pueda crear una presin contraria que no permitaescapar la llama. Esta superficie de choque normalmente esidntica al suelo de la fragua, la misma que se calientaespecialmente durante el uso. El calor radiante de las paredes y elsuelo ayuda a calentar mas rpidamente al material introducido.Similar a la fragua de carbon existe una regla: "No ponga el hierrofro en la fragua fra", primero hay que calentar bien a la fragua yluego colocar el hierro.
Para la combustin se usa solo el aire que entra por el tubo delquemador 6/8, denominado aire primario.
La nica posibilidad de cambiar la mezcla de gas y aire consiste enreducir el caudal del aire, esto puede hacerse por ejemplo usandoel estrangulador 12/14. A veces el estrangulador facilita elencendido y calentamiento de la fragua, similar al motor de uncarro. Tambin se utiliza para reducir las mermas sobre el hierro.En una atmsfera reductora el hierro casi no se oxida y puedemantenerse caliente por mucho tiempo sin perdidas de oxidacin,pero la produccin de calor de una llama reductora es mas pequeay existe la posibilidad de que produzca monxido de carbontxico en el ambiente (ver capitulo V. Seguridad).
Con la operacin normal siempre se produce un poco de merma,que va a saltar forjando y puede causar quemaduras.TRABAJANDO, SIEMPRE UTILIZA GAFAS PROTECTORAS.Guantes de cuero tambin son recomendables.
III. Pasos Para la Construccin.
La campana de gas 11 al tanque consiste en una salida directa sinreduccin de presin, cuyo caudal puede ser regulado en un ciertogrado. El gas corre al quemador por una manguera de caucho 10fijado con bridas 9. Esta manguera suele ser lo mas fuerte posibley en ningn caso puede ser de plstico o PVC porque este se hacesuave y dbil al calor. Lo mejor es una calidad de 350psi (valorimpreso a lado de la manguera). Se usan al menos 3 metros demanguera para mantener una distancia mnima entre la fragua y eltanque. Tambin se recomienda el uso de un regulador de presin(0-100psi) o una vlvula de seguridad sobre el tanque. El gas correpor el tubo de entrada de gas 2 el mismo que es tapado al otroextremo 1. En la parte inferior tiene un hueco en el cual se haroscado para el ciclor 5. Antes de roscar se puede martillar estelugar, lo que va a mejorar la hermtica del ciclor porque en estecaso no se queda en un lugar redondo sino plano.
Si ese lugar no es hermtico, gas adicional va a salir y producir unamezcla rica en gas y mal funcionamiento del quemador. Centradosobre el ciclor 5, se suelda un reductor 4 de 2" x 3/4". Antes sesaca la galvanizacin del reductor y de los tubos con cidomuritico, o mejor se compran estas partes en negro. Un tubo 6 de3/4" obtiene una rosca en un lado y un tubo de 1" soldado al otroextremo 8. El interior se limpia con el limatn de rebabas. Al ladose taladra un hueco y se suelda una tuerca 12 de 3/8" (10mm.).Despus de la suelda se limpia la rosca con un machuelo para queel perno de regulacin 14 del estrangulador gire con facilidad.
Dependiendo del espesor de los ladrillos utilizados se suelda unaplancha cuadrada 7 con hueco de tal manera que el tubo delquemador 8 no se introduzca en La cmara de combustin. Elquemador sale por un orificio realizado con escofina en el ladrillo,de esta manera evitamos un calentamiento excesivo del quemador.La plancha 7 sirve para sostener el quemador e impedir queingrese aire secundario. Debe ser soldado completamente alrededordel tubo y sin huecos ni poros.
La cmara de combustin misma se hace en el caso mas sencillo deladrillos superpuestos. Los ladrillos rojos de artesana compradosen Cuenca, resistieron mas o menos cuatro semanas al uso diario,antes de que algunos de ellos se deterioraren. Aqui los ladrillosrefractarios cuestan alrededor de 20 veces mas que los deconstruccin y su uso en la pequea empresa de artesana sejustifica solo en casos especiales. Ladrillos refractarios livianostienen mejores propiedades de aislamiento y as permiten uncalentamiento mas rpido de la fragua y un alcance detemperaturas mas elevadas. Para la soldadura a fuego no se utilizanestos en el suelo de la fragua porque se disuelven en la presenciade Brax y calor (reaccin eutctica).
La distancia de la salida del quemador (techo de la cmara decombustin) a la superficie de choque (suelo de la cmara decombustin) debe ser lo suficientemente largo, as la llama tendrespacio para la combustin completa antes del choque (13 cm.mnimo); en otro caso se produce una mancha redonda oscura; loque es, un lugar fro directamente en el centro del suelo. Seproduce perdida de temperatura, tambin el hierro merma (oxida)fuertemente donde es tocado directamente por la llama. La llamaquemando libre tiene su temperatura mas alta y su lugar maslimpio para calentar justamente despus de su final. Para juzgar lallama, la fragua debe haber tenido suficiente tiempo para calentarse(ver capitulo IV. Operacin).
La cmera de combustin necesita una salida para los gasesquemados de al menos 50 centimetros cuadrados. Nunca tratar desellar la cmera hermticamente.
IV. Operacin.
Para prender se enciende un pedazo de papel peridico y se poneen el interior de la fragua. Luego se abre la campana de gas,posiblemente hay que cerrar un poco el estrangulador si la mezclano quiere encenderse inmediatamente. Hay que arreglar el caudaldel gas de tal manera que la llama salga haciendo una lengua defuego de 5 a 10cm. fuera de la abertura de la fragua, la misma quesuele ser azul al inicio y despus de calentada la fragua, naranjatransparente y con forma parecida mas a una corriente que a unanube. Nubes azules de llama significan un exceso de gas o pocoaire de combustin. Ninguna salida de llamas de la abertura de lafragua significa: poca presin de gas; el gas puede ser terminado;el tanque puede ser "congelado"; la campana puede no estar bienabierta; el ciclor puede estar obstruido.
Se puede evitar el "congelado" de los tanques por el caudal grande,poniendoles en un bao de agua. Tener cuidado que el tanque no seinclina en el bao de agua, para que no salga gas liquido alquemador. Se podran producir llamas grandes y peligrosas derepente. El bao de agua no debera tener mas espacio de aire libredel verdaderamente necesario (peligro de explosin, ver capituloV. Seguridad). La cantidad hora posible depende tambin deltamao del tanque. Con cilindros de 15Kgs en bao de agua, unsolo quemador del tamao descrito puede ser operadoininterrumpidamente; con tanques mas grandes, industriales, sepuede operar unidades de 2 o 4 quemadores de manerasatisfactoria.
El tamao del ciclor utilizado numero 68 (norma americana) o dedimetro 1/32" (0.8mm.) ha dado buenos resultados en Santa Fe,EE.UU. (2100mt. sobre el nivel del mar) con gas Propano puro,igual que en Cuenca, Ecuador (2500mt. sobre el nivel del mar) conuna mezcla de 2/3 de Butano y 1/3 de Propano (gas de usodomestico).
A bajas alturas el aire contiene mas oxigeno y el dimetro de losciclores debe incrementar un poco. El dimetro justo para optima
operacin se determina mediante experimentacin, variandolo;tiene que ser lo ms pequeo posible. Entonces el ciclor debe seraccesible y cambiable con una llave. Modelos de cabeza hexagonalson mas prcticos que los modelos moleteados. A veces el ciclortiene que ser sacado para objetivos de limpieza porque partculasde suciedad pueden obstruir el pequeo orificio del ciclor. Elsntoma es que la fragua no se calienta bien aunque haya buenapresin de gas.
Durante el uso a v
