Deseno de fornos

Introducción

Combustibles e materiais

Principios de deseno

Construcción paso a paso

Fornos de Raku

Planos

 

A CONSTRUCCIÓN PASO A PASO

A primeira decisión que hai que tomar é donde vai ir, non é moi saudable que o forno vaia no mesmo espazo que donde traballamos, si temos opción é mellor situalo nun local anexo e ben ventilado. Nas fornadas sempre se enrarece o aire do local e si cocemos en reducción non digamos, a ventilación é fundamental. Imos seguir os pasos propios da construcción:
Cimentación.-
 Dependendo do forno que vaiamos  facer hai que ter en conta o seu peso, a maior parte dos fornos actuais son de chapa metálica por fora e fibra por dentro, é a combinación que menos pesa pero aínda asi si o forno é grande acabará collendo bastantes kilos, resulta convinte que as patas que soportan o peso da estructura metálica leven soldadas unhas chapas cuadradas de 10x10 ou 15x15 cm para que o apoio no chan non sexa únicamente polo perfil do tubo. Si o forno é de tiro invertido a chimenea deberá estar contemplada nesa estructura. Si o forno é de obra terá que levar algo de cimentación, sempre acorde co forno en cuestión; un forno grande pode pesar toneladas. Nestas dúas fotos podemos ver unha idea de cimentación para un forno mediano (algo máis de 500 litros), a base son viguetas colocadas a nivel e de momento nunca tiven problemas.

Si o chan é de terra non poderemos aplicar este exemplo, é mellor facer algo de cimentación. A teoria da cimentación di que hai tres tipos: periférica, armada e de grava. A periférica é facer os cimentos no perímetro do forno, si o forno é moi grande temos que lembrar que aínda que os muros pesan moito tamen a carga pesa e unha vez de facer cimentos non é cuestión de racanear; a cimentación armada leva unha placa de cemento con ferro no seu interior e a de grava leva un leito deste material. A miña recomendación é facer un pequeno furado onde vai ir o forno dus 25 cm de profundidade, reforzar o perímetro con viguetas ( é un material barato e compacto con varilla metálica no interior) ou algo de ferro e encher a parte central con cascotes, pedra, etc (pode ser unha boa oportunidade para desfacernos de restos do taller, pezas defectuosas e ese tipo de cousas), despois botamos unha pequena placa a nivel, cuns poucos centímetros bastará. Deste xeito temos cimentos de por vida.
Base.-
 Despois de facer a cimentación é cando escomenzamos o forno propiamente dito, para iso o máis recomendable é usar ladrillo compacto ou bloques refractários. Unha base que me dou bó resultado é unha primeira capa de ladrillo roxo macizo e por riba dúas de ladrillo refractário denso, pode parecer excesivo pero é que o cemento soporta moi mal o calor e debemos preservar a placa dos cimentos das altas temperaturas que vai soportar a cámara. Seguindo co exemplo de antes aqui podemos ver unha combinación de bloques refractários con ladrillo denso asentado con mortero refractário; os bloques van simplemente postos, non levan ningún tipo de cemento, un pouco atrevido, teño que recoñecer, pero case que dous anos despois siguen perfectamente. Si este caso fora sobre placa tería que levar unha capa máis de ladrillo.
Muros.-
 Si queremos levantar os muros de ladrillo deberemos saber algo de albañilería, parece fácil levantar unha parede recta, e si cadra o é, pero un forno leva catro e para colmo con porta, si contamos cun profesional mellor, pero terémoslle que advertir que o a xunta de morteiro é máis estreita que nun tabique de obra normal (5-6 mm. como moito). Nalgúns casos sobre esta base de ladrillo colocamos o "caixón" de metal que forraremos no interior de fibra, si é asi, nese caixón terán que ir xa os hocos para os queimadores e a saída da canle de evacuación. Con respecto a ese caixon de ferro eu recomendo pedir máis dun presuposto, é sorprendente a diferencia que pode haber dun taller a outro, si o forno é de tiro invertido o caixón levará a bóveda incorporada e iso a algúns talleres rómpelle os esquemas e esa rotura é moi habitual que se taduza en cartos.
Eu, nalgúns casos levanto tres ou catro filas en ladrillo e sobre iso coloco o caixón, nesas filas deixo os hocos necesarios pero é polo sistema raro que emprego de coción con queimadores de gas-óil, o inconvinte deste sistema é que esta parte baixa é menos aillante que o resto.
Si o interior vai ser de fibra teremos que traballar perfectamente pertrechados con mascarilla, gorro,  gafas e roupa vella, a fibra ten unha xustificada fama de nociva. ¿Que grosor?, eu sempre fixen os fornos con paredes de 15 cm de fibra (6 capas), naturalmente non ten que ser todo fibra da mesma calidade, eu coloco 10 cm de fibra de ata 1260ºC e os 5 cm de cara o lume dunha fibra de moi alta temperatura (1450 - 1500ºC) como se aprecia na fotografia. A colocación deitada deses 10 cm. iniciais é moi sinxela e aguanta perfectamente en pé sin necesidade de soportes, a medida que vaiamos colocando as dúas capas de cara o lume iremos asegurando con cuplós, esta tarefa é mellor facela entre dous, un dentro do forno e outro tensando desde fora, o interior do cuplo deberemos enchelo con anacos de fibra apretados no interior si non queremos que o espigo de aceiro refractário quede feito un desastre na primeira fornada, o espazo entre cuplós será sobre 40cm.
O hoco para os queimadores debe ser uns dous cm. maior en radio, este espazo resultará moi útil para a entrada de aire secundario, igualmente útil resultará un xeito de regulalo.
En fornos de leña a construcción do fogar é paralela ós primeiros tramos dos muros e non convén que sexa de fibra, para fogares resulta case que obrigatorio facelos en ladrillo denso.
Bóvedas.- Hai que recoñecer que a bóveda dun forno resulta moi suxerente, e facelas é un gustazo sobretodo cando quitamos a cimbra (o encofrado do arco) e vemos, aliviados, que aquelo non cae. Nos libros hai fórmulas abondas que nos falan de cómo calcular diversas partes dela pero hai algo que ninguén di ¿de que altura debe ser o arco en relación ó ancho?, esa altura chámase flecha e según parece pode ser como nos de o pálpito, por si alguén quere calcular o radio para facer a cimbra  a fórmula e:

Na práctica trazaremos o arco por medios máis mecánicos, un cordel por exemplo, a altura da flecha soe ser sobre 15-20 cm e algúns fornos teñen unha bóveda de media circunferencia polo que nos optaremos pola que máis conveña. Unha bóveda con moi pouca flecha da certa sensación de inestabilidade.
No tema dos arcos merece un apartado especial o arco catenario, eu recoñezo ser un namorado desa forma. Os fornos de arco catenario levan muros e bóveda na mesma construcción e non precisan reforzos xa que é autosoportable, para colmo permite unha circulación dos gases óptima para tiro invertido e reparte moi ben o calor, a súa construcción pode parecer máis complicada que un forno de muros e arco pero en realidade e xa que temos que facer obligatoriamente un soporte de madera ca forma, só temos que ceñirnos a ese encofrado, hai que ter a precaución de calzar cuns taquiños de madeira o encofrado, cando rematemos o arco só temos que quitalos e asi poderemos quitar o encofrado sin problemas. As proporcións dun arco catenario son unha incógnita que os libros non axudan a resolver, Olsen fala dunhas proporcións dun alto de entre 1 1/2 - 3 veces o ancho, mentras que Rhodes di que un alto igual ó ancho é a forma máis estable. A min ter un alto tres veces superior ó ancho paréceme demasiado alto, non só dende o punto de vista da construcción en sí senón mirando o bó funcionamento do forno, atá de agora os catenarios que fixen andan cunha relación de altura=1 - 1 1/2 veces o ancho, esta relación permítenos un interior (de carga útil) equilibrado. O xeito de trazar o arco é ben coñecido, unha vez que sabemos as medidas colocamos unha cadea entre dous puntos que nos darán o ancho e a deixamos caer atá a medida que nos de o alto marcado, a curva que describe é o arco invetido; para marcar ese arco é moi útil facer esa manobra sobre un tableiro de fimapán, despois a superficie do encofrado a podemos facer con tablex ou con listóns, unha advertencia, cando marquemos as medidas temos que ter en conta na medida definitiva os listóns (si os leva) e os taquiños que usaremos para calzalo. A secuencia podémola ver nas seguintes fotografías:

Paralumes - Muro deflector - Canle de evacuación.-
  Esta parte é mellor facela con ladrillo refractário denso (como mínimo) xa que vai soportar moito lume e ten que sustentar toda a carga, habitualmente ten un alto de dous ladrillos de canto (23 cm.). O espazo entre o paralumes e a parede da cámara soe ser duns 10 cm e con gas-oil é convinte algo máis de marxen chegando atá os 15 cm.. Na foto podemos apreciar a colocación dos ladrillos, vése unha rengleira central para suxeitar a base de carga. En fornos de tiro superior non hai nada diso, simplemente deixaremos sitio para que o combustible arda con folgura e suba pola cámara, esa folgura é dunha altura moi parecida a eses 23 cm standard aínda que en fornos medianos-pequenos esa altura é menor e rondará os 18cm. Unha  pregunta que xurde inevitablemente cando construimos fornos de tiro superior sobre estructura metálica é cómo colocar os queimadores xa que vemos no mercado fornos cas portillas do queimador lateráis e outros con portillas no inferior da base. Como soe pasar sempre a resposta é que depende. En calquera caso o forno funcionará, pero si colocamos os queimadores na base do forno, o lume entra vertivalmente  e si esa chama e longa sobrepasará a soleira; isto hai que telo en conta cando carguemos as pezas si non queremos achicharrar algunha peza que sobresaia. O sistema de queimadores no chán é usado en fornos pequenos, que a pesar do seu tamaño levan catro, a idea é que esta disposición non resulta idónea para queimadores de gran potencia, si  imos empregar queimadores potentes é mellor a disposición lateral.
Chimenea.-
Nos fornos de tiro invertido a chimenea é un aspecto moi importante e xa deberemos tela en conta nos cimientos, como xa vimos antes pola fórmula para calcular o seu alto é moi fácil que unha chimenea nestes fornos teña 2,5 - 3 m. de altura, iso significa concentrado moito peso concentrado en moi pouca superficie. A diferencia do resto do forno, a chimenea non vai soportar toda ela a mesma temperatura, como é fácil supoñer, a parte baixa será a parte máis quente e a temperatura vai decrecendo segun subimos en altura. O primeiro metro (ou algo máis si queremos curarnos en saúde) soe ser dunha construcción moi similar ó resto do forno, pero nos seguintes tramos non ten porqué levar a mesma construcción, incluso na parte final é moi habitual ver que está feita con tubo metálico. A que altura colocar o rexistro non é algo crucial, o iso parece si obsevamos diferentes planos de fornos, nalgúns incluso leva na canle de evacuación. Naturalmente, canto máis perto esté da cámara máis temperatura terá que soportar a placa que fai de rexistro, isto supón un problema xa que algúns materiais soportan mal os contrastes de temperatura, temos que pensar que a parte interna desa placa vai soportar toda a fornada mentras a parte externa estará a temperatura ambente, eso é moito choque térmico e o peor que nos pode pasar é que parta a placa no medio da fornada. Eu uso unha placa de cordierita (é fácil de cortar á medida e relativamente resistente) e a ranura do rexistro a coloco a 1,5 m. máis ou menos, xusto donde remata a bóveda, como se aprecia nesta fotografía.
Unha das ventaxas da cordierita é o fácil que se mecaniza, asi podemos furar sin problemas para poder colocar un tirador que poidamos accionar desde o frente. Por certo,en caso de rotura o máis normal é que esta sexa unha fenda que parta a placa en dúas, si é asi non temos porqué tirala, podémola coser con alambre de resistencia, curiosamente a partir de aqui é moi raro que volva a partir.

Podemos apreciar nestas fotos como é o sistema de cosido, facemos uns furados ós dous lados da fenda e o unimos con resistencia, pode parecer unha chapuza, e a verdade que a pinta é desastrosa, pero en realidade esta placa da foto leva máis de dous anos con estas trazas e sigue a cumplir a súa función.
Para ter un control efectivo do tiro deberemos colocar un sistema que nos marque a posición do rexistro, unha regla graduada por exemplo, isto seranos moi útil para ter unha referencia e asi poder repetir unha fornada.
Si o forno é de tiro superior a chimenea é un asunto bastante máis sinxelo, teño probado con éxito pezas torneadas de refractario, dun diámetro duns 12 cm. que funcionan moi ben. Como xa dixen antes eu son partidario de que este tipo de fornos leven chimenea e un rexistro para regulalo. Unha chimenea moi corta ou unha ausencia dela fai que o forno tenda a reducir e que a partir de 1200º C lle coste subir, chegando incluso a ser un tormento concluir a fornada. Podemos facer probas engadindo á chimenea un tubo metálico (dos usados nas estufas) e observar o seu efecto, o resultado soe ser que o forno tolera mellor a presión dos queimadores sin reducir á primeira de cambio.
En calquera caso e independentemente do tipo de tiro, si o forno está no interior deberá levar un sistema de evacuación dos gases que saen pola chimenea, xa non é unha cuestión de mellor ou peor funcionamento do forno senón un asunto de seguridade fundamental.

Porta.-
A porta é un tema complexo e que habitualmente supón un quebradeiro de cabeza. Afortunadamente ca fibra soluciónanse unha boa parte deses problemas. O peso e o bó encaixe, por exemplo.
Portas hai de moitos tipos e , como sempre, dependendo do tamaño e forma do forno optaremos polo modelo que mellor nos conveña. Nos fornos grandes (dos que un entra de pé pola porta, para entendernos) é moi habitual facer a porta cada vez cuns ladrillos numerados e despois recebalos cunha arxila basta; teño probado e a min persoalmente non me convence. A razón non é que sexa unha lata construir a porta de cada vez xa que é una operación na que tardamos uns poucos minutos (con ladrillos numerados) e pasan meses entre unha fornada e a seguinte, a razón é que resulta incongruente ter unha porta tan pouco aillada despois de tomarnos o traballo de aillar o resto do forno. Este tipo de portas tíña a súa razón de ser cando a construcción era de ladrillo refractario, aqui a porta seguia o mesmo modelo constructivo. A alternativa de usar ladrillo poroso para este tipo de portas é boa pero non duradeira, estes ladrillos destacan pola súa capacidade aillante pero non pola súa resistencia mecánica.
Hoxe en dia casi todos os fornos teñen porta de bisagra, excepto os de vagoneta nos que a porta vai incluida no frontal da propia vagoneta; agora ben, aínda que poda parecer que todas as portas son máis ou menos iguais, hai algunhas diferencias importantes. Unha dierencia importante é o perfil da porta, éste perfil determinará o tipo de anclaxe co forno.
Básicamente, hai dous tipos de perfís como se mostra nas figuras a/ e b/:

   

O tipo de perfil b é o máis usado, sobretodo na industria, dado que é menos liante que o modelo a. Suponse que no modelo b a porta xela perfectamente apretando os tensores; pero para que isto suceda (e non só cando esta novo o forrno) deberemos de fabricala cunha estructura de ferro de certa consistencia. Esta estructura soe ser un ángulo de ferro dunha sección duns 4 mm.,incluso en fornos pequenos (250l.). Eu prefiro a sección a, a pesar de que a súa contrucción implique mais complexidade tamén hai que decir que da mais marxe de erro, e co tempo podemos correxila por mais que a estrucctura acabe revirada.

Na construcción das portas manter a fibra firme é crucial, unha porta de 15 cm. de espesor e de certo tamaño ten unha boa cantidade de kilos de peso e debemos prever e evitar a tendencia natural da fibra a desplomarse; non bastará con anclala con cuplós senón que tamén deberemos soldar uns apoios na estructura metálica da porta. Nas seguintes fotografías pódese ver o sistema que uso:

Para lograr un axuste o mais perfecto posible resulta moi práctico facer un molde de madeira do hoco da porta, sin pasarnos de precisión xa que a fibra soporta moi mal o roce. Para unir a fibra á estructura metálica usaremos cuplós e donde non nos sexa posible usaremos o fio Kantal de resistencias. Para abrir e fechar a porta o mais común é soldar unhas bisagras ou uns pernios donde mellor se nos adapte; é preferible empregar un sistema de doble bisagra que de unha sóa bisagra. Nas seguintes figuras podemos ver a diferencia entre unha e outra. A doble bisagra ten a ventaxa de que nos permite enfocar mellor a porta no seu hoco.

Á hora de soldar a bisagra ao forno haino que facer nunha parte reforzada do mesmo, habitualmente na estructura. Isto é sinxelo nos fornos cuadrados, xa sexan de obra ou de chapa, pero nos de arco catenario non hai unha estructura donde amarrar asi que deberemos idear un sistema para suxeitala. No meu caso, ó ser un forno de gas-oil, teño que construir unha estructura na que colocar a turbina do aire e é nela donde soldo a porta, nas seguintes fotografías pódese apreciar esa solución

Para evitar que o peso da porta vaia soportado exclusivamente polas bisagras é recomendable soldar á porta un pé cunha roda.
Por último decir que aínda que o forma máis doada de construir unha porta é a rectangular, isto non vai ser sempre posible. Si o forno ten bóveda, e non digamos nos de arco catenario, e a porta é rectangular teremos problemas para cargar o derradeiro piso xa que non temos acceso á parte frontal, é decir á parte que queda entre a abertura superior da porta e a bóveda. Construir unha porta ca parte superior en arco da mais traballo pero agradecerémolo cada vez que carguemos o forno.

Voltar arriba