Forja

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Ferreiro forjando.

Forja pode se referir ao forno utilizado para aquecer metais a serem trabalhados por um ferreiro[1], ao conjunto de instrumentos utilizados pelo ferreiro[2][3], à oficina em que metais são forjados por um ferreiro[4][5], ao local aonde metais são fundidos e moldados[2], ou mesmo aos próprios processos de redução direta do minério de ferro e forjamento de peças metálicas[6][7][8].

O processo de forjamento por meio da forja é ainda parecido com aquele consagrado na Idade Média[9], segundo o qual o metal deve ser aquecido, martelado sobre uma bigorna e, ao fim, temperado em líquido.

O processo de redução do minério de ferro, tanto na forma direta ou indireta, emprega fornos que podem ser chamados de forjas, porém a nomenclatura está mais associada ao processo de redução direta, cuja etapa de refino é realizada unicamente por forjamento[10].

Etimologia[editar | editar código-fonte]

O termo forja vem do francês antigo forge, forma derivada de faverge, que remete ao lugar onde se trabalha o metal[11][12]. Por sua vez, o termo faverge provém do latim fabrica[11][12], que tanto pode se referir a “oficina”[13], quanto “ofício” ou “arte”[14].

Combustíveis[editar | editar código-fonte]

Lenha[editar | editar código-fonte]

Até à idade média era comum que ferreiros europeus trabalhassem em fornos alimentados por lenha[15], os quais, porém, não atingiam as mesmas temperaturas que aqueles alimentados por carvão[16][8], combustível mais caro à época[15].

Carvão[editar | editar código-fonte]

A forja a carvão é o forno tradicionalmente associado ao trabalho com metais[17][18]. Sua estrutura é normalmente construída em ferro fundido[19] ou material refratário e inclui um alcaraviz por onde passa o ar soprado por um insuflador, como um fole ou uma ventoinha elétrica[20]. Contudo, no passado, não era raro que forjas a carvão fossem construídas com pedras comuns ligadas por barro, ante a indisponibilidade de material refratário adequado[15].

As temperaturas atingidas pelo carvão permitiram a deformação de metais com alto ponto de fusão[15][21], o que levou as forjas a utilizar este combustível em substituição à lenha. Todavia, o tipo de carvão utilizado nas forjas foi alterado com o tempo, por força de crises no abastecimento de determinado tipo e o constante desenvolvimento de novos processos de forjamento e fundição de metais.

O carvão vegetal foi o primeiro substituto da lenha, mas não atingia temperaturas suficientemente altas para a fundição do minério de ferro, o que demandava a criação de etapas intermediárias na produção de ferro e aço[8]. Isto, contudo, não impediu que o carvão vegetal fosse amplamente utilizado ao ponto de se tornar absurdamente escasso[8].

Assim, o carvão mineral passou a ser empregado no lugar do carvão vegetal, mas a concentração de enxofre neste combustível se provou inconveniente, pois gerava produtos metálicos frágeis[8]. Este problema somente veio a ser superado com a introdução do processo de coqueificação do carvão mineral[8], que resultou na produção do combustível mais utilizado em forjas até hoje[22], o coque.

Gás[editar | editar código-fonte]

As forjas à gás são aquelas que empregam gás natural, propano ou gás liquefeito de petróleo[23] para criar a chama que aquecerá o metal a ser forjado e normalmente são construídas a partir de um tambor cilíndrico de metal revestido de material refratário, um queimador e um botijão contendo o gás escolhido[18]. Em alguns casos, o botijão é substituído por um ponto de gás encanado a fim de evitar que a temperatura do cilindro diminua devido à insuficiência de gás[18].

O emprego de gases na forja é indicado a forjadores principiantes pela facilidade que propicia no controle do calor[18]. Porém, a opção apresenta desvantagens, tais como a dificuldade em aquecer partes específicas do material a ser trabalhado[18] e o custo do combustível[24][25][26].

A frio[editar | editar código-fonte]

Em verdade, a “forja a frio” consiste em uma técnica de forjamento, que emprega pressão mecânica calculada para dar forma a ligas leves de metal[27] abaixo de sua temperatura de cristalização (que pode variar da temperatura ambiente – dispensando combustíveis – até centenas de graus celsius)[28][27]. Um método comumente utilizado é o da impressão de forjamento em matriz, no qual o metal é fechado em um molde ligado à uma bigorna sobre a qual é vigorosamente lançado um martelo[27].

As peças forjadas a frio não necessitam de trabalhos de acabamento e por isso são mais baratas que aquelas forjadas sob calor intenso, além de mais resistentes porque não foram submetidas a estresse térmico e à alteração da estrutura do material em grão[28][27]. Contudo, peças em prata, ouro, cobre e latão necessitarão de recozimento antes de serem forjadas a frio[29].

Tipos de Forja[editar | editar código-fonte]

Forno de Lupa[editar | editar código-fonte]

Os fornos de lupa são os mais antigos modelos de forjas utilizadas na redução direta do minério de ferro. Estes fornos eram construídos em pedra ou barro[30][31] sobre um buraco retangular, circular ou semi-circular cavado na terra, com alcaravizes laterais feitos de argila[32] para entrada do ar pela força do vento, abano ou insuflador[10], e dentro do qual eram depositados o minério de ferro e carvão vegetal.

A produção de ferro[33] e aço[8] por meio destes fornos ocorria em três etapas[10]. Na primeira, o minério de ferro era submetido ao processo de redução direta que lhe transformava em lupa, a massa esponjosa composta de ferro com baixo teor de carbono e escória. Em seguida, a lupa era retirada por um orifício no fundo do forno e seguia para refino por forjamento. Por fim, o metal refinado era forjado novamente para adquirir sua forma final (forjamento secundário).

Segundo registros históricos, este tipo de forja lograva produzir pouco mais de 100 toneladas de ferro dúctil em barras por ano, apenas[34].

Vale mencionar que, ao longo do tempo, especialistas atribuíram denominações diversas a este tipo de forja: fornos primitivos, fornos rústicos, baixos-fornos, fornos de cadinho, fornos de galícia, e, inadequadamente, forja catalã[6][10]. Contudo, a denominação “forno de lupa”, surgida da tradução do inglês bloomery furnace, tem a vantagem de referir-se mais claramente ao produto da redução direta.

Forja Catalã[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Forja Catalã

A “forja catalã” era um estabelecimento dedicado à redução direta do minério de ferro e à produção de ferro e aço[35] que empregava um forno de pedra com 2 metros de altura, cujos insufladores de ar eram foles de couro acionados por trompas d'água[33][6][10].

Estas forjas criadas na região da Catalunha, Espanha, representaram um avanço tecnológico em relação aos fornos de lupa, uma vez que sua capacidade diária de produção era quase dez vezes maior[36][33]. Por este motivo, as forjas catalãs dominaram a produção de ferro na Europa do século XI ao século XV.

Ocorre que, com o surgimento dos altos fornos e do método de refino do ferro gusa, a indústria siderúrgica passou a preferir o processo de redução indireta do minério de ferro, aos poucos deixando de utilizar as forjas catalãs[8].

Forja de Refino[editar | editar código-fonte]

“Forja de refino” é um forno empregado na fase de refino do processo de redução indireta do minério de ferro, no qual o ferro gusa sofre descementação por meio de fusões adicionais, reações oxidantes e forjamento para retirada de impurezas, visando a produção de ferro forjado, ferro fundido ou o aço[37][10][8][33].

De fato, uma vez que os altos fornos não atingiam a temperatura necessária para fundir o metal, a utilização do ferro gusa (liga metálica com ponto de fusão mais baixo que o do ferro) era imprescindível à produção destes produtos[10]. Ocorre que a existência de etapas intermediárias alongava e encarecia o processo de redução indireta, o que permitia que as antigas forjas continuassem a ser concorrentes na produção de ferro e aço[8].

Por esta razão, no início do séc XIX, as forjas de refino foram dispensadas pela adoção do processo de pudlagem, que encurtava a redução indireta ao utilizar coque para atingir temperaturas mais altas em seus fornos. Posteriormente, contudo, o processo de pudlagem demonstrou ser incapaz de atender a crescente demanda por ferro e foi substituído pelo processo de Bessemer e pelo forno Siemens-Martin de produção de aço líquido[6][10].

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. «Forja - dicionário português: - Dicionário, tradutor, sinônimos de forja, definição e traduções de forja…». dicionarioportugues.org. Consultado em 2016-09-25. 
  2. a b «Forja». Michaelis On-Line. Consultado em 2016-09-25. 
  3. «Forja». Dicionario Online - Caldas Aulete. Consultado em 25-09-2016. 
  4. «Forja - dicionário português: - Dicionário, tradutor, sinônimos de forja, definição e traduções de forja…». dicionarioportugues.org. Consultado em 2016-09-25. 
  5. «Forja». Dicio - Dicionário Online de Português. Consultado em 2016-09-25. 
  6. a b c d Landgraf, Femando José G.; Tschiptschin, André P.; Goldenstein, Hélio. «Notas sobre a história da Metalurgia no país». www.pmt.usp.br. Consultado em 2016-09-25. 
  7. «Glossário». ri.usiminas.com. Consultado em 2016-09-25. 
  8. a b c d e f g h i j Melo, Malard, Antonio Augusto. (2009-01-01). "Avaliação ambiental do setor de siderurgia não integrada a carvão vegetal do Estado de Minas Gerais." (em pt-BR). PPGSEA - Mestrado profissional (Dissertações). Visitado em 25-09-2016.
  9. Meneghetti, Diego (05-09-2012). «Como uma espada é forjada?». Revista Mundo Estranho. Editora Abril. Consultado em 2016-09-25. 
  10. a b c d e f g h Maia, Rafael Rocha. (2014-05-09). "Análise de inclusões de escória em amostras arqueológicas da fábrica de ferro de Ipanema." (em pt-br). Dissertação (Mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais). Escola Politécnica - Universidade de São Paulo. DOI:10.11606/d.3.2014.tde-29122014-115425. Visitado em 25-09-2016.
  11. a b «Étimo da palavra FORJAR». origemdapalavra.com.br. Consultado em 2016-09-25. 
  12. a b «Forge». www.etymonline.com. Consultado em 2016-09-25. 
  13. «Fábrica». origemdapalavra.com.br. Consultado em 2016-09-25. 
  14. Garrison, Daniel H. «The Name "Fabrica"». www.vesaliusfabrica.com. Consultado em 2016-09-25. 
  15. a b c d Batata, Márcio (20-03-2015). «Tratamento térmico rudimentar para aço – Básico e sem frescura.». Instituto Defesa. Consultado em 2016-09-25. 
  16. «Carvoaria caseira para forja e afins - Versão para Impressão». www.bushcraftbr.com. Consultado em 2016-09-25. 
  17. «Ferreiro japonês forja facas da forma secular, com carvão e água.». www.eatinout.com.br. Consultado em 2016-09-25. 
  18. a b c d e «Forja com propano». www.mecanicaindustrial.com.br. Consultado em 2016-09-25. 
  19. «A OFICINA COMO LOCAL DE TRABALHO». arte-patrimonio.blogs.sapo.pt. Consultado em 2016-09-29. 
  20. «Como Forjar uma faca :: Compilação medieval». compilacaomedieval.webnode.com.br. Consultado em 2016-09-25. 
  21. «Como construir uma forja de carvão natural». eHow Brasil. Consultado em 2016-09-25. 
  22. Leme, Hugo de Almeida. . "A oficina da propriedade agrícola". Anais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz 2: 151–172. DOI:10.1590/S0071-12761945000100005. ISSN 0071-1276.
  23. «Como Fazer uma Forja para Metal». Wikihow.com. Consultado em 2016-09-25. 
  24. «Forja a gás ou carvão ? [Archive] - The Knife Network Forums : Knife Making Discussions». www.knifenetwork.com. Consultado em 2016-09-25. 
  25. «Forja a gás - Tutorial -». www.xilofilos.com. Consultado em 2016-09-25. 
  26. «Pequena forja». www.guiadomarceneiro.com. Consultado em 2016-09-25. 
  27. a b c d «Vantagens e desvantagens do processo de forjamento». www.manutencaoesuprimentos.com.br. 24-10-2012. Consultado em 2016-09-25. 
  28. a b «Forjamento a frio como processo em metalmecânica». www.manutencaoesuprimentos.cloudbr.net. 16-06-2010. Consultado em 2016-09-25. 
  29. «Forja, Forjar, Metal, Prata, Joalharia». www.heartjoia.com. Consultado em 2016-09-25. 
  30. Silva, Carlos Tavares da; Soares, Joaquina; Duarte, Susana; Covas, Ana Paula. «Inventário do Património Arqueológico de Odemira». www.atlas.cimal.pt. Comunidade Intermunicipal Alentejo Litoral. Consultado em 2016-09-25. 
  31. «Orada Velha - Portal do Arqueólogo». arqueologia.patrimoniocultural.pt. Consultado em 2016-09-25. 
  32. Proença, Alex (2007-07-15). «A produção negociada». Opinião Socialista. Consultado em 2016-09-25. 
  33. a b c d Faciaben, Marcos Eduardo. (2012-06-22). "Tecnologia siderúrgica no Brasil do século XIX: conhecimento e técnica na aurora de um país (o caso da Fábrica de Ferro de São João do Ipanema)" (em pt-br). Dissertação (Mestrado em História Social). Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo. DOI:10.11606/d.8.2012.tde-08112012-113010.
  34. Landgraf, Femando José Gomes; Araujo, Paulo Eduardo Martins (2014). A arquitetura do Alto forno e a biblioteca perdida de Ipanema. Anais do 14o Seminário Nacional de História da Ciência e Tecnologia [S.l.: s.n.] 
  35. BIEHL, Luciano Volcanoglo (2003). A ciência ontem, hoje e sempre (Canoas: ULBRA). p. 32. 
  36. Noldin Júnior, José Henrique (2002). Contribuição ao estudo da cinética de redução de briquetes auto-redutores (PDF). Dissertação (Mestrado em Engenharia Materiais e de Processos Químicos e Metalúrgicos) (Rio de Janeiro: Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro). pp. 16–23. 
  37. «Aplicação do ferro-gusa na indústria». www.manutencaoesuprimentos.com.br. Consultado em 2016-09-25. 
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