Cara Membuat Tungku Pandai Besi (Forge) Arang dan Gas dari Bata Tahan Api

Tungku pandai besi (forge) yang awet dibuat dari bata tahan api SK-34 atau SK-36 di sisi yang terkena api, atau dicor dengan castable, lalu dibungkus lapisan isolasi agar panas tidak terbuang. Untuk forge gas ukuran bengkel kecil, satu kotak tungku cukup dengan sekitar 40 fire brick standar, sedangkan forge arang meja sekitar 35 bata. Berikut pilihan desain, material, contoh ukuran, dan hal keselamatan yang perlu diperhatikan.

Forge Arang atau Forge Gas?

Keduanya sama-sama memanaskan baja sampai warna kuning-oranye untuk ditempa, biasanya di kisaran 1.000–1.200°C, dan lebih tinggi lagi saat las tempa (forge welding). Perbedaannya ada pada bahan bakar dan bentuk ruang panas:

Aspek	Forge arang	Forge gas (LPG)
Bentuk	Meja terbuka dengan cekungan api (firepot)	Kotak atau tabung tertutup dengan lubang depan
Pasokan udara	Blower lewat pipa di bawah atau samping bara	Burner atmosferik (venturi) atau burner blower
Kelebihan	Panas bisa dipusatkan, bahan bakar mudah didapat	Lebih bersih, suhu lebih stabil, mudah diatur
Hal yang perlu diwaspadai	Asap, percikan bara, abu	Kebocoran gas, karbon monoksida dalam ruang tertutup

Material yang Dipakai

• Fire brick SK-34 (suhu kerja maks. ±1.350°C, Al2O3 25–30 %) untuk forge yang dipakai menempa biasa.
• Fire brick SK-36 (±1.500°C, Al2O3 38–45 %, CCS 220–240 kgf/cm²) bila sering dipakai las tempa atau dipakai berjam-jam setiap hari. Lebih padat dan tahan benturan benda kerja.
• Castable sebagai alternatif bata, misalnya RCH-17 (suhu kerja kontinu 1.300°C) atau RCH-16S (1.450°C), dicor dalam cetakan sehingga sudut-sudutnya tanpa sambungan. Lantai forge gas sering terkena tetesan fluks boraks yang menggerus refractory, jadi buat lantai yang mudah diganti.
• Isolasi: insulating castable SUPER SIC 1300 (kerja ±1.200°C) atau insulating brick B-1/C-1 di belakang fire brick. Bahan isolasi ini tidak untuk sisi yang tergesek benda kerja atau terkena fluks.
• Mortar: air setting mortar SUPER atau refractory mortar SK-34, tebal sambungan 1–3 mm.
• Mouldable SUPER (box 25 kg) yang dipadatkan dengan cara dipukul, praktis untuk membentuk cekungan firepot forge arang atau menambal bagian yang terkikis.
• Rangka plat atau besi siku, pipa baja hitam, blower dengan pengatur bukaan, regulator dan selang LPG yang sesuai standar.

Contoh 1: Forge Gas Kotak dari Fire Brick

Contoh ini untuk menempa pisau, pahat, dan benda kerja kecil. Ukuran hanya contoh dan bisa disesuaikan dengan panjang benda kerja Anda.

• Ruang dalam: lebar 15 cm × tinggi 13 cm × panjang 30 cm.
• Dinding, lantai, atap, dan dinding belakang: satu lapis fire brick tebal 114 mm.
• Bukaan depan sebagian ditutup bata lepas agar bisa diatur sesuai ukuran benda kerja.

Hitungan bata. Ukuran luar kotak = (0,15 + 2 × 0,114) × (0,13 + 2 × 0,114) × (0,30 + 2 × 0,114) = 0,378 × 0,358 × 0,528 m = 0,0715 m³. Dikurangi ruang dalam 0,15 × 0,13 × 0,30 = 0,0059 m³, volume pasangan = 0,0656 m³. Satu bata standar 230 × 114 × 65 mm plus sambungan 2 mm bervolume 0,232 × 0,116 × 0,067 = 0,001803 m³. Jadi 0,0656 / 0,001803 ≈ 36 bata, ditambah cadangan potong 10 % menjadi sekitar 40 bata.

Hitungan isolasi. Bila kotak bata dibungkus insulating castable 5 cm di dalam rangka plat, volume isolasinya = 0,478 × 0,458 × 0,628 − 0,0715 ≈ 0,066 m³. Dengan pendekatan ±1.150 kg/m³ (dari bulk density SIC 1300 1,05–1,25), kebutuhannya sekitar 76 kg atau 8–9 sak 10 kg. Hitung ulang untuk ukuran Anda di kalkulator refractory.

Lubang Burner

Secara umum, lubang burner dibuat di dinding samping atau atap dengan arah sedikit menyamping (tangensial) supaya nyala api berputar di dalam ruang dan tidak langsung menyembur ke satu titik benda kerja. Ujung burner diposisikan kira-kira rata dengan permukaan dalam lubang, tidak menjorok masuk ke ruang panas agar tidak cepat rusak. Ukuran nozzle, jet gas, dan tekanan sebaiknya mengikuti petunjuk pembuat burner atau teknisi gas yang berpengalaman.

Contoh 2: Forge Arang Meja

1. Siapkan meja plat baja misalnya 60 × 90 cm dengan kaki kokoh, tinggi kerja kira-kira setinggi pergelangan tangan saat berdiri.
2. Lapisi seluruh permukaan meja dengan fire brick rebah: 0,54 m² × ±37 bata per m² ≈ 20 bata.
3. Di tengah, sisakan lubang untuk pipa udara dari bawah (bottom blast) yang ditutup plat berlubang sebagai saringan bara, dengan tutup buang abu di bagian bawah pipa.
4. Bangun dinding rendah dari bata rebah dua lapis di tiga sisi area api sekitar 40 × 50 cm. Keliling tiga sisi 1,4 m dibagi 0,232 m ≈ 6 bata per lapis, dua lapis 12 bata.
5. Bentuk cekungan firepot sedalam 10–15 cm dengan mouldable atau castable di atas lapisan bata.
6. Pasang blower dengan katup pengatur agar besarnya bara bisa dikendalikan.

Total forge arang ini sekitar 32 bata, dengan cadangan menjadi ±35 bata. Pipa udara wajib dari baja hitam, bukan pipa galvanis, karena lapisan seng yang terbakar menghasilkan uap beracun.

Langkah Pemasangan dan Pengeringan

1. Rakit rangka dan pastikan rata. Letakkan di atas lantai tidak mudah terbakar (beton atau tanah).
2. Pasang fire brick dengan sambungan tipis 1–3 mm, susun saling silang agar sambungan tidak segaris. Panduan teknik pemasangannya ada di artikel cara memasang bata tahan api.
3. Bila memakai castable, aduk dengan takaran air sesuai TDS, padatkan, dan biarkan mengeras minimal 24 jam sebelum cetakan dibuka.
4. Cor atau pasang lapisan isolasi, tutup dengan plat.
5. Keringkan bertahap: diamkan 1–3 hari, lalu nyalakan api kecil beberapa kali dengan durasi dan suhu yang dinaikkan perlahan sebelum dipakai pada suhu tempa penuh. Untuk castable, ikuti prinsip di jadwal dry out castable.

Catatan Keselamatan Bengkel Tempa

• Karbon monoksida. Forge gas maupun arang menghasilkan CO. Gunakan di bengkel dengan ventilasi silang yang baik atau di area terbuka beratap. Pertimbangkan detektor CO bila bekerja di ruang semi-tertutup.
• Gas LPG. Tabung diletakkan beberapa meter dari forge, tegak, dan tidak terkena panas. Cek kebocoran sambungan dengan air sabun, bukan dengan api. Tutup katup tabung setiap selesai bekerja.
• Jarak dari bahan mudah terbakar. Jauhkan kayu, kain, oli, cat, dan bensin. Siapkan APAR dan ember pasir.
• APD. Kacamata pelindung saat menempa dan menggerinda, sarung tangan kulit, apron kulit, sepatu tertutup, pakaian katun (bukan sintetis). Saat memotong bata, gunakan masker debu karena debu bata mengandung silika halus.
• Panas radiasi. Mulut forge gas memancarkan panas dan cahaya kuat. Jangan menatap ke dalam ruang panas terlalu lama.

Pertanyaan Umum (FAQ)

Grade bata apa yang cocok untuk tungku pandai besi?

SK-34 sudah memadai untuk menempa biasa. SK-36 lebih disarankan untuk pemakaian harian yang lama atau las tempa. Bandingkan grade lain di artikel grade SK bata tahan api.

Mengapa forge gas dari fire brick lambat panas?

Fire brick padat menyerap panas cukup banyak sebelum ruang dalam mencapai suhu tempa. Ruang dalam yang tidak terlalu besar dan lapisan isolasi di luar bata akan mempersingkat waktu pemanasan.

Bolehkah memakai semen biasa untuk merekatkan bata forge?

Tidak disarankan. Semen-pasir biasa akan retak dan rontok setelah beberapa kali dipanaskan. Gunakan refractory mortar atau air setting mortar dengan sambungan tipis.

Apakah lebih baik dicor castable daripada disusun bata?

Castable tanpa sambungan dan bisa dibentuk bebas, sedangkan bata lebih mudah dibongkar dan diganti. Untuk bengkel kecil, keduanya sama-sama bisa dipakai.

Sedang merancang forge untuk bengkel Anda? Kirim sketsa, ukuran ruang dalam, dan jenis bahan bakar ke WhatsApp 0821-5198-5776 atau melalui halaman minta penawaran. Tim kami siap membantu menghitung kebutuhan bata, castable, dan isolasinya secara gratis.