ROČNÍK/VOL. LXV
ROK/YEAR 2012
3
METALLURGIC AL
JOURNAL
O D B O R N Ý Č A S O P I S P R O M E TA L U R G I I A M AT E R I Á L O V É I N Ž E N Ý R S T V Í
PROFESSIONAL PERIODICAL FOR METALLURGY AND MATERIAL ENGINEERING
W W W. H U T N I C K E L I S T Y. C Z
ISSN 0018-8069
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Vydavatel
OCELOT s.r.o.
Pohraniční 693/31
706 02 Ostrava-Vítkovice
IČO 49245848, DIČ CZ49245848
Registrace v obchodním rejstříku Krajského
soudu v Ostravě, oddíl C, vložka 30879
Redakce, kontaktní adresa
OCELOT s.r.o.
Redakce časopisu Hutnické listy
areál VŠB – TU Ostrava, A 534
17. listopadu 15/2127
708 33 Ostrava-Poruba
www.hutnickelisty.cz
www.metallurgicaljournal.eu
Vedoucí redaktor
Ing. Jan Počta, CSc.
 596995156
e-mail: [email protected]
[email protected]
Redaktorka
Jaroslava Pindorová
e-mail: [email protected]
Redakční rada
Předseda:
Prof.Ing. Ľudovít Dobrovský, CSc., Dr.h.c.,
VŠB-TU Ostrava
Členové:
Ing. Michal Baštinský, EVRAZ VÍTKOVICE
STEEL, a.s.
Ing. Karol Hala, U.S. Steel Košice, s.r.o.
Prof. dr. hab. inž. Leszek Blacha,
Politechnika Šląska
Prof. dr. hab. inž. Henryk Dyja, Politechnika
Częstochowska
Prof. Ing. Vojtěch Hrubý, CSc. Univerzita
obrany
Ing. Henryk Huczala, TŘINECKÉ
ŽELEZÁRNY, a.s.
Prof. Ing. František Kavička, CSc., VUT
v Brně
Ing. Ludvík Martínek, Ph.D., ŽĎAS, a.s.
Prof. Ing. Karel Matocha, CSc.,
MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ
VÝZKUM s.r.o.
Ing. Radim Pachlopník, ArcelorMittal
Ostrava, a.s.
Prof. Ing. Ľudovít Pariľák, CSc., ŽP VVC
s.r.o.
Ing. Jiří Petržela, Ph.D., VÍTKOVICE
HEAVY MACHINERY, a.s.
Ing. Jaroslav Pindor, Ph.D., MATERIÁLOVÝ
A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o.
Ing. Vladimír Toman, Hutnictví železa, a.s.
Prof. Ing. Karel Tomášek, CSc., TU
v Košiciach
Grafika záhlaví a podkladu
na titulní straně
Miroslav Juřica,
e-mail [email protected]
Tisk
T-print s.r.o., Průmyslová 1003, 739 65
Třinec
Registrační číslo
MK ČR E 18087
Mezinárodní standardní číslo
ISSN 0018-8069
Odborný časopis pro metalurgii a materiálové inženýrství
.
Obsah
materiálové inženýrství
Ing. Martin Dulava
Vliv velikosti austenitického zrna žáruvzdorných slitin na jejich
svařitelnost
3
koroze
Ing. Zita Drozdová, Ing. Petr Kijonka
Náchylnost hliníkových slitin k bodové korozi ověřená pomocí
cyklické polarizace
8
zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Ing. Stanislava Hlebová, prof. Ing. Ladislav Pešek, CSc., Ing. Tomáš
Kandra
Deformačné charakteristiky oceľových plechov v lokálnej a
globálnej oblasti použitím videoextenzometrie pri statickej skúške v
ťahu
Ing. Stanislava Hlebová, prof. Ing. Ladislav Pešek, CSc.
Kinetika procesu trhania tenkých oceľových plechov pri statickom
zaťažovaní
Ing. Jiří Pavlovský, Ph.D., prof. Ing. Zdeněk Klika, CSc., Mgr. Martin
Mucha, Ph.D., Ing. Michal Ritz, Ph.D., RNDr. Václav Slovák, Ph.D.
Studium interkalátů sodného montmorillonitu s Al-polykationty
14
19
23
počítačová simulace, výpočetní metody
Ing. Petr Kotas, Ph.D., prof. Jesper Henri Hattel, Ph.D., Ing. Zdeněk
Carbol
Numerická simulace a optimalizace charakteru tuhnutí a pásmových
vycezenin v ocelovém odlitku nosného kruhu
32
ekonomika, organizace, řízení
Ing. Ivan Dlugoš, Ph.D.
Teoretické prístupy a praktické skúsenosti v riadení ľudských
zdrojov v priemyselnej sfére
Ing. Petr Besta, Ph.D., Ing. Kamila Janovská, Ph.D., doc. Ing. Šárka
Vilamová, Ph.D., Ing. Bc. Lukáš Hula
Princip stanovení výše pojistné zásoby v průmyslovém podniku
42
48
hutní výroba v ČR a SR
52
z hospodářské činnosti podniků
54
ze spolkové činnosti a odborných akcí
59
ze života škol
60
historie hutnictví
62
recenze
73
konference
75
hutnictví ve světě
77
Odborný časopis pro metalurgii a materiálové inženýrství
Hlavní články v časopisu jsou uváděny
v českém, slovenském nebo anglickém
jazyce.
Časopis vychází 6x ročně. Cena
jednotlivého čísla 200,-- Kč. K ceně se
připočítává DPH. Roční předplatné
základní 1190,- Kč, studentské 20 %
sleva proti potvrzení o studiu.
Předplatné se zvyšuje o poštovné
vycházející z dodávek každému
odběrateli. Předplatné se automaticky
prodlužuje na další období, pokud je
odběratel jeden měsíc před uplynutím
abonentního období písemně nezruší.
Objednávky na předplatné přijímá
redakce. Informace o podmínkách
publikace, inzerce a reklamy podává
redakce.
Za původnost příspěvků, jejich věcnou
a jazykovou správnost odpovídají
autoři. Podklady k tisku redakce
přijímá
v elektronické
podobě.
Recenzní posudky jsou uloženy
v redakci. Žádná část publikovaného
čísla nesmí být reprodukována,
kopírována nebo elektronicky šířena
bez písemného souhlasu vydavatele.
© OCELOT s.r.o., 2012
ISSN 0018-8069
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
C o n t e n t
Material Engineering
Dulava, M.
Effect of Austenitic Grain Size of Heat Resistant Alloys on
Weldability
3
Corrosion
8
Drozdová, Z.- Kijonka, P.
Pitting Corrosion Susceptibility of Aluminium Alloys Verified by
Cyclic Polarization
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hlebová, S. - Pešek, L. - Kandra, T.
Deformation Characteristics of the Tensile Specimens of Steel
Sheet in Local and Global Area Using Videoextensometry
Hlebová,S. - Pešek, L.
Kinetics of tearing process of thin steel sheets under static loading
Pavlovský, J. - Klika, Z. - Mucha, M. - Ritz, M. - Slovák,V.
Study of Sodium Montmorillonite Intercalates with Al-polycations
14
19
23
Computer Simulation, Computing Methods
Kotas, P. - Hattel, J. H. - Carbol, Z.
Numerical Modeling and Optimization of Thermal Behavior and Asegregates in a Load-carrying Steel Ring Casting
32
Economy, Organization, Management
Dlugoš, I.
Theoretical approaches and practical experience in human
resources management in industry
Besta, P. - Janovská, K. - Vilamová, Š. - Hula, L.
The Principle of Determination of the Buffer Stock Value in an
Industrial Company
Časopis zařazen Radou vlády ČR pro
výzkum a vývoj do seznamu recenzovaných
neimpaktovaných
periodik
vydávaných
v ČR.
Hlavní články jsou evidovány v mezinárodní
databázi
METADEX
a
ILLUSTRATA
TECHNOLOGY, obě spravované firmou
ProQuest, USA.
Abstrakty hlavních článků jsou evidovány
v české, slovenské a anglické verzi na
webových stránkách Hutnických listů.
Dodavatelé příspěvků ve všeobecné informační části:
● Hutnictví železa, a.s. ● VŠB-TU Ostrava ● ÚFM Akademie věd ČR, VUT Brno ● Ing. Dr. Bohumil Tesařík
● Dopisovatelé ● Redakce
Inzerenti a objednatelé reklamy:
● MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o.
42
48
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Materi álové inženýrství
Material Engineering
materiálové inženýrství
Vliv velikosti austenitického zrna žáruvzdorných slitin na jejich svařitelnost
Effect of Austenitic Grain Size of Heat Resistant Alloys on Weldability
Ing. Martin Dulava, S+C ALFANAMETAL s.r.o., koncern, Tršice
Předložený příspěvek je zaměřen na objasnění souvislosti mezi makrostrukturou žáruvzdorných slitin a jejich
svařitelností. Objasňuje příčinnou souvislost mezi austenitickou strukturou slitiny a její použitelností při vysokých
teplotách a dále také závislost velikosti austenitického zrna na obsahu niklu jakožto výrazného austenitotvorného
prvku. Zejména zdůrazňuje špatnou svařitelnost těchto slitin v důsledku jejich nízké tažnosti. Nízká tažnost je zde
představena jakožto vlastnost, která je vyžadována například při použití vertikálně zavěšených potrubních systémů
v petrochemických pecích a která je často doplňkově snižována pomocí mikrolegujících prvků. Nízká tažnost ale
také značně snižuje svařitelnost zejména těch žáruvzdorných slitin, které jsou mikrolegovány. To vyvolává nutnost
znát zvláštnosti výroby odlitků z nich vyrobených i specifika samotného procesu svařování. V petrochemických
aplikacích jsou používány odstředivě lité trubky v kombinaci s fitingy různých tvarů, které jsou odlévány staticky.
Makrostruktura těchto fitingů je značně rozdílná podle podmínek nukleace při tuhnutí, a to i v rámci jednoho
samotného odlitku. Schopnost ovlivnit tuto mikrostrukturu umožňuje vyvarovat se budoucích problémů při
svařování. Zde má autor na mysli zejména velmi omezenou možnost opravy nevyhovujících svarových spojů
v podmínkách rafinerie, zejména nachází-li se tento nevyhovující spoj ve špatně přístupném místě. Jestliže se
svařováním spojují fitingy s odstředivě odlévanými trubkami, problémy s kvalitou spojů bývají spíše výjimkou. Jsouli však navzájem svařovány staticky odlévané fitingy, může nastat problém, který způsobuje rozdílná velikost
austenitického zrna na obou stranách svarového spoje, přičemž významnou roli zde sehrává i samotná velikost zrna.
Zkoušky provedené při výrobě fitingů za použití chladítek v oblastech budoucích návarů ukázaly, že velikost
austenitických zrn i rozdíl v geometrii návarových konců přímo ovlivňují výslednou kvalitu svarového spoje.
The presented paper focuses on better understanding of relationship between macrostructure of heat resistant
materials and weldability. It explains causal correlation between austenitic alloy structure and its degree of use at
high temperatures. It also highlights the relationship between an austenitic grain size and nickel content, an
important austenitic element. It emphasizes unsatisfactory degree of weldability of these alloys, caused by a low
ductility. The low ductility is presented here as a physical property required for instance in vertically attached tube
systems in petrochemical ovens. This property is often additionally deteriorated by use of micro alloying elements.
The low ductility complicates weldability, especially of those heat resistant alloys, which have been subjected to
micro alloying. Therefore, it is important to understand the peculiarities of casting processes as well as specifics of
any particular welding method. Petrochemical applications use tubes manufactured by centrifugal casting in
combination with fittings of various shapes, manufactured by static casting. The macrostructure of these fittings is
substantially different. This is caused by varying nucleation conditions during hardening process, even within
different parts of the fitting itself. Avoiding these problems by adjusting the microstructure limits future problems
during welding. Author points at limited chances of successful repairs of welded connections in petrochemical
refineries, when unsatisfactory welds happen to be in places difficult to access. Faulty weld connections are not too
common if fittings are attached to tubes manufactured by centrifugal casting. Nevertheless, if statically casted
fittings are to be welded, some complications should be expected. The problem is not only the different austenitic
grain size on both sides of the weld, but also the size of the grain itself. Tests conducted during manufacturing of
fittings using cooling devices in places of surfaces to be welded showed that austenitic grain size as well as
differences in geometry of edges to be welded had direct impact on quality of the weld.
Žáruvzdorné slitiny niklu, chromu a železa se vyznačují
austenitickou strukturou v celém intervalu teplot, ve
kterém se vyskytují. Znamená to, že při ohřevu na
teplotu použití, při setrvání na této teplotě, či při
ochlazení na teplotu pokojovou zůstává počet krystalů
tvořících slitinu v jejím objemu konstantní. Při ohřevu a
zpětném ochlazení tedy nedochází k rekrystalizaci a tím
ani ke změně rozložení atomů v mřížce. Mřížkové
3
Materiálové inženýrství
Material Engineering
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
poruchy běžně provázející rekrystalizaci nejsou proto
příčinou defektů v krystalech ani na hranicích mezi
nimi. Má-li být slitina žáruvzdorná, musí vedle
odolnosti proti korozi odolávat napětí při teplotách
použití. Přitom změna tvaru dané součásti, např. vlivem
působení gravitačních sil, je nežádoucí. A protože se v
průběhu životnosti součásti mění obousměrně teplota
v intervalu od teplot normálních po teploty nasazení v
opakovaných cyklech, musí být splněna podmínka
neměnnosti vnitřní struktury. Toto zajišťuje nikl, který
je ve slitinách niklu, chromu a železa austenitotvorným
prvkem a který společně s chromem a železem
spoluvytváří austenitickou matrici žáruvzdorné slitiny.
Shrneme-li tedy základní vlastnosti žáruvzdorných
materiálů, hovoříme zejména o maximální teplotě
použití dané slitiny a o jejích creepových
charakteristikách. Odolnost proti korozi je specifická
pro prostředí, ve kterém má být slitina použita.
Kupříkladu jiné požadavky budou kladeny pro součásti
mufle cementační pece než pro součásti nacházející se
pouze v oxidační atmosféře. Zcela specifickým
příkladem je potrubní systém v sálavé zóně
petrochemické pece, který slouží ke zplynění ropy před
její frakční destilací. Zvenčí je tento systém atakován
kyslíkem z přebytku spalovacího vzduchu, zevnitř je
napadán uhlíkem ze zplyňovaných organických
uhlovodíků, mechanicky je zatížen vlastní hmotností, a
to vše při teplotách vyšších než 1000°C. Jsou-li součásti
z žáruvzdorných slitin spojovány svarovými spoji, což
je způsob užívaný v petrochemických pecích, je třeba
mít na zřeteli jejich specifické vlastnosti, zejména pak
nízkou tažnost při pokojové teplotě. Autor článku si
klade za cíl objasnit vliv makrostruktury na svařitelnost
těchto materiálů.
1.
2/ plynové hořáky pecí
3/ mufle vakuových pecí
4/potrubní systémy petrochemických pecí, které tvoří
staticky odlévané fitingy a odstředivě odlévané
trubky; tento systém trubek a fitingů je zavěšen
komoře vytápěné plynovými hořáky.
Každý z výše uvedených druhů součástí má svá
specifika. Na příkladu staticky odlévaných fitingů a
jejich vzájemné svařitelnosti chce autor tohoto článku
představit roli velikosti austenitického zrna žáruvzdorné
slitiny.
2.
Faktory ovlivňující velikost
austenitického zrna
Na růstu austenitického zrna se největší měrou podílejí
tyto faktory:
- chemické složení slitiny
- podmínky nukleace
- geometrický faktor
Chemické složení žáruvzdorné slitiny je závislé na
teplotě, při které má být použita. Obecně platí, že se
vzrůstající teplotou použití slitiny roste obsah niklu v ní.
Pro vyšší teploty se volí materiály s vyšším obsahem
niklu a tím tedy i materiály, které mají větší austenitické
zrno než materiály určené pro teploty nižší.
Nukleace neboli vznik zárodků austenitických zrn jsou
závislé na míře podchlazení taveniny pod kritickou
teplotu nukleace. Při větším stupni podchlazení vzniká
zárodků více, než při podchlazení menším. Větší počet
zárodků určí konečný počet krystalů ve sledovaném
objemu.
Příklady použití žáruvzdorných slitin
Z žáruvzdorných slitin se vyrábějí součásti dynamicky i
staticky namáhané. Pro všechny aplikace platí nutnost
vysoké metalurgické čistoty, neboť mechanické
vlastnosti jsou vedle čistoty chemické stupněm mikro a
makročistoty významně ovlivňovány. Chemickou
čistotou má autor na mysli obsahy síry a stopových
prvků, mikro a makročistotou pak výskyt a morfologii
vměstků.
Geometrie staticky litého odlitku (ve stadiu odlévání) je
určena technologickými možnostmi, kterými jsou
zejména: materiál formy a jádra (formovací směsi,
nátěry forem a jader), způsob vtokování a nálitkování
(nálitky na odlitku či mimo něj), způsob odlévání
(spodní výlevkou pánve či tzv. čajníkovou výlevkou) a
v neposlední řadě též použitím chladítek ve formě, které
úzce souvisejí s předchozím bodem.
1.1 Dynamicky namáhané součásti
V souvislosti se všemi třemi výše uvedenými faktory
považuje autor článku za nutné zdůraznit, že všechny
žáruvzdorné materiály pro teploty použití vyšší než
900 °C vytvářejí velká austenitická zrna, není-li použito
ve slévárenské formě chladítek. Obr.1 zachycuje
makrostrukturu řezu stěnou fitingu (tvaru Y)
z žáruvzdorné slitiny s obsahem 32 % Ni, stěnu silnou
20 mm zde tvoří dva krystaly.
Mezi součásti namáhané dynamicky patří zejména
lopatky točivých strojů. Jsou to zejména:
1/ lopatky proudových motorů letadel
2/ lopatky plynových turbín paroplynových elektráren
3/ lopatky parních turbín
1.2 Staticky namáhané součásti
1/ rošty pecí tepelného zpracování
4
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Materi álové inženýrství
Material Engineering
Obr. 1 Makrostruktura žáruvzdorného materiálu (fitinek tvaru
ypsilon v řezu)
Fig. 1 Makrostructure of heat resistant alloy (section of Y-Piece)
Obr. 3 Trhliny na obou stranách spoje
Fig. 3 Cracks on both sides of the weld point
Protože se ve většině případů jednalo o svarové spoje ve
svařenci, který již byl téměř dokončen (obr.4), bylo nutno
svarové spoje vyřezat. Metodou anglicky nazývanou
buttering byl do míst chybějících návarových úkosů
nanesen navařením nový materiál. Tyto návary byly
následně obrobeny do tvaru standardního návarového
konce a posléze byly svarové spoje, původně neúspěšné,
zopakovány. To vše bylo provedeno celkem u dvaceti
čtyř spojů a protože bylo nutno nový materiál navařovat
při teplotě zajišťující vyšší tažnost materiálu, dělo se tak
při současném indukčním ohřevu [1]. Oprava vadných
spojů byla časově i finančně značně náročná. Na úvod je
nutno podotknout, že svarové spoje v podobné
kombinaci (velký a malý fitin tvaru Y) jsou ve výrobní
společnosti poměrně časté a nejsou (ani v minulosti
nebyly) spojeny s problémy, které tento případ popisuje.
Lze tedy shrnout: Žáruvzdorné slitiny jsou ze své
podstaty hrubozrné, jejich tažnost je s ohledem na
austenitickou strukturu nízká, ke zvýšení creepových
vlastností se často používá mikrolegování. Proto bývá
jejich svařitelnost obtížná, zejména v případech, kdy
nelze při svařování použít předehřev na teploty
zajišťující dostatečnou tažnost základního materiálu
v okolí svarového spoje.
3. Řešený případ
Při svařování fitinků běžných velikostí a tvarů, byl ve
společnosti, ve které autor článku pracuje, zaznamenán
výskyt trhlin v okolí svarových spojů. Protože se
jednalo o problém opakovaný, byla provedena analýza
příčin vedoucích k tomuto problému.
3.1 Prasklý svarový spoj
Po spojení dvou typů fitingů ze stejné žáruvzdorné
slitiny svařováním byla provedena penetrační zkouška
svarového spoje se zjištěním, že v jeho okolí (u slitiny,
která není žáruvzdorná by bylo namístě napsat v tepelně
ovlivněné oblasti) došlo k rozsáhlým pevnostním
trhlinám, které postihly obě strany spoje, tzn. na fitingu
větším i na fitingu menším. Spojovány spolu byly vždy
tři kusy fitingů tvaru Y. Svarové spoje včetně indikací
barevné penetrační zkoušky jsou vyobrazeny na obr.3.
Obr. 4 Svařenec fitingů s odstředivě litou rourou
Fig. 4 Weldment of Y-pieces and centrifugal casting tube
3.2 Žáruvzdorná slitina
Oba dva typy odlitků (fitinky tvaru Y) byly vyrobeny ze
stejné slitiny niklu, chromu a železa. Poměr
hmotnostních procent Cr/Ni je v této slitině roven
35/45. Daná slitina byla mikrolegována titanem, obsah
síry nepřesáhnul hranici 50 ppm, celkový obsah prvků
snižujících svařitelnot (Zn; Sn; Pb a As) nepřesáhnul
hranici 200 ppm, tzn. obsah každého z těchto prvků
nebyl vyšší než 50 ppm. V tab. 1 jsou uvedeny
mechanické hodnoty uvedené slitiny zjištěné ze
zkušebního klínu přilitého z jedné z taveb, z kterých
byly odlitky fitingů nality [2]. V tab. 2 je uvedeno
Obr. 2 Sestava fitingů ve svařenci
Fig. 2 Y-Pieces assembly
5
Materiálové inženýrství
Material Engineering
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
chemické složení uvedené slitiny, která nese označení
Centralloy® ET 45 Micro [3]. Zejména nízká tažnost
uvedené slitiny ztěžuje svařitelnost z ní staticky
odlitých fitinků.
Tab. 1 Mechanické hodnoty slitiny Centralloy® ET 45 Micro
Tab. 1 Mechanical properties of Centralloy® ET 45 Micro
Rp0,2
(MPa)
295
Rm
(MPa)
486
A
(%)
5
Z
(%)
7,5
Tab. 2 Chemické složení slitiny Centralloy® ET 45 Micro
Tab. 2 Chemical composition of Centralloy® ET 45 Micro
C …………………………..0,45
Si ………………………….1,60
Mn…………………………1,00
Cr …………………….….35,00
Fe ……………………… .16,00
Nb ……………… ………..1,00
Ti ………… .….mikrolegováno
Zr ……… …. …mikrolegováno
PVZ(1)….……... mikrolegováno
Ni(2) ………………….…(45,00)
(1)
(2)
prvky vzácných zemin
dopočet do sta procent
3.3 Příčiny problému
Porovnání geometrie návarových konců svárem spojovaných
fitinků
Fig. 5 Comparison of the desing of weld bevels and of wall
thickness
Obr. 5
Za možnou příčinu výše popsaného problému, který se
navíc vyskytoval opakovaně, byl vytipován rozdílný
tvar obou návarových konců. Rozdíl mezi nimi nebyl
v neobrobeném stavu patrný a navíc byl po obrobení
zřejmý až při jejich sesazení dohromady. Porovnání
výkresů obou odlitků vedlo k rozpoznání příčin
trvajících komplikací teprve poté, co byly oba tvary
překresleny ze dvou výkresů dohromady. Při porovnání
velkého a malého fitingu tvaru Y z hlediska rozměrů a
použitého složení slitin, a to z minulé či
současné produkce, bylo zjištěno, že v případě, který je
zde popisován, jsou dohromady svařovány takové
„větší“ a „menší“ fitinky tvaru Y, které nemají stejnou
tloušťku stěny. Vnitřní průměr obou dohromady
svařovanýh fitinků je stejný, vnější průměry menšího a
většího fitinku tvaru Y se liší. Rozdíly v geometrii obou
návarových konců jsou patrny z obr.5.
4. Podmínky svařování
K vytvoření svarového spoje bylo použito metody
GTAW pro vytvoření kořene svaru pomocí elektrody
UTP3545Nb a metody SMAW pro další svarovou výplň
při použití obalovaných elektrod METRODE HIGH
CARBON 35Cr-45Ni-1Nb. Kořen byl svařován bez
předchozího předehřevu, teplota mezi housenkami při
výplňovém svařování nepřesáhla 180°C. Chemické
složení elektrod Metrode i UTP odpovídá chemickému
složení slitiny Centralloy® ET 45 Micro. Při svařování
nebyl překročen tepelný příkon 1,5 kJ.mm-1 [4].
5. Řešení
Návarový konec většího z fitingů má tloušťku stěny
27 mm, návarový konec menšího pak 20 mm (měřeno
na výběhu menšího z úhlů návarových konců (18°,
respektive 15°). Vzhledem k materiálu formy a jádra
(oba typy fitingů byly vyráběny stejnou metodou, co se
týče použité formovací i jádrové směsi) lze usoudit, že
ve větším z návarových konců bylo akumulováno více
tepla po odlití, než v návarovém konci menšího fitingu,
a mohlo tak dojít k většímu nárůstu austenitického zrna
než u návarového konce menšího fitingu.
Pro zajištění stejné makrostruktury obou dohromady
svařovaných návarových konců bylo použito tvarových
chladítek, které byly přiloženy ke stávajícímu
modelovému zařízení a zaformovány v bezprostřední
blízkosti budoucího návarového úkosu fitingu.
Chladítka byla vyrobena odlitím z nelelegované oceli,
před zaformováním byla opatřena žáruvzdorným
nátěrem na bázi ZrSiO4. Chladítka po zaformování jsou
vyobrazena na obr.6
6
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Materi álové inženýrství
Material Engineering
Závěr
Experiment popisovaný v tomto článku dokázal
významný vliv velikosti austenitického zrna základního
svařovaného materiálu na kvalitu svarového spoje.
Zvýšený počet krystalizačních zárodků (díky použitým
tvarovým chladítkům) zvýšil počet zrn na obou stranách
svaru. Z původních dvou zrn tvořících stěnu na straně
fitingu s tloušťkou stěny 20 mm a tří zrn tvořících stěnu
na straně fitingu s tloušťkou stěny 27 mm vznikl více
než trojnásobek původního počtu zrn na obou stranách.
Za zmínku stojí porovnání tlouštěk stěn na obou
stranách spoje. Tento rozdíl (7mm), vztáhneme-li jej k
tlustší stěně, tvoří 26 % její tloušťky, vztáhneme-li jej
ke stěně tenčí, je to již 35 %. Rozdíl tlouštěk stěn a
rozdíl v počtu austenitických zrn jsou pak příčinou
vzniku pevnostních trhlin vzniklých při smršťování
svarového kovu. Naproti tomu při svařování fitingů se
stejným vnějším i vnitřním průměrem, kdy vzniká v
oblasti návarových konců stejný počet větších zrn na
obou stranách spoje, lze docílit svarového spoje
potřebné kvality bez použití chladítek, což dokazuje
dlouhodobá praxe. Kvalitní svarový spoj lze získat
oběma způsoby. Jednodušší však je přizpůsobit
konstrukci obou typů odlitků a obrobků vyrobených z
nich tak, aby jejich návarové konce měly při odlévání
stejnou geometrii i tloušťku stěny na obou stranách
svaru.
Tvarová chladítka ve formě, forma před aplikací zirkonového
nátěru
Fig. 6 Chill blocks in the mould, the mould before application of
heat resistant coat
Obr. 6
Fitingy vyrobené odlitím do forem výše popsaným
způsobem byly běžným způsobem svařeny. Svarový
spoj byl po kapilární zkoušce vyhodnocen jako
bezvadný. Ze svařence byl vyřezán vzorek obsahující
kromě svarového spoje taktéž části obou dvou
návarových konců. Obr. 7 znázorňuje makrostrukturu
uvedeného vzorku.
Článek vznikl v rámci řešení projektu Výzkum
faktorů ovlivňujících svařitelnost korozivzdorných
a žáruvzdorných slitin; č. projektu SCAM 060001
Obr. 7 Makrostruktura návarových konců a svarového spoje po
svaření
Fig. 7 Macrostructure of weld bevels and weld point after welding
Literatura
[1] Non conformity reports No.7/06 and No1/09
[2] Owerbeck, G.W., Schweißversuch Kollektor ET 45 Micro,
Alfana, Lindlar 2009, s.1
[3] S+C MATERIAL DATA SHEET: Centralloy® ET 45 Micro,
2001, s.2
[4] Test of weldability AA4703rev.2, int. dokument. s.1
Recenze: prof. Ing. Karel Matocha, CSc.
prof. Ing. Jaroslav Purmenský, DrSc.
Obr. 8 Mikrostruktura základního materiálu a svarového spoje
Fig. 8 Microstructure of basic and weld metal
_____________________________________________________________________________________________
7
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Koroze
Corrosion
koroze
__________________________________________________________________
Pitting Corrosion Susceptibility of Aluminium Alloys Verified by Cyclic
Polarization
Náchylnost hliníkových slitin k bodové korozi ověřená pomocí cyklické
polarizace
Ing. Zita Drozdová, Ing. Petr Kijonka, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie
a materiálového inženýrství, Ostrava
Absorption type air-conditioning systems use lithium bromide and other solutions. Lithium bromide type adsorption
air-conditioning systems provide good thermodynamic performance and are environmentally friendly. Stationary
adsorption heat exchanger systems are primarily fabricated from steel and copper alloys. Aluminium alloys are
used to fabricate lighter weight heat exchangers used in mobile transportation applications. The purpose of this
study was to evaluate corrosion behavior of selected heat exchanger aluminium alloys (modified AlMn1Cu) in
lithium bromide solutions. Cyclic potentiodynamic polarization measures the electrochemical reactions occurring
on a metallic electrode surface immersed in a selected electrolyte. This electrochemical characterization method
was used to determine the relative pitting corrosion resistance of selected aluminium alloys.
Jednou z možností ekologického a efektivního způsobu chlazení v průmyslových aplikacích nabízí absorpční
systémy využívající vodu jako chladivo a roztok bromidu litného (LiBr) jako absorpční činidlo.
Tepelné výměníky pro tyto aplikace jsou postaveny zpravidla z nerezových ocelí a mědi, tudíž veškeré publikace,
které se zabývají koroznímu působení LiBr v absorpčních systémech, se zaměřují právě na tyto materiály. Cílem této
práce bylo ověření korozního vlivu LiBr na slitiny hliníku typu AlMn1Cu, které se používají pro stavbu tepelných
výměníků bytových klimatizací, klimatizace automobilů apod. a dosud nebyly předmětem výzkumu v tomto směru
[1].
Potenciodynamická polarizační křivka změřená v uvažovaném prostředí poskytuje průběh elektrochemických reakcí
a popis korozních vlastností kovu nebo slitiny v široké oblasti potenciálů. Z důvodu náchylnosti hliníkových slitin k
důlkové korozi byly pomocí použité metody potenciodynamické polarizace sledovány údaje průrazového a
repasivačního potenciálu a plocha polarizační smyčky. Z naměřených hodnot průrazového a repasivačního
potenciálu nebyly patrné značné rozdíly mezi jednotlivými slitinami, výraznější odlišnosti byly zřejmé z určení
plochy hysterézní smyčky a z posouzení morfologie povrchu vzorků.
Lithium bromide (LiBr) solutions are widely used as a
refrigerant for absorption-type air-conditioning and
industrial drying systems due to its good
thermodynamic properties.
benign. Lithium bromide-water chillers are available in
two types: single and double effect.
Single effect absorption chillers use water as the
refrigerant and lithium bromide as the absorbent. The
strong affinity between water and lithium bromide
makes the adsorption cycle work [3]. Single effect
absorption chillers are mainly used in stationary
applications such as cooling buildings. Double effect
absorption chillers have two stages of generation to
separate the refrigerant from the absorbent [4].
Absorption machines are thermally activated, and for
this reason, do not require large amounts of mechanical
power to operate. Adsorption type machines may be
used where power is expensive or unavailable, and
where there is waste
heat available (e.g. gas,
geothermal or solar energy). Absorption machines
provide reliable and quiet cooling [2]. The refrigerantabsorbent pair (water-lithium bromide) offers good
thermodynamic performance and it is environmentally
[5]. Adsorption type heat exchangers, for stationary
applications, are commonly fabricated from copper and
mild steel alloys. Most of the corrosion studies for
lithium bromide adsorption systems have focused on
Lithium bromide solutions can lead to significant
corrosion of metallic components in absorption plants
copper and steel alloys. The purpose of this study was to
evaluate the pitting corrosion resistance of aluminium
alloys in lithium bromide solutions. The aluminium
alloys evaluated are commonly used for brazed
8
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Koroze
Corrosion
3H+ + 3e- → 3/2 H2
Typical cathodic reaction in a near neutral solution is
the water splitting reduction reaction:
2H2O(l) + 2e- → H2 + 2OH-
aluminium heat exchanger systems designed for mobile
or transportation applications.
1. Principle of potentiodynamic polarization
Anodic reaction: dissolution, oxidation, or corrosion of
aluminium:
Al → Al3+ 3e-
The rate of the anodic and cathodic reactions on a metal
surface immersed in an electrolyte solution is in
equilibrium at the open circuit potential (OCP) or free
corrosion potential (Ecor).
For determining the corrosion current icorr is sufficient to
plot area around the corrosion potential (the dissolution
potential).
Typical cathodic reaction in an acidic solution is the
reduction of H+ ions:
Fig. 1
Obr. 1
Polarisation curves of aluminium in an acidic electrolyte is the sum of electrochemical reactions (oxidation and reduction) [6]
Polarizační křivka hliníku v kyselém elektrolytu je součtem elektrochemických reakcí (oxidace a redukce)
One of the most common forms corrosion on aluminium
alloys exposed to aqueous environments is a form of
localized corrosion called pitting corrosion. Pitting
corrosion results from the breakdown of the native
passive oxide film on the surface of aluminium alloys.
The pitting potential is the electrochemical potential
above which pitting corrosion initiates on a passive
metal surface. When pitting corrosion forms on a
passive metal surface during an immersion corrosion
test, this shows that the OCP or corrosion potential is
greater than or equal to the pitting potential for that
metal. When the OCP or corrosion potential is lower
than (i.e. more active than) the pitting potential then
pitting corrosion does not occur [7]. The pitting
potential provides no useful information on the
propagation rate of corrosion pits [6].
Potentiodynamic polarization curves show the corrosion
current (or current density), of a metal surface in a given
electrolyte, as a function of the applied electrochemical
potential. (Figure 2) [9]. A typical experimental set-up
for potentiostatic and potentiodynamic experiments
consists of the following components (Figure 3):
Fig. 2 Anodic polarization curve with description [8].
Obr. 2 Anodická polarizační křivka s popisem.
9
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Koroze
Corrosion





Aqueous electrolyte solution at a controlled
pH.
Working electrode is the metal sample being
studied. Metallic dissolution (oxidation or
corrosion) reactions occur on the working
electrode surface.
Auxiliary or counter electrode is usually a
noble metal like platinum. An electrochemical
potential is applied across the working and
auxiliary electrodes.
Reference electrode. The working electrode
potential is measured relative to a standard
reference electrode.
Electrometer or high impedance voltmeter.
Used to measure the potential of the working
electrode relative to the reference electrode.

The impedance of these instruments must be
greater than 1 k-ohm to ensure that the
instrument has a negligible effect on the
measured corrosion current.
Potentiostat or potentiodyne. Establishes the
potential of the working electrode. The
potential between the working and auxiliary
electrodes is adjusted until the electrometer
indicates the desired potential for the working
electrode relative to the reference electrode.
Potentiostats may be adjusted to the desired
electrochemical potential. This potential is maintained
by feedback control from the reference electrode. The
measured corrosion current or current density is directly
proportional to the sample corrosion rate [10].
Fig. 3 The potentiostatic/dynamic-circuit/polarization-cell arrangement
Obr. 3 Schéma potenciostatu
2. Experimental procedure
controlled atmosphere brazing furnace atmosphere and
thermal profile. The aluminium working electrode area
exposed to the lithium bromide solution 1 cm2. All
samples were mechanically cleaned prior to testing. The
cleaning process consisted of wet grinding on 500 grit
SiC (silicon carbide) through 2400 grit SiC paper
followed by water rinsing and acetone degreasing.
The aluminium alloys tested were modified EN AW3003 (AlMn1Cu) alloys typically used to fabricate
brazed aluminium heat exchangers (Table 1). The alloys
were procured in 1 mm thick rolled sheets of H24
temper. The samples were run though a typical
Tab. 1 Chemical composition of tested aluminium alloys
Tab. 1 Chemické složení zkoumaných hliníkových slitin
sample 1
sample 2
sample 3
sample 4
sample 5
Si
0,10
0,50
0,60
0,30
0,60
Fe
0,25
0,35
0,70
0,20
0,24
Cu
0,60
0,75
1.00
0,80
0,36
Mn
1,20
1,20
1,80
1,40
1,50
Mg
0,30
0,05
0,03
0,02
0,01
Cr
0,05
0,06
-
10
Zn
0,05
0,01
0,10
0,05
0,01
Ti
0,10
0,10
0,10
0,10
0,15
Zr
0,05
0,20
-
Others
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
Al
remainder
remainder
remainder
remainder
remainder
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Koroze
Corrosion
The samples were tested in neutral pH (7,2), 54%
lithium bromide solutions of 950 ml at room
temperature (23°C). Solution was deareated by bubling
an inert gas (argon). Polarization sweeps were carried
out at scanning rate of 0,16 mV/s from starting point at
100 mV under OCP. Sweeps direction was changed
while current density [J] reached 5 mA/cm2.
Potentiodynamic polarization curves (Figure 4) were
obtained by using a potentiostat (GAMRY PCI4/300).
The auxiliary electrode was graphite wire. The reference
electrode was a SCE (saturated calomel electrode).
Before each polarization run, the test sample was
immersed in the test solution for one hour at the open
circuit potential (OCP). The average of the potentials
recorded during the last 300 seconds was taken to be the
OCP [11]. Pitting corrosion susceptibility was
determined by the size of the corrosion potential-current
density loop between the breakdown potential (Eb) and
the repassivation potential (E rp). Values of Eb and Erp
were determined by a curve break method. The larger
the polarization loop, the greater the susceptibility to
pitting corrosion in the lithium bromide solution.
film. The resistance of aluminium to pitting corrosion
depends on its purity significantly. It means alloying
elements affect corrosion behavior of aluminium as
well.
3. Results and discussion
Rate of pitting propagation is the highest for sample 3 in
accordance with established charge Q.
The material resistance to initiation of pitting corrosion
is evaluated on the basis of measured breakdown
potential (Eb) (the higher value the minor resistivity).
Established charge Q (which contributes to pitting
corrosion) is given: Q = ∫(J(t)-Jp)dt with limits of tb
(time of pitting initiation) at Eb and of trp (time of
repasivation at Erp) according to Farraday’s law.
Calculated values indicate pitting propagation.
The values of repasivation potential Erp indicate
stopping of pitting growth.
Samples 2 and (Fig. 5) appear as most susceptible to
initiation of pitting corrosion on the basis of calculated
data of Eb and Erp and vice versa sample 1 as the most
resistant.
Cyclic potentiodynamic polarization measured the
overall electrochemical current between the auxiliary
electrode (graphite) and working electrode (aluminum
sample) as the potential was swept in a positive or more
noble direction followed by a reverse scan until the loop
was closed. The measured current density (corrosion
current/exposed sample area) included all oxidation and
reduction reactions with the actual current determined
by the rate limiting reactions (oxidation or reduction).
If it is not possible to verify the susceptibility to pitting
corrosion by potentiodynamic method it can be used
potentiostatic method for constant potential E=const.
and monitor of current density progress in time J = f(t)
under breakdown potential Eb.
For next evaluation is recommended to repeat the
measurement and perform potentiostatic method and
compare measured values and the results analyzed by
statistical methods.
Corrosion resistance of aluminium depends on a
protective oxide film, it is susceptible to localized forms
of corrosion. Pitting occurs at local defects of passive
Tab. 2 Evaluation of cyclic polarization curve.
Tab. 2 Vyhodnocení křivky cyklické polarizace
Susceptibility to
pitting corrosion in
descending order
Highest
Lowest
Material
sample 3
sample 1
sample 4
sample 5
sample 2
Ecor[mV]
-1077
-1075
-894
-1063
-1233
Eb-Ecor
[mV]
385
366
192
331
517
11
Eb[mV]
-692
-709
-702
-732
-716
Erp[mV]
-728
-730
-731
-757
-738
loop area
[Coulomb]
5,81
2,83
2,29
1,93
1,02
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
logJ [A/cm-2]
Koroze
Corrosion
1,00E-01
1,00E-02
1,00E-03
1,00E-04
1,00E-05
1,00E-06
1,00E-07
1,00E-08
1,00E-09
1,00E-10
1,00E-11
1,00E-12
-1,350
sample 1
sample 2
sample 3
sample 4
sample 5
-1,250
-1,150
-1,050
-0,950
-0,850
-0,750
-0,650
-0,550
E [V]
Fig. 4 Cyclic polarization curves for all samples in 54% LiBr (Logarithmic).
Obr.4 Cyklické polarizační křivky všech vzorků měřených v 54% LiBr (logaritmické měřítko).
Sample 1
Sample 2
Sample 4
Sample 3
Sample 5
Fig. 5 Samples 1-5 after testing. The lines of pittings is caused by preparing of samples (grinding).
Obr. 5 Vzorky 1-5 po ukončení testování. Řádky korozních bodů kopírují strukturu povrchu po metalografické přípravě (broušení).
12
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Koroze
Corrosion
[6] VARGEL, Ch. Corrosion of aluminium, Elsevier: 1 st ed. Oxford,
2004,
Literature
[1] Schéma-diagram absorpčního chlazení [Diagram of absorption
cooling - online]. Poslední revize [Latest revision] 27.4.2012 [cit.
2012-04-25] Dostupné z [Available at]:
http://www.gbconsulting.cz/chlazeni-princip.html
[7] DAVIS, J.R. Corrosion of Aluminum and Aluminium Alloys,
ASM International 1999
[8] EN ISO 17475, Corrosion of metals and alloys – Electrochemical
test methods – Guidelines for conducting potentiostatic and
potentiodynamic polarization measurements, ISO 2005.
[2] American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning
Engineers (ASHRAE) Handbook, Absorption Cooling, Heating
and Refrigeration Equipment (Refrigeration Volume), 2002.
[9] NĚMCOVÁ, A., PACAL, B. Korozní zkoušení kovových
materiálů [Corrosion testing of metallic materials], FSI VUT
Brno 2010
[3] How it works single effect [online]. Poslední revize [Latest
revision]27.4.2012 [ cit. 2012-04-27] Dostupné z [Available at]:
http://www.scribd.com/doc/52605036/Chiller-How-it-worksSingle-effect
[4] KALOGIROU, S., FLORIDES, G., TASSOU, S., WROBEL, L.
Design and Construction of a Lithium Bromide Water Absorption
Refrigerator, Napoli 2001 World Congress – Napoli (I), 15-18
September 2001
[10] STANSBURY, E.E., BUCHANAN, R.A. Fundamentals of
Electrochemical Corrosion ASM International 2000
[11] ASTM G-5, Test Method for Making Potentiostatic and
Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements, American
Society for Testing and Materials, 2004.
[5] WANG, X., CHUA, H.T. Absorption Cooling: A Review of
Lithium Bromide-Water Chiller Technologies, Recent Patents on
Mechanical Engineering 2009, Vol. 2, No. 3, pp.193-213
Recenze: prof. Ing. Vladimír Číhal, DrSc.
doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
_____________________________________________________________________________________________
Objem průmyslové výroby poklesl poprvé za více než dva roky
novinky.cz, pit, Novinky
10.5.2012
Objem průmyslové výroby v březnu meziročně poklesl o 0,7 %, což je první snížení od listopadu 2009. Po
eliminaci vlivu pracovních dnů si ale stále ještě udržel kladné tempo růstu 1,8 %. Uvedl to Český
statistický úřad. Ještě v únoru tuzemská průmyslová produkce meziročně zrychlila růst na 4,7 % po
lednovém revidovaném zvýšení o 3,1 %.
„Nelze zakrýt fakt, že dynamika průmyslové výroby v předchozích měsících výrazně zvolnila a výsledky
za březen tak jen potvrzují celkový obraz stagnujícího domácího hospodářství,“ sdělil analytik Miroslav
Novák ze společnosti Akcenta.
K poklesu nejvíce přispěla výroba počítačů, elektronických a optických zařízení a výroba základních
kovů, hutní zpracování kovů a slévárenství. Naopak nejvýznamnější růst si drží výroba motorových
vozidel, která vzrostla o 11 %.
„Zklamání a nijak radostný vývoj do budoucna přináší vývoj nových zakázek. Ty tentokrát klesly o 1,1 %,“
připomněl analytik Jiří Šimek ze společnosti Citfin s tím, že duben přinesl pokles jak domácích (o 2,2 %),
tak zahraničních (o 0,5 %) zakázek. Zcela vážně navíc hrozí, že nové zakázky ze zahraničí budu v
dalších měsících klesat, což by odpovídalo zhoršujícím se hospodářským tendencím v
západoevropských zemích. Především vývoj v Německu sebou v poslední době přináší řadu nejasností a
předstihové indikátory z tamního průmyslu ukazují, že německému ekonomickému tahounovi začíná
docházet dech. To pro domácí průmysl nevěstí podle analytiků nic dobrého.
SB
13
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
zkušebnictví, měřictví,
laboratorní metody
_____________________________________________________________________________________________
Deformation Characteristics of the Tensile Specimens of Steel Sheet in Local
and Global Area Using Videoextensometry
Deformačné charakteristiky oceľových plechov v lokálnej a globálnej oblasti
použitím videoextenzometrie pri statickej skúške v ťahu
Ing. Stanislava Hlebová, Technická univerzita v Liberci, Fakulta strojní, prof. Ing. Ladislav Pešek, CSc.,
Technická univerzita v Košiciach, Hutnická fakulta, Slovenská republika, Ing. Tomáš Kandra, Embraco Slovakia
s.r.o., Spišská Nová Ves, Slovenská republika
It is generally known that high strength is always accompanied by low ductility for various structural materials [1].
With increasing yield stress and ultimate tensile strength plasticity characteristics, such as elongation, plastic strain
ratio r and strain hardening exponent n decrease. The ratio of yield stress to ultimate tensile strength R e/Rm
represents the ability to plastic deformation, called plastic reserve and for good formability it reaches a minimum
value. The main goal of this study is the comparison between deformation characteristics in the global and local
area using a non-contact experimental technique, videoextensometry, for measuring strain during tensile loading at
uniform deformation. Steel sheet with 3 mm thickness, made from deep-drawing steel, was used for the investigation
on specimens oriented perpendicularly to the rolling direction. Despite similar true stress – true strain curves
measured in local and global areas for individual materials, both values of plastic strain ratio r and strain
hardening exponent n measured and evaluated in small local area differed from that measured in large global area.
The deformation parameters n and r depend on how large is the area where they are measured; higher n and lower
r are obtained in larger measured area.
Je všeobecne známe, že čím je vyššia pevnosť, tým je menšia ťažnosť. So stúpajúcou medzou klzu a medzou pevnosti
klesajú charakteristiky plasticity ako sú ťažnosť, koeficient normálovej anizotropie r, exponent deformačného
spevnenia n. Pomer medze sklzu ku medzi pevnosti Re/Rm nám udáva schopnosť plastickej deformácie materiálu,
inak nazývaná aj rezerva plastickosti a pre materiál s dobrou tvárniteľnosťou by mal dosahovať čo najmenšiu
hodnotu. Ako experimentálny materiál bol použitý oceľový plech z hlbokoťažnej ocele hrúbky 3 mm, používaný na
výrobu krytov kompresorov, pričom vo výrobnom procese došlo u niektorých akostí k tvorbe trhlín. Cieľom tejto
práce je porovnanie deformačných charakteristík dvoch variant oceľového plechu z hlbokoťažnej ocele. Oceľový
plech s feritickou mikroštruktúrou nevykazoval žiadne problémy vo výrobnom procese. Oceľový plech s feritickoperlitickou mikroštruktúrou spôsoboval problémy pri vyťahovaní výťažku, tvorba trhlín po obvode. Na meranie
deformácie počas ťahového zaťaženia v oblasti rovnomernej deformácie v globálnej a lokálnej oblasti bola použitá
bezkontaktná experimentálna technika, videoextenzometria. Materiál bol posudzovaný z dvoch hľadísk: porovnanie
mechanických vlastností a mikroštruktúry a porovnanie deformačných charakteristík v globálnej a lokálnej oblasti.
Na experiment boli použité skúšobné telesá pre statickú skúšku v ťahu orientované kolmo na smer valcovania.
Z dosiahnutých výsledkov môžeme tvrdiť, že deformačné charakteristiky pre obe skúmané oblasti a pre oba
materiály sa líšili. Deformačné parametre n a r závisia od veľkosti vyhodnocovanej oblasti. Pevnostné vlastnosti
skúmaných ťahových telies sa líšili o cca 35-40 MPa.
true strain  can be, for tensile stress, expressed for
low carbon steels and for many other technical alloys by
a power low [3, 4, 5].
(1)
  k pl n
The ability to plastic deformation can be expressed, in a
simple way, using the ratio between the yield stress and
ultimate tensile strength, Re/Rm, and the minimum value
of this ratio guarantees good formability of material to
be formed [2]. The relation between true stress  and
k - constant
14
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
n - strain hardening exponent
In this paper, the strain characteristics: plastic strain
ratio r and strain hardening exponent n were
experimentally investigated using a non-contact strain
measurement technique in a small and in a large area on
the tensile specimen surface during static tensile test.
Two deep drawing steel sheets were used for the
analysis, both according to the required standard. On
one of the steels defects occurred during drawing
process.
Transformed to a logarithmic form as follows [6]:
log   log k  n log  pl
(2)
Plastic behaviours of steel sheets can be characterized
with different parameters:
 ratio of yield strength and ultimate tensile strength
(Re/Rm)
 strain hardening exponent n
 plastic strain ratio r
 uniform and total elongation
 anisotropy of plastic behaviours
 chemical composition
 microstructure and a. o.
1. Experiment
1.1 Material
Two variants of deep-drawing steel grade by standard
EN10111/98, DD14 were used for experiments, both
had a form of steel sheet corresponding to the required
standard with 3 mm of thickness. The sheet was
processed by deep drawing technology for production of
a compressor cover. The cracks were detected on a
compressor cover during drawing process on
investigated materials, therefore it was necessary to
investigate background of crack initiation.
Strain hardening exponent expresses capability of metal
to resistance against non-uniform deformation and
indicates suitability for deep drawing of steel sheet. The
pre-exponential, k, can be found by extrapolating to
ε = 1, where k is the value of σ at this point. Typical
values of the exponent n are in the range from 0.1 to
0.6. As a rule, high strength materials have lower
n-values than low strength materials [7]. The strain
hardening exponent is becoming greater with increasing
the grain size with simultaneous decreasing of yield
stress. The experimental evaluation is possible from
two points on stress-strain diagram during strain
hardening process. The higher value of strain hardening
exponent represents better formability [8]. The grain
size is included in the constant C.
The investigated materials were marked as:
- OK material being without any problems in processing
technology [14]
- NOK material causing problems on final product –
cracks appeared on the edge of compressor cover, Fig.
1 [15]
Another indicator of plastic behaviours is the plastic
strain ratio – r [9, 10, 11, 12]. The deep-drawing of low
carbon steel sheets is related to the plastic anisotropy
ratio. The r value is the ratio of the true strain in the
width direction to the true strain in the thickness
direction when a sheet material is pulled in uniaxial
tension beyond its elastic limit. Determining the plastic
strain ratio is governed by ASTM E517 standard [13].
The plastic strain ratio r is calculated as shown in
equation (3):
b0
b
ln 0
b1
b1
r

h0
l1b1
ln
ln
l 0 b0
h1
ln
Fig. 1 Crack on the compressor cover
Obr.1 Trhlina na kryte kompresora
(3)
1.2 Experimental method
Where: l0, b0, h0 - length, width and thickness at the
beginning of uniform deformation [mm]
l1, b1, h1 - length, width and thickness at the end of
uniform deformation [mm]
Deformation characteristics were evaluated using a noncontact experimental technique, videoextensometry
[16, 17]. Contrast dots were applied on the surface of
specimens depending on the evaluation area, Fig. 2. The
“global area” represents matrix of 3x4 dots with grid
steps of 7 mm, Fig. 2a and the “local area” represents
matrix of 19x6 with grid steps of 1 mm, Fig. 2b. A
matrix of 6x6 – “local area”, was selected for strain
measurement to establish the deformation parameters,
such as strain hardening exponent and plastic strain
ratio. Marginal dots were applied for evaluation of the
The plastic strain ratio r is considered to be a direct
measure of sheet metals drawability and it is useful for
evaluating materials intended for forming of shapes by
deep drawing [11]. A high r-value indicates a resistance
to thinning in a tension test, r-value ranges from 0 to ∞
and the highest r-value is optimal for deep drawing [3].
15
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
specimen elongation. Displacements between the dots
were scanned with a CCD camera during tensile
loading. Deformation characteristics were calculated
from the measured data on scanned pictures using
special software called VDTK.
- by deformation characteristics: plastic strain ratio and
strain hardening exponent, measured in local and
global areas, Fig. 5, Fig. 7.
500
450
true stress [MPa]
400
a) Grid step of 7 mm (global area)
350
300
250
200
150
b) Grid step of 1 mm (local area), after test
100
Fig. 2 Tensile specimens with applied contrast dots
Obr. 2 Ťahová vzorka s nanesenými kontrastnými bodkami
2a) rozostupy bodiek 7 mm
2b) rozostupy bodiek 1 mm
OK global
50
NOK global
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
true strain [ ]
0,3
0,35
0,4
0,45
a) global area
500
1.3 Metallographic analysis
450
true stress [MPa]
400
PEARLITE
a) OK
Fig. 3 Microstructure of steels
Obr. 3 Mikroštruktúra ocelí
3a) OK
3b) NOK
350
300
250
200
150
100
b) NOK
OK local
50
NOK local
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
true strain [ ]
b) local area
Metallographic analysis revealed differences in
microstructure of both steels, Fig. 3. Microstructure of
material OK consists mainly of ferrite, Fig. 3a, in the
microstructure of material NOK a small volume
of pearlite was visible, Fig. 3b.
Fig. 4 True stress - true strain diagram up to ultimate tensile strength
Obr. 4 Diagram skutočné napätie-skutočná deformácia do medze
pevnosti
4a) globálna oblasť
4b) lokálna oblasť
The true stress-true strain diagram up to ultimate tensile
strength is shown in Fig. 4a, 4b. The true cross-sectional
area required for calculating of both true stress and true
strain was determined knowing the longitudinal and
transversal displacements of dots scanned with a CCD
camera in the given section. Deformation was calculated
for pairs of neighbouring dots individually.
1.4 Tensile test
Tensile test was realized on the tensile testing machine
FP 100/1 in accordance with the standard conditions:
- loading rate until yield stress 2 mm/min
- loading rate over yield stress 5 mm/min.
Tensile test, as well as microstructure, show differences
between material OK and NOK. Upper/lower yield
point ReH appeared for material NOK, while material
OK shows a gradual transition from elastic to plastic
behaviours with a 0.2 % offset yield strength Rp0,2.
Flat tensile test specimens oriented perpendicularly to
the rolling direction were produced from the steel
sheets, with the following dimensions: width 20 mm,
measured length 80 mm.
The analysis was focused on differences
comparison of two steel sheets OK and NOK:
and
Tensile yield strength and ultimate tensile strength R m
are lower for material OK, the difference between true
stress-true strain diagram for OK and NOK material is
approximately 35 MPa. Measured mechanical properties
are in tab.1.
- by mechanical properties: yield stress and ultimate
tensile strength, Fig. 4
16
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Tab. 1 Mechanical properties of investigated materials
Tab.1 Mechanické vlastnosti skúmaných ocelí
OK
NOK
Rp0,2
[MPa]
199
ReH
[MPa]
ReH
[MPa]
238
229
3
Rm
[MPa]
315
A80
[%]
41
2,5
log true stress
Mark
Evaluation segment of - n -
ReL
[MPa]
341
2
1,5
1
0,5
34
0
-6
2. Evaluation and results
local and global area
strain hardening exponent
0,3
2,5
OK local
NOK local
OK global
NOK global
0,080,13
0,130,18
0,180,23
0,230,28
0,280,33
0,33max
Fig. 7
Trend of strain hardening exponent in dependence on true
strain
Obr. 7 Diagram exponentu deformačného spevnenia v závislosti od
skutočnej deformácie
Exponent is being slightly increased behind the yield
stress, then reaching a maximum and subsequently
sharply dropping with simultaneous reaching the load of
the UTS, Fig. 7 [18]. The differences between both
materials, OK and NOK are small but evident. The
strain hardening exponent is higher for OK material as
compared with NOK material in both measured areas,
local and global. The strain hardening exponent
measured in global (larger) area is significantly higher
than that measured in local (smaller) area.
1
0,5
0
0,4
0,15
true strain
1,5
0,3
0,2
0,030,08
2
0,2
0,25
0,1
OK local
NOK local
OK global
NOK global
3
plastic strain ratio
0
Fig. 6 log σ – log φ diagram
Obr. 6 Diagram log skutočné napätie-log skutočná deformácia
The r-value was calculated by the equation (3) during
uniform deformation. The thickness and width changes
were measured knowing the longitudinal and transversal
displacement of dots. A deformation calculated for pairs
of neighbouring dots individually was then averaged for
the whole global and local areas. Trend of plastic strain
ratio is different when local and global measured areas
are compared, Fig. 5. While the trend for global area is
nearly constant and one value (0.6 or 0.8) can be
evaluated, in the local area r decreases for both
materials OK and NOK from 2.5 - 3 down to 1, Fig. 5.
Differences are observed between both investigated
materials OK and NOK for the global area. It is visible
that r-value was lower for NOK, approximately 0.6,
while r-value 0.75-0.8 was set for OK during the
uniform deformation.
0,1
-2
log true strain
2.1 Plastic strain ratio
0
-4
0,5
true strain
Fig. 5 Trend of plastic strain ratio in dependence on true strain
Obr. 5 Trend koeficienta normálovej anizotropie v závislosti od
skutočnej deformácie
Conclusions
The steel sheets were mutually compared from two
points of view:
- comparison of properties and microstructure of both
materials OK and NOK,
2.2 Strain hardening exponent
Strain hardening exponent was established for each
specimen from the logarithmic graph log stress vs. log
strain as the slope of the corresponding straight line in
uniform deformation area, Fig. 6. The calculation was
made step by step for small intervals 0.05 of true strain
and from each such evaluation segment an average nvalue was calculated. Variation of strain hardening
exponent with true strain for all investigated specimens
is presented in Fig. 7.
- comparison of plastic strain ratio r and strain
hardening exponent n in local and global area.
The following conclusions may be drawn from the
results:
The true stress – true strain curves for the investigated
steel sheets OK and NOK are different – the curve for
17
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
OK material is shifted to lower values. Mechanical
properties are slightly different, the steel sheet NOK
causing cracks on final product has approximately by
35 – 40 MPa higher stress – strain curve as compared
with the OK steel sheet, where no cracks appeared.
Yield strength of the OK steel had 0.2 % offset of yield
strength Rp 0.2, while the NOK steel had an upper/lower
yield point ReH. Higher strain hardening exponent n,
higher value of plastic strain ratio r (~0.8) and higher
elongation A80 express better deformation ability of
material OK as compared with material NOK.
Differences between OK and NOK materials are more
visible based on comparison of r than on comparison of
n.
[3]
POLÁK, P. Anizotropia a hlbokoťažnosť oceľových plechov
[Anisotropy and deep drawability of steel sheets].
Vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry Alfa,
Bratislava, 1978
[4]
BAYTON, D. A. F., FOURLARIS, G. Materials Science and
Technology, vol. 27, 1, 2011, p. 85-90
[5]
HOLLOMON, J. H. Trans. AIME, 1945, vol. 162, pp. 268-90
[6]
VELES, P. Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov,
[Mechanical properties and testing of metals] AlfaVydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry, Bratislava,
1989
[7]
HOSFORD, W. F. Mechanical Behavior of Materials.
Cambridge University Press, New York, 1993
[8]
DUCHEMIN, P.: Metal bulletin and Tin Technology. In: 8th
International Tinplate Conference. Paris, 2004
Microstructure of the steel sheet without defects (OK) is
ferritic, while the NOK steel contains a small volume
of pearlite.
[9]
ŠIMČÁK, F. at al.: Experimentálne pracovisko pre hodnotenie
plastických vlastností plechov pri rovinnej napätosti
[Experimental working site for evaluation of plastic properties
of sheets at plane state of stress], Acta Mechanica Slovaca,
2003, vol. 7, pp. 39-46
Non contact videoextensometric measuring and
monitoring of strain during loading gives a broader view
of deformation parameters and provides more
information about kinetics of deformation.
[10] http://www.scribd.com/doc/36273683/29/Work-HardeningExponent [cit.3.1.2012]
[11] http://www.admet.com/assets/Formabilityofsheetmetal.pdf [cit.
3.1.2012]
Despite similar true stress – true strain curves measured
in local and global areas for individual materials, both
values of plastic strain ratio r and strain hardening
exponent n measured and evaluated in small local areas
differ from that measured in large global area.
[12] GOLIANOVÁ, A., ČORNANIČOVÁ, V, GAJDOŠ, I. Transfer
inovácií [Transfer of innovations], 2003, vol. 6, pp. 175 – 177
The deformation parameters n and r depend on how
large is the area, where they are measured; higher n and
lower r are obtained in larger measured area.
[15] PEŠEK, L., AMBRIŠKO, Ľ., ZUBKO, P.: Porovnávacia
analýza vlastností materiálu krytu kompresora, [Comparative
analysis of properties of compressor cover material] (Repoort of
KNoM P-102-0023/10), Faculty of Metallurgy, Technical
university in Košice, 2010
[13] ASTM E517-00 (2010), Standard Test Method for Plastic Strain
Ratio r for Sheet Metal
[14] http://www.usske.sk/products/cat/cold-roll/drawing.html
[cit.3.1.2012]
Acknowledgements
This work was supported by the project APVV–032607
[16] PEŠEK, L. Možnosti videoextenzometrie pri analýze
lokálnych deformácií a aplikácia na tenké oceľové plechy
[Possibilities of videoextensometry at analysis of local
deformations and its application on thin steel strips], In: Lokální
mechanické vlastnosti 2006, Plzeň – Nečtiny, 8.-10.11.2006,
ZČU v Plzni, pp. 116-125
Literature
[1]
[2]
ASHBY, M., SCHERCLIFF, H., CEBON, D. Materials
Engineering Science Processing and Design, Elsevier Ltd, 2007
[17] MIHALIKOVÁ, M., NÉMET, M., ZUBKO, P., AMBRIŠKO,
PEŠEK, L.: Materiálové inžinierstvo, 2011, vol. 18 , pp. 93-96
WIESNER, F. Válcování ocelových pásů za studena [Cold
rolling of steel strips], SNTL – Nakladatelství technické
literatury, Praha, 1976
[18] HLEBOVÁ, S., PEŠEK, L., KANDRA, T.: Chem. listy, 2011,
vol. 105, Issue 16 S, p.577-579
Recenze: prof. Ing. Zdeněk Jonšta, CSc.
doc. Ing. Rudolf Pernis, CSc.
_____________________________________________________________________________________________
Brazilská firma přestavuje válcovnu tyčí
Gerdau to revamp bar mill. MPT International 2012, č. 1, s. 8.
Brazilská firma Gerdau zadala firmě Siemens VAI Metals Technologies objednávku na přestavbu
válcovny tyčí v závodě Mogi das Cruzes na válcovnu plochých tyčí. Jedná se o přestavbu středního
pořadí, hotovního pořadí a chladníku. Dodávka zahrnuje mechanickou část, elektrické vybavení a systém
automatizace. Modernizovaná trať by měla být uvedena do provozu počátkem roku 2013. Budou se na ni
válcovat ploché vývalky o šířce od 50 do 106,6 mm při tloušťce 5,4 až 51 mm.
LJ
18
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Kinetics of tearing process of thin steel sheets under static loading
Kinetika procesu trhania tenkých oceľových plechov pri statickom
zaťažovaní
Ing. Stanislava Hlebová, Technická univerzita v Liberci, Fakulta strojní, Katedra materiálu, prof. Ing. Ladislav
Pešek, CSc., Technická univerzita v Košiciach, Hutnícka fakulta, Katedra náuky o materiáloch, Slovenská republika
The fracture toughness of extremely ductile materials cannot be described by critical stress intensity factor K c or the
critical value of the J-integral. The process of ductile tearing of thin-sheet materials is typical for various structures,
such as car bodies or aircraft fuselage shells. Tearing toughness GIIIc gives more realistic view than KIc determined
for the mode I. One method for evaluation of fracture toughness GIIIc for thin-sheet materials subjected to tearing is
the “trouser tearing test”. Two steel sheets were compared in this article: deep-drawing ferrite steel (IF) 1.95 mm
thick and feritte-pearlite steel (F-P) 1.8 mm thick. Process of tearing can be divided into five following phases: I –
uniform deformation, II – crack initiation, III - load decreasing, IV - stable tearing, V – buckling. Optimum
evaluation of GIIIC is in stable tearing phase where the load and radius of curvature of the bent part of specimen
remains stable. Plastic deformation in the notch root was higher for IF steel, and crack initiation was indicated
under higher load than for ferrite – pearlite steel. No significant influence of rolling direction on G IIIC values was
found.
Húževnatosť hlbokoťažných oceľových plechov nemôže byť popisovaná kritickou hodnotou súčiniteľa napätia K IC
alebo kritickou hodnotou J-integrálu. V súčasnosti neexistuje norma, ktorá by predpisovala hodnotenie tenkých
oceľových plechov z hľadiska lomovej húževnatosti. Proces trhania je typický pre napr. automobilové plechy, plášť
lietadla. Lomová húževnatosť GIIIC nám lepšie charakterizuje tento spôsob porušovania ako charakteristiky lomovej
húževnatosti KIC (mód I). Jednou z metód hodnotenia lomovej húževnatosti GIIIC je skúšobná metóda v statických
podmienkach nazývaná „trouser tearing test“ vychádzajúca z energetickej bilancie. V práci sme porovnávali dva
materiály z hľadiska štruktúry a orientácie koreňa vrubu vzhľadom na smer valcovania: hlbokoťažná oceľ bez
intersticií (IF) s feritickou mikroštruktúrou hrúbky 1,95 mm a mikrolegovaná oceľ s feriticko-perlitickou (F-P)
mikroštruktúrou hrúbky 1,8 mm. Proces trhania je možné rozdeliť na 5 etap: I - rovnomerná deformácia, II iniciácia trhliny, III - pokles sily, IV - ustálené trhanie, V - bortenie. Na základe dosiahnutých výsledkov bolo zistené,
že pre vyhodnocovanie GIIIC je najvhodnejšia oblasť ustáleného trhania, kedy sila potrebná na trhanie ako aj rádius
ohýbanej časti vzorky majú konštantnú hodnotu. U vzoriek z IF ocele sa prejavila väčšia plastická deformácia
v koreni vrubu a iniciácia trhliny nastala pri vyššej sile. Hodnoty GIIIC u IF ocele boli cca 1,5krát vyššie ako u F-P
ocele. Z hľadiska orientácie vrubu voči smeru valcovania neboli pozorované výrazné rozdiely v hodnotách
nameraných veličín.
Fracture toughness evaluation of thin steel sheets is
subject of investigation of more authors [1, 2, 3].
Fracture toughness of some extremely ductile materials
cannot be described by the classical fracture mechanics
criteria, such as the critical stress intensity factor Kc or
the critical value of the J-integral [4]. Mai and Cotterell
[1] performed two- or three-leg trouser tests, Fig. 3, for
tearing of ductile sheet materials, where strong plasticity
is developed following by crack propagation. For the
analysis, they assumed that the work for plastic bending
and elastic unbending of the legs during the tearing
process is described by the mean of curvature radius ρ.
procedure under static loading conditions called
“trouser tearing test”, [1, 2] and it gives a more
realistic view about this kind of deformation than the KIc
determined for tensile mode I. Fracture toughness GIIIc
is calculated by the formula (1) deduced from the
energy balance [5].
GIIIC 
B
2P
2kW
 

B (1  n)(2  n)   
( n 1)
(1)
Where:
P - external force
B - specimen thickness
W - leg widthk, n – constants, stress value per unit
strain and work hardening exponent from the power
function of tensile diagram →   k pl n [6]
In the present work, tearing test method was used for
evaluation of resistance to crack propagation under
conditions of the mode III and for measurement of the
GIIIc toughness of ductile materials [5]. The process of
ductile tearing of thin-sheet materials is typical for
various structures, such as car bodies or aircraft fuselage
shells. The experimental evaluation of fracture
toughness characteristics for thin-sheet materials
subjected to tearing GIIIc is based on the testing
 - true stress
 pl - true strain
Using the relationship (1) the diagram was created and
it illustrates the dependence of curvature radius of
19
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
a bent part – ρ (ro) - on tearing toughness - GIIIc – with
the load as a parameter, Fig. 1. The diagrams show the
sensibility of GIIIc value on the radius for two steels.
Tab. 1 Specimen geometry
Tab. 1 Geometria skúšobného telesa
B
[mm]
1.95
1.8
Material
3000
C
D
2000
W
[mm]
25
25
a
[mm]
30
30
GIII c [kJ/m 2]
1000
Tab. 2 Mechanical properties of investigated steels
Tab. 2 Mechanické vlastnosti skúmaných ocelí
0
0
5
10
15
20
25
30
-1000
Material
Re
[MPa]
Rm
[MPa]
A80
[%]
k
[MPa]
n
[-]
C
182
299
45.2
164
0.24
D
382
493
24.7
270
0.26
-2000
Load 1500 N - IF (C)
Load 2000 N - IF (C)
Load 2500 N - IF (C)
-3000
-4000
ro [mm]
a)
Tests were performed under static conditions, on the
ZWICK tensile test machine by 1.3 mm/min crosshead
speed using specimens according to Fig. 3a. Four
specimens were tested of each material, 2 specimens
with the parallel oriented notch (LC, LD) and 2
specimens with the perpendicularly oriented notch
(TC, TD) related to the rolling direction.
IF steel (C)
3000
2000
GIIIc [kJ/m 2]
1000
0
0
5
10
15
20
25
30
-1000
-2000
Load 1500 N - F-P (D)
-3000
Load 2000 N - F-P (D)
Load 2500 N - F-P (D)
-4000
ro [mm]
b) F-P steel (D)
Fig. 1 Dependence of the tearing toughness GIIIc on curvature radius of
specimen
Obr.1 Závislosť húževnatosti GIIIc v procese trhania na polomere
zakrivenia vzorky
1. Experimental material and procedure
The materials used in this study are two grades of thin
steel sheets: (i) deep-drawing interstitial free (IF) steel
with ferrite microstructure (C = 0.0013 %), Fig. 2a,
material C, and (ii) micro-alloyed steel with ferriticpearlitic microstructure (C = 0.16 %), Fig. 2b, material
D [7].
a) IF steel (C)
b) F-P steel (D)
a) Tearing specimen [4]
Fig. 2 Microstructure of investigated steels [7]
Obr. 2 Mikroštruktúra ocelí
Thickness B, width W, length of ligament a are given in
table 1 and mechanical properties of used steels in
table 2.
20
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
between material C and D relating to the notch
orientation to the rolling direction. Final phase of the
test differs for both materials. A significant increase of
load was observed on the specimens LC, TC, where
specimen geometry changed because of buckling
collapse, see Fig. 4 (photo 5), while for specimens LD,
TD the load increased only slightly. Material C had
higher plasticity comparing with material D.
The “load decreasing” and the “buckling” also cannot
be used for the calculation of GIIIC because of
stabilization processes, which are there. Only the phase
called “stable tearing”, see Fig. 5, can be used for
calculation of GIIIC, both the load and the curvature
radius are stable in this phase. The obtained values can
be considered as correct ones.
b) Real clamped specimen
Fig. 3 Two-leg specimen for trousers tearing test
Obr. 3 Skúšobné teleso pri "nohavicovom trhacom teste" a) schéma
skúšobnej vzorky b) reálne upnutá skúšobná vzorka
Crack initiation
3000
2. Results and discussion
2
Load [N]
The tearing process was documented during test by
camera. From the diagram shown in Fig. 4 a linear
dependence of load on the displacement is visible up to
crack initiation, where elastic deformation of notch root
called blunting line exists, similarly as by stable crack
growth of CT specimen by the mode I. The curvature
radius of the specimen remains stable (photo 1). The
load decreases from the point of crack initiation (photo
2) up to stable tearing. If the specimen is sufficiently
long, the process of tearing becomes stationary and the
bent part of the specimen has the same shape at any
moment of the test, Fig. 4 [3].
LD
TD
2000
LC
TC
1500
500
0
0
10
20
30
40
50
displacement [mm]
60
70
80
Fig. 5 Load-displacement diagram of trouser tearing test
Obr. 5 Diagram sila-posuv pri "nohavicovom teste"
From the values obtained in the stable tearing, see Fig.
5, the GIIIC values were calculated using formula (1),
table 3. Tearing load and curvature radius were in this
phase constant. Lower fracture toughness GIIIC values
were measured for higher Re/Rm ratio and lower
elongation A80, see table 3.
4
2500
Tab. 3 Calculated values of GIIIC
Tab. 3 Vypočítané hodnoty GIIIc
5
2000
Load [N]
2500
1000
3
3000
Stable tearing
1500
1000
Material
Re/Rm
[-]
Tearing load
[N]
GIIIC
[kJ.m-3]
C
0.61
1661
1447
D
0.77
968
860
1
500
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Displacement [mm]
Fig. 4 Load-displacement diagram with documentary photos
Obr. 4 Diagram sila-posuv s fotografickou dokumentáciou
It was found that the curvature radius is relatively stable
up to the crack initiation, from this moment the radius
increases up to the fracture of specimen, see Fig. 6. In
the case of C specimen, plastic deformation in the root
of notch was higher, and crack began to spread at the
higher load, see Fig. 5. Thickness of material C is
approx. by 8% higher than for D, despite this fact, the
increase of tearing load is approx. 72% and of GIIIC is
approx. 68%.
Our experiments showed that fracture toughness GIIIC
can be calculated from the stable tearing phase, where
tearing load and curvature radius are stable, see Fig. 5.
The crack begins to growth earlier for specimens LD,
TD (F-P steel) than for LC, TC (F steel). This fact is
caused by lower elongation and higher strength of the
material D. No significant differences were detected
21
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
The curvature radius of specimen’s bent parts increases
during process of tearing from 2.5 mm at the beginning
up to approx. 26 mm for the stable tearing. Significant
increase of curvature radius begins at the crack
initiation. At the final test phase, an increase of load
occurs, it is caused by specimen buckling collapse.
LC
60
radius of bent part [mm]
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
TC
50
LD
TD
40
30
20
Differences between investigated materials are
significant. GIIIC for material C is 1447 kJm-3 while for
material D only 860 kJm-3.
10
0
0
20
40
displacement [mm]
60
80
Fig. 6 Curvature radius development during tearing process
Obr. 6 Vývoj polomeru zakrivenia počas skúšky
No significant influence of influence of the rolling
direction on GIIIC value on the specimen was
established.
Conclusions
This work was supported by the project
APVV–0326–07
Trouser test is a testing method for quantifying the
tearing process. The formula (1) is sensitive to the
curvature radius of specimen, which is not constant
during the test. Two steel sheets with different
microstructure (ferritic and ferritic-pearlitic) were
compared using the trouser tearing test. The kinetics of
tearing process, as well as the influence of the
orientation of the crack to the rolling direction was
investigated.
Literature
[1] Y. W. Mai, B. Cotterell: International Journal of Fracture: Vol.
24, 1984, No. 13, p. 229-318
[2] C. M. Muscat-Fenech, A. G. Atkins: Fatigue and Fracture of
Engineering Material and Structure: Vol. 17, 1994, p.133–143
[3] E. M. Morozov, V. T. Sapunov: Materials Science, Vol. 37,
2001, No. 2, p. 272-27
If the specimen is sufficiently long, the process of
tearing becomes stationary in a certain transient period,
and the bent part of the specimen maintains the same
shape.
[4] M. Aberkane, A. Ouibrahim, G. Pluvinage, Z. Azaria: Strength of
Materials, Vol. 35, 2003, No. 4, p.353-367
[5] C.H. Li, Q.Q. Duan, Z.F. Zhang: Materials Science and
Engineering A, 2011, p. 1636-1640
[6] P. Veles: Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov [Mechanical
properties and testing of metals], 2nd edition, ALFA, Bratislava,
1989
Process of tearing during the test can be divided into the
following phases: I – uniform deformation, II – crack
initiation, III – load decreasing, IV – stable tearing, V buckling collapse. A suitable stage for GIIIC evaluation
is the stable tearing, where tearing load and curvature
radius remains approximately stable.
[7] L. Ambriško, L. Pešek, S. Hlebová: Chem. Listy, Vol. 104, 2010,
Issue 15, p. 287-290
Recenze: prof. Ing. Zdeněk Jonšta, CSc.
doc. Ing. Rudolf Pernis, CSc.
_____________________________________________________________________________________________
Nové zařízení pro plynulé odlévání bram
JSW orders continuous slab caster. MPT International 2012, č. 1, s. 12.
Indická firma Jindal South West Steel Ltd. (JSW Steel) objednala nové, již čtvrté zařízení pro plynulé
odlévání bram pro svůj závod v Toranagallu ve státě Karanataka. Toto, již čtvrté zařízení, bude odlévat
bramy o tloušťce 220 a 260 mm při šířce 800 až 1600 mm. Roční výkon bude 1,4 mil. t. Bude vybaveno
měkkou redukcí DynaGap, která umožňuje, aby úkos a tloušťka licího proudu byly kontrolovány v každém
bodě, což je základní podmínka pro odlití bram s dobrou vnitřní kvalitou. Budou se zpracovávat uhlíkové,
mikrolegované a nízkolegované oceli a oceli HSLA, ze kterých se budou vyrábět plechy, pásy a trubky.
Zařízení dodává firma Siemens VAI Metals Technologies. Do provozu by mělo být uvedeno v polovině
roku 2013.
LJ
22
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Studium interkalátů sodného montmorillonitu s Al-polykationty
Study of Sodium Montmorillonite Intercalates with Al-polycations
Ing. Jiří Pavlovský, Ph.D., prof. Ing. Zdeněk Klika, CSc., Mgr. Martin Mucha, Ph.D., Ing. Michal Ritz,
Ph.D., Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství,
RNDr. Václav Slovák, Ph.D., Ostravská univerzita, Přírodovědecká fakulta, Ostrava
Interkalace Al-oxohydroxo kationtů do struktury jílových minerálů je důležitá pro přípravu interkalovaných jílů,
které bývají následně pilarovány při 400-500 °C, čímž získávají pravidelnou porézní strukturu. Takto připravené
materiály jsou pak využity například jako katalyzátory pro celou řadu organických syntéz či sorpce. Tento článek je
věnován problematice studiu struktury Al-interkalátů na bázi jílového minerálu montmorillonitu SWy-2 interkalací
Al-oxohydroxo kationtů roztokem Chlorhydrolu Al2Cl(OH)5.(2,5 H2O) molárního poměru OH/Al 2,5 a koncentrace
Al 60 mmol.l-1 z různě kyselého prostředí (pH 1,5; 2,5 a 3,8). Bylo zjištěno, že nejvyšší adsorbované množství Al u
připravených Al-interkalátů bylo dosaženo při pH 2,5 a 3,8 (1,95 a 1,88 mmol.g-1). Náboj kationu připadající na
jeden atom Al klesá při narůstající hodnotě pH z +1,15 na +0,45, přičemž Kegginův kation
[Al13O4(OH)24(H2O)12] 7+, který by se mohl interkalovat do mezivrství, má náboj +0,54. Pravděpodobně dochází
k interkalaci nejen tohoto kationu, ale i jeho hydrolyzovaných forem. Al-interkaláty mají tři endotermní efekty a to
okolo 75-100, při 630 a při 730 °C. Byl dokázán teplotní posun endotermních efektů u Al-interkalátů vůči
původnímu SWy-2 a to z 680 °C na 630 °C a z 760 °C pro SWy-2 na 730 °C. U Al-interkalátů s Al13 formou byly
pozorovány u IČ spekter valenční pásy -OH v Al-OH skupinách při 3682 a 3538 cm-1. Rovněž bylo zjištěno rozšíření
pásů u 1125 a 1035 cm-1 připadající vazbám Si-Ovrcholový kyslík a bazální kyslík tetraedru u Al-interkalátů, které jsou dokladem
interkalace Kegginova kationu. Metodou rentgenové práškové difrakce bylo zjištěno rozšíření mezivrství u Alinterkalátů z 1,21 (SWy-2) na 1,51 nm (Al-SWy-2 pH 1,5) a 1,66 nm (Al-SWy-2 pH 2,5 a 3,8). Následným
pilarováním Al-interkalátů při 450 °C došlo k rozšíření mezivrstevné vzdálenosti právě u Al-interkalátů
připravených při pH 2,5 a 3,8 na 1,72 nm. Tato hodnota je v souladu s hodnotami mezirovinných vzdáleností po
pilarování v rozmezí 1,7-1,8 nm uváděnými v literatuře a nasvědčuje o interkalaci Kegginova kationu do mezivrství
SWy-2.
Intercalation of Al-oxohydroxo cations into the structure of clay minerals is the first step for the preparation of
intercalated clays, which can be subsequently pillared at 400-500 °C. After several hours of heating they form a
regular porous structure (pillared clays - PILC materials). These materials are then used for example as catalysts
for a variety of organic syntheses. They are also suitable for sorption purposes. This article is devoted to the study
of the structure of Al-intercalates prepared from SWy-2 by intercalation Al-oxohydroxo cations with Chlorhydrol
solution - Al2Cl(OH)5.(2.5 H2O) of molar ratio OH/Al 2.5 and concentration 60 mmol.l-1 of Al. These intercalates
were prepared from different acidic environments (pH 1.5, 2.5 and 3.8). The pH values were adjusted during the
whole intercalation process to keep the pH constant. It was found that the highest amount of adsorbed Al in
prepared Al-intercalates was achieved at pH values of 2.5 and 3.8, i.e. 1.95 and 1.88 mmol.g -1; at pH 1.5, it was
only 0.73 mmol.g-1. Cation charge based on one atom of aluminum decreases with the increasing pH value from
+1.15 to +0.45. Ideal Keggin cation [Al13O4(OH)24(H2O)12] 7+, which could be intercalated into the interlayer of
clay, has a charge of +0.54. Probably an intercalation occurs of this cation, as well as of its hydrolyzed forms. Alintercalates have three endothermic effects (at around 75-100, at 630 and at 730 °C), as it was determined from
DSC curves. With regard to the intercalation of Keggin cation, respectively its hydrolyzed forms, the amount of
water increases. The temperature shifts of endothermic effects of Al-intercalates, were proved for Al-SWy-2
intercalates prepared in acidic pH range, in comparison with SWy-2. They are namely from 680 to 630 °C and from
760 to 730 °C. The valence bands of -OH Al-OH groups at 3682 and 3538 cm-1 were observed in the IR spectra of
the Al-intercalates related to Al13 form. Very broad bands exist also at 1125 and 1035 cm-1 corresponding to Si-Ohigh
basal oxygen and tetrahedron oxygen
bands of Keggin cation intercalation. The expansion of interlayer space of the Alintercalates (determined by X-ray powder diffraction) increased from 1.21 (SWy-2) to 1.51 nm for Al-SWy-2 pH 1.5,
to 1.66 nm for Al-SWy-2 pH 2.5 and 3.8. A subsequent pillarisation process of Al-intercalates at 450 °C results in
subsequent increase of the interlayer distance to 1.72 nm for Al-intercalates prepared at pH 2.5 and 3.8. It is in
good agreement with the literature data.
Přípravě Kegginova kationu [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+
byla věnována pozornost již v pracích mnoha autorů [17]. Právě Johanssonem [1] byla v 60. letech 20. století
připravena síranová a selenanová sůl Kegginova
kationu. Struktura Kegginova kationu v roztoku se
skládá z 12 oktaedricky koordinovaných hliníků a
jednoho
tetraedricky
koordinovaného
hliníku.
V roztocích Al-kationtů je však znám i výskyt dalších
Al-oxohydroxo kationtů. Tyto kationty mohou být
interkalovány do jílových minerálů, což je závislé
na hodnotě pH, tedy poměru OH/Al v roztocích
23
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
hlinitých kationtů, avšak názory autorů se poměrně
různí [4,6,7].
Důkladněji se této metodě věnovali ve svých pracích De
Andrés a kol. [21]. Při tomto způsobu přípravy PILC
materiálů je také zaručena lepší difúze interkalovaného
kationu Al, či jeho forem, navíc je příprava PILC
materiálů ekonomicky méně náročná. Lahav a kol.
[22,23] připravili komplexy hydroxidu hliníku z roztoku
obsahujícího Al3+ kationty, jehož pH bylo dáno
přibližným molárním poměrem OH/Al 2,3. Vaughan a
kol. [16] připravili interkalovaný jíl z roztoku
obchodního názvu Chlorhydrol (Reheis, USA). K jílové
suspenzi byl přidáván roztok Chlorhydrolu. Jacobs a
kol. [24] připravili Al-interkaláty metodou dialýzy.
K přípravě byla použita suspenze jílu. Po interkalaci
všemi uvedenými způsoby byly interkaláty podrobeny
procesu pilarování. Prakticky ze všech těchto produktů
pilarovaných jílů byly získány materiály s docela
podobnými hodnotami specifických povrchů a hodnot
mezivrstevních vzdáleností. Dřívější práce, např. Hsue a
Batese [14], Brindleyho a Sempelse [8], Ponceleta a
Briedleye [15], se zabývaly přípravou pilarovaných
jílových minerálů s použitím Al-forem jen na bázi
chloridu hlinitého. U takto interkalovaného jílového
minerálu
chloridem
hlinitým
bylo
dosaženo
mezivrstevní hodnoty d001 = 1,45 nm.
Od roku 1970 je znám postup přípravy pilarovaných
materiálů. K jílům rozpuštěným ve vodě je přidáván tzv.
interkalační roztok (nejčastěji chlorid hlinitý
s hydroxidem sodným o daném molárním poměru
OH/Al). Nejčastěji bývá připravován roztok o molárním
poměru OH/Al 2,5. Jedná se o náročný časový postup,
kdy se interkalační činidlo přidává do jílové suspenze
(1-2 hm. %) [8]. Následuje promývací krok do negativní
reakce na chloridy. Poté je produkt na vzduchu vysušen
a podroben hydrotermální kalcinaci, kterou popsali
Fetter a kol. [9], jehož účelem je příprava
interkalovaného a následně pilarovaného jílového
materiálu, označovaného jako PILC materiál.
Interkalační či pilarizační roztok, následuje-li kalcinace,
lze aplikovat na jíly i o vyšší koncentraci (až do
40 hm. %), což má praktické využití pro průmyslové
účely [10-12].
Jsou známy interkalace Al-oxohydroxo kationtů jak
do sodných montmorillonitů (typ Wyoming), tak i do
montmorillonitů vápenatých (typ Cheto), event.
ostatních jílových minerálů (vermikulit) za účelem
přípravy nových materiálů (interkalovaných jílových
minerálů). Připravené interkaláty se poté pilarují za
účelem získání pravidelné porézní struktury [8,13-17].
Hlavní rozdíl u interkalovaných jílů Al-oxohydroxo
formami je v expanzi mezivrstevního prostoru
na 1,8 nm nebo k menší expanzi na 1,4 nm. Při
mezivrstevní vzdálenosti 1,4 nm mohou mít Aloxohydroxo komplexy dvě hydroxylové skupiny
navázány na oktaedrickou síť. Obecně je známo, že ve
strukturách jílových minerálů smektitického charakteru
pilarovaných při teplotách okolo 400 °C na
mezivrstevní vzdálenost 1,8 nm [16] je vázán v
tetraedrech jeden atom hliníku na 4 atomy kyslíku, nebo
i na hydroxylovou vrstvu. Vyšší hodnota bazální
vzdálenosti jednotlivých vrstev vrstevnaté struktury
nasvědčuje o lepší teplotní stabilitě a vyšší hodnotě
specifického povrchu. Interkalované jílové minerály na
bázi Al-oxohydroxo kationtů s mezivrstevní vzdáleností
okolo 1,4 nm byly připraveny z roztoků obsahujících
Al3+ kation, při hodnotě pH 5 nebo mícháním hydroxidu
hlinitého se suspenzí jílu [13]. Brosset a kol. [17]
s použitím potenciometrické titrace zjistili v roztocích
Al-oxohydroxo kationtů jejich různé formy, např.
[Al6(OH)15]3+ nebo [Al8(OH)20]4+. Hsu a Bates [14] při
narůstající hodnotě pH v roztoku Al-oxohydroxo
kationtů
stanovili
vyšší
obsah
kationu
[Al6(OH)12(H2O)12]6+, který se pravděpodobně vytvořil
z bazické jednotky. Na základě výsledků rtg difrakce
navrhli Rausch a Bale [25] pro molární poměry OH/Al
v rozmezí 1,5-2,5 právě Kegginův kation, který je
stabilní při hodnotě pH 4. Tato forma je známa jako
Al13-Kegginův kation. Nad hodnotou pH 6,5 již dochází
ke srážení a vzniká chlorid hlinitý.
Po interkalaci Kegginova kationu do mezivrství jílového
minerálu se připravený interkalovaný materiál
podrobuje kalcinaci při 400-500 °C po dobu několika
hodin (rovnice 1), který se může následně využít pro
sorpční účely, či jako katalyzátor řady organických
syntéz [18].
2 [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+ → 13 Al2O3 + 14 H+ +
41 H2O
(1)
Vzniká pilarovaný materiál (PILC) se strukturou
podobnou struktuře zeolitů, který bývá stabilní až do
teplot v rozmezí 700-800 °C. Nad touto teplotou již
dochází k rozkladu jílových minerálů [19].
Při teplotě cca 450 °C u Kegginova kationu zanikají
vazby typu -OH, kterými je vázán tento kation
k tetraedrickým sítím ve struktuře jílového minerálu.
Tato změna se projeví na difrakčním záznamu poklesem
hodnoty maxima difrakce d001 z 1,8-1,9 nm na 1,51,6 nm.
PILC materiály se dají připravit i pomocí ultrazvuku.
Poprvé takto připravili PILC materiály na bázi Namontmorillonitu Katdare a kol. [20] za laboratorní
teploty. Interkalační krok se provádí ultrazvukem za
účelem intenzivnější difúze interkalovaného Al kationu,
nebo jeho forem, do struktury jílového minerálu. Tento
proces, jak bylo zjištěno, je vhodný zejména u přípravy
PILC na bázi Ca-montmorillonitů. Fetter a kol. [9,11]
připravili PILC i mikrovlnným způsobem. Pro přípravu
PILC materiálů tímto způsobem byl použit roztok
koncentrace 2,5 mol.l-1 Al až do 50 hm. % suspenze jílu.
Tento článek se věnuje studiu struktury Almontmorillonitů na vzorcích připravených ze sodného
montmorillonitu interkalací Al-oxohydroxo kationty.
Důraz je kladen zejména na chemické vlastnosti
připravených materiálů. Jak je uvedeno v úvodu, názory
na strukturu Al-oxohydroxo kationtů interkalovaných
24
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
do jílových minerálů se velmi různí. Cílem tohoto
článku je vysvětlení základní otázky za jakých
podmínek dochází, či nedochází k interkalaci
Kegginova
kationu
do
struktury
sodného
montmorillonitu SWy-2 v různě kyselém prostředí.
1.
molárním poměru OH/Al 2,5 a HCl (12 hm. %), p.a.
(Merci, s.r.o.).
Pro přípravu Al-interkalátů byl použit jílový minerál
SWy-2 (Na-montmorillonit, Crook County, Wyoming,
USA). Jedná se o sodnou formu montmorillonitu,
upravenou sedimentací za účelem odstranění křemene
ze vzorku o velikosti částic < 5 μm, CEC (kationtová
výměnná kapacita) 0,84 meq.g-1, měrný povrch
27,4 m2.g-1, mezivrstevná vzdálenost d001 = 1,21 nm.
V tab. 1 je uvedeno chemické složení jílu SWy-2.
Krystalochemický vzorec vzorku SWy-2 < 5 μm je:
Na0,38K0,04(Ca0,12Mg0,50Fe0,41Al2,90Ti0,01Mn0,01)(Si8)O20(
OH)4.
Chemikálie, materiály, přístrojové
vybavení a použité metody
1.1 Použité chemikálie a materiály
K přípravě interkalátů a úpravě hodnot pH byly použity
tyto roztoky připravené z komerčního roztoku
Chlorhydrol (Reheis, USA, Al2Cl(OH)5.(2,5 H2O)), o
Tab. 1 Chemická analýza jílu SWy-2 (analytický vzorek)
Tab. 1 Chemical analysis of SWy-2 clay (analytical samples)
jíl
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3
SWy-2
60,40
0,10
17,68
3,90
CaO
Na2O K2O
(hm. %)
0,28
1,47
0,24
MnO
MgO
P2O5
H2O
0,11
2,02
< 0,03
13,35
s dvoubodovou kalibrací na WTW pufry pH 7 a 4.
Úpravy hodnot pH byly prováděny za laboratorní
teploty.
1.2 Přístrojové vybavení
K přípravě a strukturnímu popisu interkalátů na bázi Alpolykationtů-jíl byly použity tyto metody a přístroje.
Stanovení Al3+ kationtů ve filtrátech po interkalaci Aloxohydroxo kationty do SWy-2 bylo provedeno titračně
roztokem chelatonu III, podle normy ČSN 72 0109-1:
1984 [27]. Základní postup rozboru silikátů. Stanovení
oxidu hlinitého titrační metodou.
Chemické složení jílu SWy-2 bylo stanoveno metodou
XRFS na spektrometru Spectro X-LAB (USA).
Pro určení hodnot mezirovinných vzdáleností z
bazálních difrakčních linií d001 vzorků metodou
rentgenové (RTG) práškové difrakce byl použit
difraktometr INEL CPS 120 se širokoúhlým (120°)
zakřiveným pozičně citlivým detektorem CPS 120
(reflexní mód, monochromatické CuK α záření, Ge
monochromátor). Vzorky interkalátů byly měřeny za
laboratorní teploty v rotačním držáku (doba měření
2000 s, napětí 35 kV, proud 20 mA). Ke kalibraci
přístroje byl použit práškový křemík.
Al a veškeré alkálie v interkalátech byly stanoveny na
TraceScan sekvenčním ICP spektrometru s axiální
plazmou na pracovišti Unigeo, a.s. v Ostravě-Hrabové
(ČR) po rozkladu vzorků (0,25 g) dle upraveného
postupu ČSN 72 0101 Základní postup rozborů silikátů,
odstavec 7 [28].
Pro přípravu demineralizované vody bylo použito
zařízení Aqual® 25 (ČR) s reversní osmózou. Vodivost
připravené demineralizované vody byla 0,32 μS/cm a
pH 5,93.
Vzorky byly celkem třepány po dobu 18 hodin na
laboratorní třepačce Multi-Shaker PSU 20, Biosan, se
třemi způsoby třepání: 240 ot./min. orbitálně po dobu
35 s, reciprokálně pod úhlem 180° po dobu 20 s a
vibračně pod úhlem 5° po dobu 5 s.
Vzorky byly sušeny v sušárně při 40 °C typu WST 301
MLW (ČR).
IČ spektra byla měřena technikou KBr tablet, navážka
cca 2-3 mg vzorku s cca 300 mg vysušeného KBr. Směs
vzorku a KBr byla následně homogenizována na
vibračním mlýnku po dobu 15 s a tableta byla
připravena lisováním za vakua. Vzorky byly poté
měřeny na IČ spektrometru Nexus 470 FT-IR Thermo
Nicolet (USA). Parametry měření: 64 skenů, rozlišení
-1
4 cm , apodizace Happ-Genzel. Úpravy naměřených
spekter byly tyto: spektrální odečet spektra KBr,
automatická korekce základní linie, odstranění
valenčních pásů CO2, vztažení spekter na jednotnou
navážku 2 mg.
Pro odstředění všech vzorků byla použita laboratorní
odstředivka Heinz Janetzki S60 KG (Německo), 2000
ot./min., proud 4 A, doba odstředění 70-80 min.
Hodnota výměnné kapacity CEC vzorku SWy-2 byla
určena z uvolněných alkálií po výměně NH4+ iontů přes
octan amonný v ethanolu (96%) v poměru 1:1 [26].
Alkálie po sycení Al-polykationty při různých
hodnotách pH i pro určení CEC byly stanoveny
metodou AAS na přístroji VARIAN AA280FS.
Úprava hodnot pH byla provedena na pH-metru typu
inoLab pH Level 2, WTW GmbH (Německo),
25
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
TG a DSC analýzy interkalátů byly provedeny na
přístroji typu Netzsch STA 449C NETZSCH
(Německo), hmotnost vzorků byla od 9 do 11 mg.
Vzorky byly plynule ohřívány rychlostí 10,0 K/1 min.
do 1200 °C v dynamické atmosféře (vzduch, 100,0
ml/min.). Pro měření byly použity kelímky z α-Al2O3.
nepatrně se zvyšuje obsah adsorbovaného Al. V 1.
promývacím kroku se nejvíce Al uvolňuje z interkalátu
připraveného při pH 2,5 (cca 1,5 mmol.g-1), pak při pH
1,5 a to cca 1 mmol.g-1. Celkové adsorbované množství
Al je nejnižší pro interkaláty připravené při pH 1,5
(0,73 mmol.g-1), nejvyšší pak pro interkalát připravený
při pH 3,8 (1,88 mmol.g-1), viz obr. 1 a tab. 3. Tato
množství adsorbovaného Al jsou v souladu s literaturou
[29] a to 1,8 mmol.g-1. Pro interkaláty připravené
v rozmezí pH 2,5-3,8 se množství adsorbovaného Al již
nemění.
1.3 Použité metody
1.3.1 Příprava interkalovaných jílů
K navážkám (3 g) montmorillonitu SWy-2 (paralelní
stanovení) v PE lahvích o objemu 250 ml, bylo přidáno
200 ml roztoku Chlorhydrolu molárního poměru OH/Al
2,5 (koncentrace hliníku 60,0 mmol.l-1). Hodnoty pH
těchto suspenzí (1,5; 2,5 a 3,8) byly upravovány během
sycení cca po 1-1,5 hod. pomocí HCl (12 hm. %) a poté
byly suspenze znovu třepány. Interkalace (sycení)
roztokem Chlorhydrolu dané koncentrace hliníku byla
opakována 3 stejnými objemy Chlorhydrolu. Celkový
čas sycení byl 18 hod. Poté byly interkaláty 2 promyty
vodou (2 200 ml). Po každém sycení a promytí
následovalo odstředění při 3000 ot./min po dobu 7080 minut a ve všech takto získaných roztocích byl Al
stanoven chelatometricky [27]. Připravené interkaláty
byly následně vysušeny při 40 °C v sušárně a použity na
další analýzy. Vzorky byly označeny jako Al-SWy-2 pH
1,5; Al-SWy-2 pH 2,5 a Al-SWy-2 pH 3,8.
Tab. 2 Chemická analýza interkalátů, analytické vzorky
Tab. 2 Chemical analysis of intercalates, analytical samples
interkaláty
Na
Al-SWy-2
pH 1,5
Al-SWy-2
pH 2,5
Al-SWy-2
pH 3,8
obsah prvků
(hm. %)
K
Ca
Mg
0,07
0,11
<0,004
0,93
11,06
0,06
0,10
<0,004
0,76
14,52
0,06
0,09
<0,004
0,70
14,20
Na obr. 2 je patrná závislost náboje jednotlivých
interkalátů připravených při narůstající hodnotě pH.
Náboj kationu z připadající na jeden atom Al je dán
podílem CEC původního vzorku SWy-2 (0,84 meq.g-1)
a celkového adsorbovaného množství Al v interkalátu
v mmol.g-1 (tab. 3). Nejvyšší náboj je v případě
interkalátu připraveného při pH 1,5 a to +1,15, nejnižší
a nejvíce se přibližující Kegginovu kationu (+0,54, pH
cca 4,00) pro interkalát připravený při pH 3,8 a to
+0,45. Pro 13 atomů Al má Kegginův kation náboj +7.
Pro výše uvedené interkaláty připravené při zvyšujícím
se pH je náboj v rozmezí od +1,15 do +0,45.
Pravděpodobně již dochází k částečné hydrolýze
Kegginova kationu při pH 3,8, jak bylo zjištěno
v pracích Bottera a kol. [2] a Akitta [3]. Hodnota pH je
navíc nižší než 4,00. Je možné, že bude docházet
k interkalaci Kegginova kationu, ale právě nízká
hodnota pH způsobí hydrolýzu Kegginova kationu, což
se projeví poklesem množství Al.
2. Naměřené výsledky a diskuze
2.1 Výsledky saturace interkalovaných jílů
Výsledky saturace ukazují, viz tab. 2, že maximální
adsorbovaná množství Al na SWy-2 při zvyšujícím se
pH (kyselá oblast) stanovená v interkalátech, se zvyšují
vůči obsahu Al v původním vzorku SWy-2 (9,36 % Al,
což odpovídá 17,68 % Al2O3, viz tab. 1) v množství od
1,7 do 5,16 %. Množství kationtů alkalických kovů a
zemin se u připravených interkalátů při narůstající
hodnotě pH při přípravě nemění kromě obsahu Mg,
který má klesající charakter (o 0,2 %). Adsorbované
množství Al na SWy-2 v závislosti na hodnotách pH se
mění následovně: při 1. sytícím kroku narůstá obsah Al
v interkalátech připravených při rostoucím pH od 1,45
do 2,37 mmol.g-1. V dalších sytících krocích již pouze
Tab. 3 Celkový adsorbovaný Al z roztoku poměru OH/Al 2,5 na SWy-2 pro různé hodnoty pH
Tab. 3 Total adsorbed Al from solution ratio OH/Al 2.5 on SWy-2 for various pH values
sycení
interkalát
Al-SWy-2
pH
1,5 a
1,5 b
2,5 a
2,5 b
3,8 a
3,8 b
1.
1,41
1,51
2,58
2,63
2,39
2,35
promytí
2.
0,32
0,27
0,88
0,80
0,12
0,15
Al
3.
0,02
0,03
0,02
0,03
0,00
0,03
26
1.
(mmol.g
1,02
1,05
1,49
1,52
0,61
0,65
2.
celkový
adsorbovaný
Al
-1
)
0,03
0,01
0,02
0,01
0,00
0,02
0,70
0,75
1,97
1,93
1,90
1,86
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
2,2
1,2
2,0
1,8
1,0
náboj z
Al adsorbované
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,8
0,6
0,4
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
ideální náboj Kegginova kationu z = +0,54
4,0
1,0
pH
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
pH
Obr. 1 Průměrné adsorbované množství Al na SWy-2 v závislosti na
hodnotě pH
Fig. 1 Average adsorbed content of aluminium on the SWy-2
depending on the pH value
Obr. 2 Náboj připravených interkalátů v závislosti na hodnotě pH
Fig. 2 Charge of prepared intercalates depending on the pH value
než tomu bylo u SWy-2 (oblast B). V oblasti teplot 450750 °C (oblast C), připadající jen dehydroxylaci, je
pokles hmotnosti nejvýraznější pro interkalát Al-SWy-2
pH 3,8 (až 23 %). Jak lze zjistit, opět nad teplotou
800 °C jsou změny hmotností u všech interkalátů
nepatrné. U interkalátů je však zřetelný posun teplot u
dehydroxylace od 450 do 700 °C vůči SWy-2.
2.2 Termická analýza
Na obr. 3 jsou znázorněny TG křivky SWy-2 a Alinterkalátů připravených při různých hodnotách pH.
Z TG křivky jílového minerálu SWy-2 je patrné, že při
teplotě asi 70 °C je výraznější úbytek hmotnosti (o 5 %)
vlivem dehydratace jílu (oblast A). V rozmezí teplot
150-600 °C
připadající
jak
dehydrataci,
tak
dehydroxylaci (oblast B), je úbytek hmotnosti
v procentech pro SWy-2 velmi nízký. V rozmezí teplot
600-750 °C odpovídající již dehydroxylaci (oblast C), je
opět vidět výrazný pokles hmotnosti (o 4 %). Nad
teplotou 800 °C je pokles hmotnosti v procentech již
zanedbatelný.
DSC křivky (obr. 4), montmorillonitů vykazují dva
(přibližně při 80 a 650 °C), eventuálně tři endotermní
efekty. Třetí endotermní efekt je většinou velmi slabý a
bývá při teplotách 750-760 °C. Při teplotě 930 °C
pozorujeme exotermní efekt, kdy dochází k rozpadu
vrstevnaté struktury montmorillonitu a vzniká Al2O3.
Al-interkaláty na bázi montmorillonitu mají celkem tři
zřetelné endotermní efekty (cca do 100 °C, při 630 a při
740 °C). Po interkalaci Kegginova kationu narůstá
množství vody, které se projeví dvěma výraznými
endotermními efekty při teplotách 630 a 740 °C [30,31].
Pro interkaláty Al-SWy-2, které byly připraveny při
různých hodnotách pH, lze konstatovat, že změna
hmotnosti je nejvýraznější do teploty 150 °C (oblast A),
která je vyšší než u SWy-2 (o 10-13 %). V oblasti teplot
150-450 °C (oblast dehydratace a dehydroxylace) je
vidět mnohem výraznější pokles hmotnosti v procentech
105
85
B
80
C
75
0
1
-2
2
-4
SWy-2
Al-SWy-2 pH 1,5
Al-SWy-2 pH 2,5
Al-SWy-2 pH 3,8
-6
200
400
600
800
1000
0
1200
200
400
2
1
3
0
-1
-2
400
500
600
700
800
900
1000
temperature [°C]
-8
0
3
2
-1
C
A
2 3
DSC [mW.mg ]
TG [%]
90
2
-1
B
95
4
4
SWy-2
Al-SWy-2 pH 1,5
Al-SWy-2 pH 2,5
Al-SWy-2 pH 3,8
DSC [mW.mg ]
A
100
600
800
1000
teplota [°C]
teplota [°C]
Obr. 4 DSC křivky jíly SWy-2 a jeho interkalátů
Fig. 4 DSC curves of clay SWy-2 and their intercalates
Obr. 3 TG křivky jílu SWy-2 a jeho interkalátů
Fig. 3 TG curves of clay SWy-2 and their intercalates
27
1200
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Vlnočty jednotlivých skupin Na-montmorillonitu a Alinterkalátů [32-34]
Tab. 5 Wave numbers of individual groups of Na-montmorillonite
and Al-intercalates [32-34]
Pöpplem a kol. [31] bylo zjištěno, že teplota
dehydroxylace Kegginova kationu je v rozmezí 400500 °C. Pilarované jíly mohou mít takto teplotně
posunutý druhý endotermní efekt až o 35 °C níže, stejně
jako třetí endotermní efekt, což je jasný signál posunu
teplot dehydroxylace, které jsou výsledkem interkalace
Kegginova kationu, jak bylo dokázáno v práci Pöppla a
kol. [31]. Těmito autory bylo následně přesněji
definováno rozhraní pro teplotu dehydratace, které je od
36 do 350 °C a teplotní oblast dehydroxylace od 350 do
800 °C.
Tab. 5
Z DSC křivek je dále vidět, že interkaláty připravené při
vyšším pH (2,5 a 3,8), vykazují posun teploty prvního
endotermního efektu vůči SWy-2 z 65 na 75 či 90 °C
(oblast 1, obr. 4), popřípadě se projeví další nepatrný
endotermní efekt při 145 a 175 °C. Důležitý je však
teplotní posun druhého (oblast 2, obr. 4) o cca -50 °C a
teplotní posun třetího endotermního efektu (oblast 3,
obr. 4) o -30 °C. Právě posuny těchto dvou
endotermních efektů k nižší teplotě jsou příčinou
interkalace Kegginova kationu, jak uvádí Pöppl a kol.
[31]. U všech interkalátů byl pozorován také posun
teplot k vyšším hodnotám u exotermního efektu při
930 °C (oblast 4, obr. 4).
Tab. 4 Endotermní a exotermní efekty jednotlivých vzorků a dané
teploty určené z DSC křivek
Tab. 4 Endothermic and exothermic effects for individual samples
and given temperature determined from DSC curves
označení
vlnočet (cm-1)
popis vibrací
A
3682, 3538
3641, 3334
B
3600-3200
C
1165
D
1125
E
1120
F
1049
G
1035
H
1004
I
935, 921
J
918
K
880
L
849
M
735
N
622, 621,
525, 465
-OH a Al-H2O
Al-interkaláty
široký pás skupin
H-OH
Si-O valenční vibrace
montmorillonitu
Si-Ovrcholový kyslík tetraedru
Al-interkaláty
valenční vibrace Si-O
(montmorillonit)
valenční vibrace Si-O
(montmorillonit)
Si-Obazální kyslík tetraedru
Al-interkaláty
velmi silná vibrace
Si-O vazeb
(montmorillonit)
Al-OH,
Al-interkaláty
Si-O valenční vibrace,
Al-Al-OH
deformační vibrace
Al-Mg-OH
deformační vibrace
Al-OH
interkalované
montmorillonity
Al-O (montmorillonit)
Si-O-Si deformační
vibrace, spojená skupina
Al-O-Si deformační
vibrace (montmorillonit)
teplota (°C)
vzorky
SWy-2
Al-SWy-2 pH 1,5
Al-SWy-2 pH 2,5
Al-SWy-2 pH 3,8
endotermní efekt
65
90
75; 175
75; 145
680; 760
630; 752,5
635; 730
630; 750
exotermní
efekt
930
945
930
927,5
V tab. 4 jsou uvedeny jednotlivé tepelné efekty pro
SWy-2 a Al-interkaláty, jež doplňují informace
k vyhodnocení dat z termické analýzy.
Tichit a kol. [32] zjistili, že pro interkalované
montmorillonity s Al13 formou Kegginova kationu byly
pozorovány změny v tetraedrech montmorillonitu, které
se projeví u pásů při vlnočtech 1125 cm-1 (Si-Ovrcholový
kyslík tetraedru
- valenční vibrace) a při 1035 cm-1 (Si-Obazální
kyslík tetraedru
- kombinovaný typ vibrace deformační i
valenční), a rovněž i při vlnočtu 935 cm-1 (vibrace typu
Al-OH). Změny byly shledány hlavně u intenzit. Co se
týče vlnočtu 1125 cm-1 (Si-Ovrcholový kyslík tetraedru) u všech
interkalátů nebyl zjištěn posun vlnočtu, a to ani při
1035 cm-1 (Si-Obazální kyslík tetraedru), stejně jako při vlnočtu
935 cm-1 (Al-OH vibrace). Pouze došlo ke změně
hodnot intenzit uvedených pásů, které jsou nižší.
Interkalované materiály mají ve srovnání z původním
jílovým minerálem vysoké množství fyzikálně
adsorbované vody a také vody vázané ve struktuře a
uvolněné po dehydroxylaci. Nárůst obsahu vody během
dehydratace je sledován velkou hydratací Kegginova
kationu. V případě dehydroxylace je výsledkem
pravděpodobně ztráta -OH- skupin v Kegginově
kationu. Množství dehydroxylační vody má narůstající
charakter se zvyšující se hodnotou pH u jednotlivých
interkalátů.
Nepatrné změny posunu pásů (posun vlnočtů) byly
zjištěny u všech Al-interkalátů při 710 cm-1, a to posun
pásu
k
vlnočtu
735 cm-1
(Al-O
vibrace
montmorillonitu), stejně jako změny intenzit u pásů při
vlnočtech 849 a 921 cm-1 (vibrace montmorillonitu).
Kloprogge a kol. [34] rovněž pozorovali tyto změny,
především vyšší intenzity pásů Al-OH vibrací při 921 a
849 cm-1 pro Al-interkaláty na bázi montmorillonitu.
Interkalované montmorillonity s Al13 formou mají
2.3 Infračervená spektroskopie
Na obr. 5 jsou znázorněna IČ spektra vzorku SWy-2 a
interkalovaných Al-SWy-2 vzorků připravených při pH
1,5; 2,5 a 3,8. Popis jednotlivých vlnočtů je také uveden
v tab. 5.
28
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
valenční pásy -OH v Al-OH skupině při vlnočtech 3682
a 3538 cm-1 a -OH valenční vibrace pak ve skupině AlH2O při vlnočtech 3641 a 3334 cm-1, kde dochází ke
změně intenzit, jak bylo zjištěno i Brydonem a
Kodamou [33]. Bylo pozorováno rozšíření pásu při
vlnočtu 3641 a 3334 cm-1, což je v souladu s výskytem
Kegginova kationu v mezivrství, popř. jeho
hydrolyzovaných forem. Právě rozšíření pásů v těchto
popsaných oblastech, navíc i při 1125 a 1035 cm-1, bylo
zjištěno také u interkalátů, nejvíce však pro interkalát
Al-SWy-2 pH 3,8 [33]. Největší změny (posun vlnočtů
a zvýšení, či snížení intenzit) byly u IČ spekter
pozorovány právě pro interkalát při pH 3,8. Uvedené
závěry plně souhlasí s daty termické analýzy, kde byly
také nalezeny nejvýraznější změny pro tento interkalát
hlavně v oblasti obsahu vod. Ostatní změny pro
interkaláty u Si-O vazeb, připadajících montmorillonitu
při 467 a 523 cm-1, nebyly tak výrazné.
RTG práškové difrakce bylo autory [16,35,36] zjištěno,
že u pilarovaných montmorillonitů, saponitů a hektoritů
po sorpci Al13 kationu se hodnota mezivrstevní
vzdálenosti pohybuje v rozmezí 1,70-1,85 nm.
Například Wolters a Emmerich [19] zjistili po
interkalaci Kegginovým kationem hodnotu d001 1,81,9 nm, avšak vlivem pilarování tato hodnota poklesla
na 1,5-1,6 nm. Dá se tedy konstatovat, že interkaláty
připravené při pH 2,5 a 3,8 budou obsahovat Kegginův
kation, viz d001 při 450 °C. Při interkalaci bude v
mezivrství jak Kegginův kation, tak i jeho
hydrolyzované formy.
Tab. 6
Tab. 6
Hodnoty mezirovinných vzdáleností d001 z rtg difrakce.
X-ray diffraction - d001 interlayer spaces for prepared
materials
vzorky
2.4 RTG prášková difrakce interkalátů
d001 (nm)
40 110 450
teplota ohřevu
Touto metodou byly doplněny informace o změnách
mezivrství po interkalaci Al-oxohydroxo kationtů do
SWy-2 v kyselé oblasti pH. Z tab. 6 a obr. 6 plyne
skutečnost, při rostoucím pH dochází u interkalátů k
rozšíření mezivrství z hodnoty 1,21 na 1,66 nm. Při
ohřevu interkalátů na 110 °C (4 hod.) se zvýší
mezivrstevní vzdálenost z 1,06 na 1,71 nm a při
kalcinaci (450 °C/4 hod.) z 0,95 na 1,72 nm. Metodou
SWy-2
Al-SWy-2 pH 1,5
Al-SWy-2 pH 2,5
Al-SWy-2 pH 3,8
A A A
(°C)
1,21
1,51
1,66
1,66
1,06
1,23
1,64
1,71
0,95
1,45
1,72
1,72
C,D,E,F,G
M
Al-SWy-2 pH 3,8
K,L
N
H
absorbance
Al-SWy-2 pH 2,5
Al-SWy-2 pH 1,5
B
SWy-2
vlnočet [cm-1]
Obr. 5 IČ spektra SWy-2 a jeho interkalátů, vztaženo na navážku 2 mg
Fig. 5 IR spectra of SWy-2 and its intercalates, calculated for the weight of 2 mg
29
I,J
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
1,66 nm
Al-SWy-2
Al-SWy-2pH
pH3,8
3,8
Al-SWy-2
Al-SWy-2pH
pH2,5
2,5
intenzita
1,51 nm
1,21 nm
Al-SWy-2 pH 1,5
Al-SWy-2 pH
1,5
SWy-2
SWy-2
°2Θ/CuKα
Obr. 6 RTG difrakční záznamy SWy-2 a Al-interkalátů připravených pro různá pH při 40 °C
Fig. 6 X-ray diffraction patterns SWy-2 and Al-intercalates prepared for different pH values at 40 °C
se zvyšuje množství Al lineárně, přičemž nejnižší obsah
Al je pro Al-interkalát připravený při pH 1,5, kde
dochází pravděpodobně již k rozpadu jílového materiálu
vlivem nízké hodnoty pH, což se projeví i nízkou
hodnotou d001.
2,0
Al-SWy-2 a
Al-SWy-2 b
1,8
pH 2,5
pH 3,8
d001
1,6
1,4
Obr. 8 znázorňuje změnu d001 hodnot Al-interkalátů při
různých hodnotách pH během jejich přípravy. Hodnoty
d001 se nemění již od pH 2,5.
pH 1,5
1,2
Závěr
1,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
V článku byla studována interkalace Al-oxohydroxo
kationtů v kyselém prostředí do struktury jílového
minerálu montmorillonitu (SWy-2) a následně pak
věnována pozornost struktuře těchto připravených Alinterkalátů.
K interkalaci
byl
použit
roztok
Chlorhydrolu molárního poměru OH/Al 2,5 z různě
kyselého prostředí (pH 1,5; 2,5 a 3,8). Roztok
Chlorhydrolu pro přípravu Al-interkalátů, včetně
podrobného popisu struktury těchto interkalátů, nebyl
dosud takto souhrnně studován. Na základě analýz bylo
zjištěno, že nejvyšší adsorbované množství Al u Alinterkalátů bylo dosaženo v rozmezí pH 2,5-3,8 (cca
2 mmol.g-1). Při hodnotě pH 1,5 je adsorbované
množství Al asi o polovinu nižší. Náboj kationu
připadající na jeden atom Al, který byl vypočten, klesá
při narůstající hodnotě pH z hodnoty +1,15 na +0,45,
přičemž ideální Kegginův kation má náboj +0,54.
Dochází tedy nejen k interkalaci tohoto kationu, ale také
hlavně jeho hydrolyzovaných forem. Z DSC analýz Alinterkalátů byly zjištěny tři endotermní efekty (75-100;
630 a 730 °C). Při interkalaci dochází i ke zvýšení
obsahu vody obsažené v interkalátech. Byl dokázán
rovněž teplotní posun dvou endotermních efektů u Alinterkalátů. Ve srovnání s původním SWy-2 byly
největší posuny pozorovány u interkalátu připraveného
při pH 3,8 a to o -50 °C při cca 650 °C a o -30 °C při
-1
Aladsorbované [mmol.g ]
Obr. 7
Fig. 7
Hodnoty mezivrstevné vzdálenosti d001 v závislosti na
adsorbovaném Al u interkalátů
X-ray interlayer distance d001 depending on the adsorbed
aluminium for intercalates
2,0
Al-SWy-2 a
Al-SWy-2 b
1,8
d001
1,6
1,4
pH 2,5
pH 3,8
pH 1,5
1,2
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
pH
Hodnoty mezivrstevní vzdálenosti d001 v závislosti na
hodnotě pH u interkalátů
Fig. 8 X-ray interlayer distance d001 depending on the pH value for
intercalates
Obr. 8
Na obr. 7 lze vidět závislost d001 hodnot Al-interkalátů
na adsorbovaném množství Al. S rostoucí hodnotou pH
30
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Zkušebnictví, měřictví, laboratorní metody
Testing, Measurement, Laboratory Methods
cca 745 °C. U všech IČ spekter Al-interkalátů bylo
pozorováno
především rozšíření pásů připadající
vibracím Si-Ovrcholový kyslík a bazální kyslík tetraedru vazeb, které
jsou dokladem interkalace Kegginova kationu. Metodou
RTG práškové difrakce bylo zjištěno rozšíření
mezivrství u Al-interkalátů z 1,21 (SWy-2) na 1,51 nm
(Al-SWy-2 pH 1,5) a 1,66 nm (Al-SWy-2 pH 2,5 a 3,8).
Pilarováním Al-interkalátů při 450 °C došlo ke zvýšení
mezivrstevné vzdálenosti u Al-interkalátů připravených
při pH 2,5 a 3,8 na 1,72 nm, což je důkazem interkalace
Kegginova kationu do mezivrství SWy-2. Ve srovnání
s dosud publikovanými poznatky bylo zjištěno širší
rozmezí pH, ve kterém se vyskytovaly formy
Kegginova kationu a zejména jeho hydrolyzovaných
forem.
[10] AOUAD, A., MANDALIA, T., BERGAYA, F. A novel method
of Al-pillared montmorillonite preparation for potential industrial upscaling. Applied Clay Science, 2005, 28, pp. 175–182.
[11] FETTER, G., HEREDIA, G., VELAZQUEZ, L.A., MAUBERT,
A.M., BOSCH, P. Synthesis of aluminium-pillared montmorillonites
using highly concentrated clay suspensions. Applied Catalysis A:
General, 1997, 162, pp. 41–45.
[12] SALERNO, P., MENDIOROZ, S. Preparation of Al-pillared
montmorillonite from concentrated dispersions. Applied Clay Science,
2002, 22, pp. 115–123.
[13] PLEE, D., BORG., F., GATINEAU, L., FRIPIAT, J.J. J. Am.
Chem. Soc., 1985, 107, pp. 2362–2369.
[14] HSU, P.H., BATES, T.F. Clays Clay Miner., 1968, 16, 303.
[15] PONCELET, G., BRINDLEY G.W. Am. Minerals, 1967, 52,
1161.
[16] VAUGHAN, D.E.W., LUSSIER, R.J. „Proceedings of the
International Conference on Zeolithes, 5th”. 1980, Rees, L. V., Ed,
Hezden: London, p. 94.
Výsledkem studia je rovněž zjištění, že z časových
důvodů k přípravě Al-interkalátů je vhodnější roztok
Chlorhydrolu než jsou dosud používané interkalační
roztoky, které je nutno připravit pomalou titrací AlCl3
pomocí NaOH.
[17] BROSSET, C., BIEDERMANN, G., SILLEN, L.G. Acta Chem.
Scand., 1954, 8, pp. 1917–1926.
[18] GIL, A., GANDIA, L.M., VICENTE, M.A. Recent advances in
the synthesis and catalytic applications of pillared clays. Catalyst
Reviews, 2000, 42, 1, pp. 145–212.
[19] WOLTERS, F., EMMERICH, K. Thermal reactions of smectitesRelation of dehydroxylation temperature to octahedral structure.
Thermochimica Acta, 2007, 462, Issues 1-2, pp. 80–88.
Roztok Chlorhydrolu pro interkalaci je vhodný, jelikož
příprava Al-interkalátů potřebuje méně času, než
interkalační roztoky připravené titrací AlCl3 pomocí
NaOH.
Poděkování
Autoři článku děkují za institucionální podporu
Regionálnímu materiálově technologickému
výzkumnému centru (RMTVC) a to projektu
č. CZ.1.05/2.1.00/01.0040 a též projektu Specifického
výzkumu SP 2012/29.
[20] KATDARE, S.P., RAMASWAMY, V., RAMASWAMY, A.V.
Intercalation of Al oligomers into Ca2+-montmorillonite using
ultrasonics. Journal of Material Chemistry, 1997, 7, 11, pp. 2197–
2199.
[21] DE ANDRÉS, A.M., MERINO, J., GALVÁN, J.C., HITZKY,
E.R. Synthesis of pillared clays assisted by microwaves. Materials
Research Bulletin, 1999, 34, 4, pp. 641–651.
[22] LAHAV, N., SHANI, U.J., SHABTAI, J. Clays Clay Miner.,
1978, 26, 107.
[23] LAHAV, N., SHANI, U.J. Clays Clay Miner., 1978, 26, 116.
Literatura
[24] JACOBS, P., PONCELET, G., SCHUTZ, A. Fr. Pat. 2512043,
1982.
[1] JOHANSSON, G. On the Crystal Structure of Some Basic
Aluminium salts. Acta Chem. Scand., 1960, 14, 771.
[25] RAUSCH, W., BALE, H.D. J. Chem. Phys., 1964, 40, 3891.
[26] MADEJOVÁ, J., KOMADEL, P. FTIR techniques in clay
mineral studies. Clays and Clay Minerals, 2001, 49, 5, pp. 410–432.
[2] BOTTERO, J.Y., CASES, J.M., FIESSINGER, F., POIRIER, J.E.
Studies of Hydrolyzed Aluminium Chloride Solutions. 1. Nature of
Aluminium Species and Composition of Aqueous Solutions. J. Phys.
Chem., 1980, 84, 2933.
[27] NORMA ČSN 72 0109-1: 1984. Základní postup rozboru
silikátů. Stanovení oxidu hlinitého titrační metodou.
[28] NORMA ČSN 72 0101: 1984. Základní postup rozborů silikátů,
odstavec 7.
[3] AKITT, J.W. Multinuclear Studies of Aluminium Compounds.
Prog. Nuc. Magn. Reson. Spectr., 1989, 21, 1.
[29] ALTUNLU, M., YAPAR, S. Effect of OH-/Al3+ and Al3+/clay
ratios on the adsorption properties of Al-pillared bentonites. Colloid
and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2007, 306, 1-3, pp. 88–
94.
[4] ČAPKOVÁ, P., DRIESSEN, R.A.J., NUMAN, M., SCHENK, H.,
WEISS, Z., KLIKA, Z. Molecular simulations of montmorillonite
intercalated with aluminium complex cations; Part I, Intercalation
with [Al13O4(OH)(24+x)(H2O)(12-x)]((7-x)+). Clays and Clay minerals, 1998,
Vol. 46, No. 2, pp. 232–239.
[30] EMREOL, M. Adsorption properties of Al-pillared bentonites
synthetized by microwave method. Master of Science Thesis, 2007,
Ege university, Bornova Izmir, Turkey, 76 pages.
[5] ČAPKOVÁ, P., DRIESSEN, R.A.J., NUMAN, M., SCHENK, H.,
WEISS, Z., KLIKA, Z. Molecular simulations of montmorillonite
intercalated with aluminium complex cations; Part II, Intercalation
with Al(OH)3–fragment polymers. Clays and Clay minerals, 1998,
Vol. 46, No. 2, pp. 240–244.
[31] PÖPPL, L., TÖTH, M., PASZLI, I., IZVEKOV, V., GABOR, M.
Synthesis and characterizations of hydroxy-aluminium cross-linked
montmorillonite. Journal of Thermal Analysis, 1998, 53, pp. 585–596.
[6] SCHOONHEYDT, R.A. Smectite-type clay minerals as
nanomaterials. Clays and Clay minerals, 2002, Vol. 50, No. 6, pp.
411–420.
[32] TICHIT, D., FAJULA, F., FIGUERAS, F., DUCOURANT, B.,
MASCHERPA, G., GUEGUEN, C., BOUSQUET, J. Clays Clay
Miner., 1988, 36, 369.
[7] SCHOONHEYDT, R.A., PINNAVAIA, T., LAGALY, G.,
GANGAS, N. Pillared clays and pillared layered solids. Pure Appl.
Chem., 1999, Vol. 71, No. 12, pp. 2367–2371.
[33] BRYDON, J.E., KODAMA, H. Am. Miner., 1966, 51, 875.
[8] BRINDLEY, G.W., SEMPELS, R.E. Preparation and properties
of some hydroxy-aluminium beidellites. Clay Minerals, 1977, 12, pp.
229–237.
[35] KLOPROGGE, J.T., FRY, R., FROST, R.L. Journal of Catalysis,
1999, 184, pp. 157–171.
[34] KLOPROGGE, J.T., BOOIJ, E., JANSEN, J.B.H., GEUS, J.W.
Clay Miner., 1994, 29, 153.
[36] KHALAF, H., BOURAS, O., PERRICHON, O.V. Synthesis and
characterisation or Al-pillared and cationic surfactant modified
Algerian bentonite. Microporous Materials, 1997, 8, pp. 141–150.
[9] FETTER, G., HEREDIA, G., MAUBERT, A.M., BOSCH, P.
Journal of Material Chemistry, 1996, 6, 11, 1857–1858.
Recenze: RNDr. Marta Valášková, DrSc.
31
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
počítačová simulace,
výpočetní metody
Numerická simulace a optimalizace charakteru tuhnutí a pásmových
vycezenin v ocelovém odlitku nosného kruhu
Numerical Modeling and Optimization of Thermal Behavior and A-segregates
in a Load-carrying Steel Ring Casting
Ing. Petr Kotas, Ph.D., prof. Jesper Henri Hattel, Ph.D., Department of Mechanical Engineering, Technical
University of Denmark Kgs. Lyngby, Denmark, Ing. Zdeněk Carbol, Vítkovice Heavy Machinery, a.s., Ostrava
V tomto příspěvku jsou prezentovány výsledky a poznatky získané ze simulací a následné více-cílové numerické
optimalizace gravitačně litého ocelového odlitku nosného kruhu. Hlavním cílem bylo poukázat na možnosti, které
nabízí spojení klasické numerické analýzy s optimalizační metodou založenou na genetických algoritmech. V tomto
projektu jsou zároveň prezentovány přínosy teplotních kritérií pro simulaci a následnou numerickou optimalizaci
výskytu pásmových A-vycezenin. Jedno konkrétní kritérium bylo použito a integrováno do komerčního simulačního
softwaru MAGMAsoft. Toto kritérium poté slouží k predikci výskytu a velikosti pásmových A-vycezenin uvnitř
masivního ocelového odlitku nosného kruhu. Experimentálně získaná data ze slévárny zde slouží k validaci daného
kritéria a ke stanovení kritické hodnoty výskytu vycezenin pro konkrétní slitinu. Původní technologický návrh je
následně podroben numerické optimalizaci v nádstavbovém modulu MAGMAfrontier, kde jsou hledány
nejoptimálnější tvary a velikosti horního celo-obvodového nálitku, bočních a spodních chladičů, za pomoci již
zmíněných genetických algoritmů. Cílem optimalizace je pak nastolit v odlitku usměrněný a progresivní charakter
tuhnutí směrem k hornímu nálitku, díky němuž budou eliminovány vady nacházející se v původní technologii
nosného kruhu.
In this paper, results and findings obtained from a numerical analysis coupled with a subsequent autonomous
optimization technique are presented. The aim has been to show the major benefits of this coupling between a
standard fluid flow/ thermal analysis of a given casting layout and a fully automated optimization based on genetic
algorithms. Next, a methodology on how to exploit thermal criteria for modeling and optimizing, i.e. minimizing the
formation of A-segregates is presented. One specific thermal criterion has been incorporated into a transient 3D
thermal fluid model inside a commercial simulation software package MAGMAsoft. It is then used for predicting the
presence and magnitude of A-segregates inside a large steel load-carrying ring. The experimental data obtained
from a manufacturing foundry serve to establish the basic validity of the given criterion and to evaluate the critical
value for A-segregate initiation for one alloy composition. Based on the initial casting process assessment, multiobjective optimization of the solidification pattern of the considered steel part followed using the add-on
optimization module MAGMAfrontier. This is a multi-objective optimization problem, where unknown optimal
shapes and sizes of the top riser and chills are sought using genetic algorithms to establish a better solidification
pattern and thermal conditions inside the steel load-carrying ring, which would eliminate the likelihood of
centerline porosity and A-segregates while simultaneously considering their impact on centerline porosity, the
macrosegregation pattern. In the optimization problem, the dimensions of the top riser and the chills were
prescribed as design variables together with the allowed ranges of variation. After optimization, one solution was
selected from the design space. The new shapes of the top riser and the new chill arrangement led to significant
improvements in the solidification pattern of the selected optimized solution. More pronounced cooling established
favorable temperature gradients and induced progressive and directional solidification not only in the problematic
area, but also in the entire casting. As a result of steeper thermal gradients, the mushy zone was decreased and its
permeability was lowered, imposing higher resistance for liquid–solid movement and for potential channel
segregation.
32
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Limitací všech simulačních nástrojů je skutečnost, že
analyzují pouze daný stav technologického návrhu a
samy o sobě nedokáží technologovi poradit, co zlepšit
nebo jakým směrem se vydat, aby daného zlepšení
dosáhl. Výhodou by bylo, kdyby počítač dokázal zcela
automaticky
vyhodnotit
odsimulované
varianty
s ohledem na předem stanovené cíle, (např. minimum
staženin), následně by sám vytvořil nové lepší varianty
a zanalyzoval je stejným způsobem, aby bylo dosaženo
optimálního řešení daného problému. Spojením nástroje
pro numerickou simulaci s optimalizačními algoritmy
tak dojde k vytvoření plně automatizovaného
optimalizačního nástroje, který dokáže najít a
kvantifikovat
optimální
hodnoty
proměnných
stanovených uživatelem a tím optimalizovat daný
slévárenský proces vzhledem k předem určeným cílům.
celoobvodového nálitku, počet dělicích jader a veškeré
tvary a objemy chladítek včetně chladicí desky, která
byla nově umístěna pod odlitkem.
Na základě uživatelsky zadaných proměnných bylo
automaticky
vygenerováno
100
možných
technologických variant. Následně, za pomoci
zmíněných evolučních algoritmů, bylo automaticky
vytvořeno, prověřeno a zanalyzováno 3000 nových
technologických návrhů – bez jakéhokoliv zásahu
uživatele.
Sám optimalizační modul z tohoto celkového množství
variant vybral 10 kandidátů, kteří nejlépe splňovali
stanovené optimalizační cíle. Těchto deset variant bylo
porovnáno s dalšími kritérii důležitými z hlediska
celkové kvality odlitku. Na základě tohoto porovnání
byly z původních deseti technologických návrhů
vybrány tři. Ty byly poté detailně zanalyzovány a z nich
byl vybrán optimální. Optimalizovaný návrh byl
porovnán s původní technologií v simulačním programu
a výsledky výpočtů byly prezentovány zadavateli
projektu.
Základním kamenem numerické optimalizace, která je
zde použita, jsou tzv. genetické algoritmy [1], fungující
na principu evoluce, (tzn. přirozené selekce, mutace,
křížení daných jedinců a principu, že přežije ten
nejsilnější jedinec, tedy technologický návrh, který
nejlépe splňuje optimalizační cíle). Následně jsou
optimalizačním programem vybrány a zvýrazněny
nejlepší technologické návrhy, aby se uživatel nemusel
osobně sám zabývat vyhodnocováním velkého množství
technologických variant.
1.
Popis optimalizačního modulu
MAGMAfrontier je nástroj založen na genetických
algoritmech. Umožňuje plně automatickou počítačovou
optimalizaci procesních podmínek, výrobních parametrů
a technologií všech typů slévárenských procesů. Mimo
jiné lze optimalizovat následující [5]:
 Optimalizace geometrie - minimalizace staženin,
ředin a jiných vad díky vhodnému nadimenzování
nálitků, chladítek a vtokových soustav.
 Procesní optimalizace - minimalizace tepelného
namáhání ocelových forem díky optimalizovanému
systému chlazení, času otevření forem a vhodnému
postřiku. Stanovení vhodného času pro vytlučení
odlitků z pískové formy. Optimalizace plnění dutin
forem díky vhodné geometrii vtokových soustav,
minimalizace teplotních rozdílů během plnění.
 Optimalizace napětí a deformací - minimalizace
deformací, zbytkových pnutí, trhlin a praskllin.
 Inverzní optimalizace - určení termo-fyzikálních
vlastností pískových směsí, izolačních obkladů na
základě experimentálně změřených dat, což vede ke
zpřesnění numerických simulací, jelikož vlastnosti
pískových směsí v simulaci přesně odpovídají
směsím, které používá daná slévárna.
Při použití evolučních algoritmů lze řešit vícecílové
problémy, kde se stanovené cíle i navzájem vylučují,
například
minimalizace
velikosti
nálitků
vs.
minimalizace staženin. Navíc, optimalizační proměnné
mohou mít diskrétní hodnoty. Při použití vícejádrových
pracovních stanic, či serverů, lze celý optimalizační
proces paralelizovat a tak zkrátit výpočetní čas.
Detailnější popis výše zmíněných optimalizačních
metod uvádí literatura [1-4].
Projekt, který je zde představen, byl realizován v rámci
spolupráce mezi Dánskou Technickou Univerzitou a
firmou Vítkovice Heavy Machinery, a.s. Cílem bylo
provést analýzu s následnou numerickou optimalizací
technologie gravitačně litého odlitku nosného kruhu
s ohledem na lepší využití tekutého kovu, charakter
tuhnutí a minimalizaci vyskytujících se vad.
Původní technologický návrh způsobil vznik
nepřípustných vad typu ředin a pásmových vycezenin
typu A uvnitř odlitku, což vedlo ke zmetkování daného
kusu. Proto byla tato problémová technologie
podrobena numerické optimalizaci v optimalizačním
modulu MAGMAfrontier [5], který využívá výše
popsané genetické evoluční algoritmy.
2.
Numerický model
Simulace licího cyklu, tuhnutí,
chladnutí daného
odlitku a jeho následná optimalizace byly provedeny
v simulačním programu MAGMAsoft [6]. Ve zkratce
by se dala simulace plnění a tuhnutí popsat takto:
Během plnění je rychlostní pole získáno řešením zákona
zachování hybnosti (Newtonův 2. Zákon ve 3D), viz
rovnice (1) a (2) a rovnice kontinuity (zákon zachování
hmotnosti, viz rovnice (3), a to za předpokladu, že se
jedná o nestlačitelné (ρ = konst.) a Newtonské kapaliny.
Vše pak je formulováno dle odkazu [7]:
Před samotnou optimalizací bylo nutné si stanovit
optimalizační cíle. Snahou bylo najít optimální tvar
nálitku pro lepší využití tekutého kovu, a zároveň
optimální tvary a umístění chladičů pro minimalizaci
výše zmíněných vad. Poté bylo nezbytné určit, jaké
parametry
budou
modifikovány
(optimalizační
proměnné), aby numerický optimalizátor mohl splnit
stanovené cíle. Bylo rozhodnuto měnit tvar
33
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
 ji, j  pi   ui   (u j ui , j )
(1)
 ij   ij p   (ui , j  u j ,i )
(2)
ui ,i  0
(3)
furanovou pryskyřicí. Horní celoobvodový nálitek
obsahoval šest dělicích jader, která následně
usnadňovala upalování nálitku. Nálitek byl jak na
vnitřním, tak i na vnějším obvodu opatřen izolací z
cihel. Po nalití byla hladina ošetřena exotermickým
zásypem, který byl po svém vyhoření překryt izolačním
zásypem.
Původní technologie byla plněna tangenciálně spodem,
což je obecně považováno za nejlepší způsob, jak se
vyhnout desintegraci a následné oxidaci taveniny během
plnění [8]. Licí teplota byla 1540°C. Čas plnění do
jedné třetiny nálitku byl 180 s.
kde σ je komponent vnějšího napětí (normálové nebo
smykové), p je tlak, ρ je hustota kapaliny a u jsou
komponenty rychlosti. Uvedený matematický popis je
ve spojení se zákonem zachování energie, včetně členů
popisujících proudění pro získání teplotních polí během
plnění [7], viz rovnice (4):
(4)
Celkem byly použity čtyři pánve. Po dvou hodinách
následovalo dolití nálitku, což představovalo zhruba 40
tun kovu, pro zvýšení teplotního gradientu a nastolení
usměrněného tuhnutí směrem k nálitku. K tomuto účelu
byla použita separátní vtoková soustava.
c pT  ui ( c pT ),i  (kT,i ),i  Q 
.
kde ρ je hustota kapaliny, cp je měrné teplo, T je změna
teploty, u je komponent rychlosti, k je tepelná vodivost
 
aQ
je komponent charakterizující vnitřní generování
tepla. Plnění je potom následováno analýzou tuhnutí, ve
které je zákon zachování energie ve formě rovnice (4)
v podstatě řešen znovu, ale již v kombinaci s uvolněním
latentního tepla.
Pro zintenzivnění tuhnutí odlitku byla použita ocelová
chladítka jak na vnitřním, tak na vnějším obvodu
odlitku. Tato chladítka se nacházela 25-30 mm ve stěně
formy. Bezkontaktní chladítka byla použita pro
zamezení rizika vzniku povrchových trhlin, ale na
druhou stranu měla horší chladící účinek. To v praxi
znamenalo, že začala chladit přibližně po 90 min. po
odlití. Dno odlitku nebylo chlazeno kvůli umístění
vtokové soustavy.
Je třeba zdůraznit, že během tuhnutí, člen popisující
proudění v rovnici (4) – druhý člen zleva, reprezentuje
přirozenou tepelnou konvekci uvnitř taveniny a
dvoufázového pásma. Z toho vyplývá, že tepelná
konvekce může mít značný vliv na teplotní pole během
tuhnutí, zvlášť takto velkých odlitků, jako je uvažovaný
nosný kruh.
V rámci numerické analýzy jsou všechny parciální
diferenciální rovnice (1-4) řešeny provázaně, jak při
plnění, tak během následného tuhnutí. Tím je tepelná
konvekce u simulace tuhnutí brána v potaz.
Během numerické optimalizace je tepelná konvekce
zanedbána, a tudíž je řešena pouze zkrácená verze
rovnice (4) bez členu ui(ρcpT),i, viz rovnice (5):
c pT  (kT,i ) ,i  Q 
Obr. 1 Původní technologický návrh nosného kruhu, který byl
podroben numerické optimalizaci. Písmena A, B, C indikují
skupiny geometrických proměnných pro následnou
optimalizaci. Nálitek je značen zeleně, dělící jádra žlutě,
chladítka světle modře, vtoková soustava hnědě a samotný
odlitek šedě.
Fig. 1 The original layout of the steel ring which was subsequently
subjected to optimization. Characters A, B, C indicate groups
of design variables for the subsequent optimization. The top
riser is green, the casting is grey, the gating system is brown,
cores are yellow and chills are light blue.
(5)
což vede ke zjednodušení daného problému a ke
značnému zkrácení celkového času optimalizačního
výpočtu. Jak bude ukázáno v následujícím textu, tento
zjednodušený postup přesto stále ukazuje správné
tendence a trendy, a to do takové míry, že může být
nalezeno optimální řešení k danému technologickému
problému.
3.
4.
Nastavení numerických simulací
Výpočetní numerická síť pro samotný odlitek nosného
kruhu byla tvořena přibližně 1,8 miliony kontrolních
elementů pro detailní zachycení všech geometrických
tvarů a tím pro zpřesnění výpočtu. Písková forma včetně
jádra byla tvořena 20 000 000 kontrolními elementy.
Popis analyzovaného odlitku
V tomto projektu byl řešen ocelový odlitek nosného
kruhu, viz obr. 1, vážící 246 tun, (maximální výška =
2175 mm, měřeno od spodu kruhu až po povrch nálitku,
maximální průměr = 7909 mm, měřeno na povrchu
nálitku), odlitého z nízko-uhlíkové oceli DIN 1.1165, a
zaformovaného do křemičité pískové směsi pojené
Teplotně závislé termo-fyzikální vlastnosti všech
uvažovaných materiálů byly získány z integrované
databáze použitého simulačního programu.
I když je obecně známo, že pro simulaci lití do
pískových forem se mohou použít konstantní
34
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
koeficienty přestupu tepla mezi jednotlivými materiály,
pro zpřesnění simulace byly použity koeficienty závislé
na teplotě.
zůstanou zachovány, aby se nemusel přepracovávat
dřevěný model, a pouze se bude optimalizovat počet
(mezi 4 až 20 jádry) a tloušťka dělicích jader v nálitku.
Tím by mělo dojít ke snížení hmotnosti tekuté fáze, bez
zbytečných nákladů na nový model. Navíc, větší počet
dělicích jader ulehčí proces upalování nálitku a dojde
k dalšímu snížení nákladů na energii a práci.
Nevýhodou pískových dělicích jader, pokud je jejich
objem příliš velký, je fakt, že se pod nimi často
nacházejí drobné staženiny, což ale optimalizátor bere
v potaz.
Pro takto hmotné a tlustostěnné odlitky většinou platí,
že plnění neovlivní rozložení teplotních polí v odlitku.
Proto byl vliv doby plnění zanedbán a tím značně
zkrácena doba výpočtu. Plnění bylo simulováno pouze
pro původní a finálovou optimalizovanou technologii
nosného kruhu.
Samozřejmě, pokud by se jednalo o velký, ale
tenkostěnný odlitek, plnění by bylo simulováno bez
jakékoliv diskuse.
Celkově bylo definováno 11 nezávislých geometrických
proměnných (tj. to, co se bude měnit během
optimalizace), viz obr. 1. Skupina A zahrnovala počet a
tloušťku dělicích jader v nálitku. Skupina B zahrnovala
výšku a tloušťky jednotlivých segmentů vnějších
chladičů. Skupina C pak zahrnovala tloušťky a výšku
vnitřních chladičů a tloušťku spodní chladicí desky.
Díky rotační symetrii odlitku bylo možno v
optimalizačních výpočtech počítat pouze s jednou
polovinou odlitku. Program potom uvažuje symetrii na
ploše odlitku, kterou prochází virtuální dělicí řez. To
znamená, že podle tzv. adiabatické okrajové podmínky
[6] v dané dělicí ploše nedochází k žádnému přenosu
tepla, ani hmoty. Tento řez bylo možné udělat pouze za
předpokladu, že plnění není simulováno, čili pouze
během optimalizace. Při simulaci původního a
optimalizovaného návrhu byla kvůli simulaci plnění
uvažována celá geometrie nosného kruhu.
Každá z proměnných byla držena v určitých mezích pro
zamezení vzniku v praxi nepoužitelných tvarů a
technologických návrhů nálitku a chladítek.
Takto definovaná numerická optimalizace je uvnitř
optimalizátoru matematicky popsána následovně:
Kritérium pro predikci pásmových vycezenin bylo
vyhodnocováno při specifické teplotě, která je
definována jako Tliq – 0.2*(Tliq – Tsol). Při této teplotě je
uvažováno, že podíl tuhé fáze ve dvoufázovém pásmu
dosahuje 30 - 40 % celkového objemu, což je hodnota,
při které se nejčastěji začínají formovat pásmové
vycezeniny. Více informací k použitému kritériu zde
nemůže být sděleno, dokud nebudou zveřejněny daným
časopisem [9, 10].
5.
Minimalizuj
f1(x) = hodnota kritéria pro predikci ředin
Minimalizuj
f2(x) = hodnota kritéria pro výskyt
pásmových vycezenin
Odstraň
návrhy kde
Použij
proměnné
Staženiny( x)  0%
g x   
V pvodního nálitku  Vnového


(
x
)

0
nálitku

A1-2, B1-4, C1-5
První skupina, takzvaná první generace technologických
variant, čítala 100 členů. Těmito členy jsou různé
technologické návrhy, které optimalizátor sám
vygeneroval na základě kombinací námi definovaných
proměnných. Jsou to tedy různé, ale ne náhodné
kombinace proměnných. K jejich vygenerování byla
použita statistická metoda Sobol [11], která se snaží
vybrat takové varianty, aby bylo co nejlépe pokryto celé
pole všech možných kombinací.
Definování numerické optimalizace
Cílem numerické optimalizace bylo najít nejvhodnější
tvar a velikost celoobvodového nálitku, dále pak tvary a
umístění bezkontaktních chladičů na vnějších a
vnitřních plochách a zároveň tloušťku chladicí desky,
která byla umístěna pod nosný kruh před optimalizací
pro zintenzivnění chlazení a nastolení usměrněného
tuhnutí. Tyto změny v geometrii měly vést k
„uspokojení“ vzájemně konfliktních (vylučujících se)
cílů: (a) mít zdravý odlitek, což znamená minimum
staženin a ředin, (b) eliminace pásmových vycezenin a
(c) zlepšení využití tekutého kovu.
Požadavkem zároveň bylo, aby se optimální řešení našlo
do desáté generace, takže bylo spočítáno a numericky
vygenerováno 3000 technologických variant. Celková
doba výpočtu trvala zhruba třicet hodin za použití
8jádrové licence MAGMAsoft.
Využití tekutého kovu bylo matematicky formulováno
jako podíl objemu samotného odlitku, Vodlitek a objemu
kovu všech částí celé technologie, Vtotal, kde Vtotal =
Vodlitek +Vvtokovka +Vnálitek.
6.
Diskuse výsledků
V následující části jsou shrnuty a diskutovány výsledky
a kritéria, které byly získány ze simulace tuhnutí pro
původní i optimalizované technologické řešení nosného
kruhu. Kritérium pro predikci pásmových vycezenin je
zároveň porovnáno s reálnými výsledky.
Během optimalizace byly brány v potaz i ekonomické
náklady spojené s použitím nových technologických
postupů navržených numerickým optimalizátorem. Na
základě toho bylo rozhodnuto, že tvar horního nálitku
zůstane nedotčen. To znamená, že výška i ostatní tvary
35
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Co se týče porezity v teplotních osách odlitku, které
jsou reprezentovány kritériem Niyama [12], viz obr. 4,
tak jejich vznik a umístění závisí hlavně na teplotních
gradientech a rychlosti ochlazování. Pokud je v odlitku
místo, kde je teplotní gradient nízký, což jsou právě
teplotní osy odlitků, nálitek tam nemůže efektivně
dosadit potřebné množství taveniny, nemá dostatečnou
“sílu” protlačit čerstvý kov skrz tuhnocí kašovitou směs
[13]. Toto problémové místo je přiliš daleko od
efektivní zóny nálitku [14]. Tento typ vady se dá snadno
odstranit zintenzivněním chlazení pro zvětšení
teplotního gradientu [15]. Je tedy zřejmé, že je potřeba
přepracovat systém chlazení hlavně ve spodní části
odlitku, aby došlo ke změně charakteru tuhnutí.
6.1 Analýza původní technologie
Na obr. 2 je zachycen podíl tekuté fáze v tuhnoucím
odlitku čtyři hodiny po odlití. Je patrné, že odlitek tuhne
neprogresivně směrem k nálitku, což bude mít za
následek vznik ředin v místech vzájemného styku
isosolid (v tepelné ose odlitku), kde dojde k zaškrcení
zbytkové mezidendritické taveniny. Vnitřní pruměr
odlitku také tuhne o poznání pomaleji než vnější
průměr, vlivem prohřátí pískového jádra a zhoršeného
odvodu tepla a tudíž i případné vycezeniny budou
znatelnější a problémovější u vnitřního průměru.
V neposlední řadě je zřejmé, že spodek odlitku postrádá
jakékoliv chlazení, které by zlepšilo odvod tepla a
změnilo tak charakter tuhnutí na usměrněné.
Podíl tekuté fáze v původním technologickém návrhu odlitku
4 hodiny po odlití. Řez je veden středem jednoho z nálitků
(obrázek vlevo) a oblastí pod dělícím pískovým jádrem
(obrázek vpravo).
Fig. 2 Amount of liquid fraction in the original casting layout 4
hours after filling. The cut goes through the middle of the top
feeder (left image) and through one of the sand breaker cores
(right image).
Obr. 2
Obr. 4 Příčný řez v místech, kde byly predikovány problémy s
ředinami v tepelných osách odlitku.
Fig. 4 Presence of centreline porosity inside the original casting
layout. The figure shows a cut through the casting.
Problémový charakter tuhnutí a následný vznik staženin
v teplotní ose odlitku lze dobře vysvětlit na následujícím
obrázku, obr. 5. Díky samotné geometrii, zavtokování a
systému chlazení začal odlitek tuhnout zboku
intenzivněji než od spodu. Do doby, kdy se proti sobě
rostoucí kolumnární dendrity ještě nedotýkají, nálitek
dosazuje objemově do všech oblastí. Po dosažení bodu
koherence, kdy už dendrity tuhé fáze vytvoří „pevné
síťoví“, již nálitek není schopen dobře dosazovat a
zbytková interdendritická tavenina bude postupem času
„spotřebována“ rostoucí tuhou fází, což povede ke
vzniku staženin, viz modré bubliny. Pro zamezení
tohoto jevu je potřeba nastolit usměrněné a progresivni
tuhnutí směrem k nálitku, viz obr. 5 vpravo. S tímto
charakterem tuhnutí bude nálitek schopen bez problémů
dosazovat do všech míst po celou dobu tuhnutí a zamezí
se tak vzniku staženin, ale i pásmových vycezenin a
odmíšení. Zavedení tohoto charakteru tuhnutí je cílem
numerické optimalizace technologie výroby nosného
kruhu.
Vlivem neusměrněného tuhnutí dochází v jeho průběhu
k zaškrcování ostrůvků se zbytkovou, mezidendritickou
taveninou, viz obr. 3. Tato místa jsou posléze
nedostatečně dosazována taveninou a dochází v nich ke
vzniku makroskopických staženin. Kritická místa jsou v
daném obrázku zakroužkována.
K validaci numerického modelu pro výpočet pásmových
vycezenin byly použity experimentálně získané
výsledky. Pro vyvolání makrostruktury byly vzorky
naleptány v 10 % kyselině dusičné. Makrostruktura
radiálního řezu nosným kruhem na obr. 6 vykázala
nehomogenní
strukturu
s výskytem pásmových
vycezenin symetricky vyloučených v blízkosti vnitřního
Obr. 3 Podíl tekuté kovu ve chvíli kdy došlo k “zaškrcení” ostrůvků s
taveninou a ke vzniku porezity. Tato situace nastala v 52%
celkového utuhnutí. Funkce rentgen odstranila oblasti s více
než 30% tuhé fáze.
Fig. 3 Amount of liquid fraction at the moment when the choking of
the liquid pools took place in the casting. This situation took
place at 52% of total solidification. X-Ray function filtered
out areas containing more than 30% of solid phase.
36
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Obr. 6 Radiální řez odlitkem se zřetelnými pásmovými vycezeninami
– černé čáry. Obrázek je majetkem Vítkovice Heavy
Machinery, a.s.
Fig. 6 Longitudinal cut through the steel ring with highlighted Asegregates, property of Vítkovice Heavy Machinery, a.s.
Obr. 5 Vliv charakteru tuhnutí na vznik porezity v odlitku. Obrázky
Nevhodný charakter tuhnutí a následný vznik staženin v
interdendritickém prostoru (obrázky vlevo). Usměrněný a
progresivní charakter tuhnutí a jeho vliv na minimalizaci
staženin (obrázek vpravo) [4].
Fig. 5 The effect of the solidification pattern on porosity occurrence
in castings. The left figures indicate improper pattern and the
subsequent formation of porosity in the interdendritic
regions. Right figure captures directional and progressive
solidification pattern and its impact on porosity minimization
[4].
a vnějšího povrchu nosného kruhu. Makrosegregace
zasahovaly od horního povrchu kruhu (od nálitku) až do
téměř do 2/3
výšky nosného kruhu. V rovině
provedeného řezu byly pozorovány jak souvislé
odmíšené pásy o šířce cca 6 mm, tak i krátké řádky
makrosegregací, obr. 6. Detailní snímky makrosegregací
jsou
dokumentovány na obr. 6 vpravo. Pásmo
vycezenin bylo výraznější na straně vnitřního povrchu
nosného kruhu, kde byl odvod tepla pomalejší než u
vnějšího povrchu, obr. 6.
Obr. 7 Radiální řez nálitkem. V horní části nálitku nad středovou
„staženinou“ bylo zjištěno nahromadění vad charakteru dutin
a ředin. Obrázek je majetkem Vítkovice Heavy Machinery,
a.s.
Fig. 7 Longitudinal cut through the riser showing the pronounced
macrosegregation and also porosity, property of Vítkovice
Heavy Machinery, a.s.
Dále byl na řezech nosným kruhem (radiálním a
příčném) pozorován v oblastech výskytu kanálkových
vycezenin (makrosegregací) zvýšený výskyt vad
charakteru dutin, resp. ředin. Ojedinělý výskyt ředin byl
pozorován i v oblastech mimo tyto vycezeniny.
našem numerickém modelu našli místo, kde byl ve
skutečnosti proveden daný řez odlitkem a v tom místě
jsme provedli vzájemné porovnání.
Makrolept radiálního řezu nálitkem na obr. 7 odhalil
obdobně jako v případě nosného kruhu výskyt dvou
pásem pásmových vycezenin v blízkosti vnitřního a
vnějšího povrchu nálitku. Tyto vycezeniny byly
pozorovány téměř po celé výšce nálitku, obr. 7.
Numerické výsledky vykazují velmi dobrou shodu s
realitou i v tom, že na vnitřním průměru jsou pásmové
vycezeniny masivnější a blíže k povrchu než na vnějším
průměru.
Numericky predikovaný výskyt pásmových vycezenin
je zachycen na obr. 8. Je jasné, že pásmové vycezeniny
nebudou vypadat stejně v celém objemu odlitku. Jejich
tvary a množství závisí do značné míry na charakteru
tuhnutí, a proto je jediný obrázek věnovaný této vadě
nedostatečný pro ucelený obraz. Jelikož jsme měli k
dispozici porovnání s realitou pouze v jednom místě
odlitku, viz obr. 6 a 7, po diskuzi s technology jsme i na
Daný obrázek lze chápat následovně. Oblasti, kde
převládá bílá barva nebudou vykazovat problémy
s pásmovými vycezeninami. V nich je hodnota daného
kritéria vyšší než je kritická hodnota pro tento typ slitin.
Hodnoty, které jsou od 0.4 směrem k nule indikují
pravděpodobný výskyt pásmových A- vycezenin [9].
37
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Čím více se hodnota blíží k nule, tím budou vycezeniny
masivnější a rozsáhlejší, což je směrem k hornímu
nálitku, viz obr. 6-7.
základě tohoto posledního porovnání byly vybrány tři
technologické návrhy, které nejlépe splňují všechny tři
cíle. Tyto tři varianty byly posléze detailně
odsimulovány a z nich byl vybrán jeden optimální
technologický návrh, viz obr. 10.
Důvodem, proč se na numerickém modelu jeví pásmové
vycezeniny více ve středu než na reálném odlitku, je
skutečnost, že rozřezaný odlitek byl již obroben na obou
svých průměrech, zatímco numerický model obrobení
nepostihl. Zároveň je ale nutno říci, že software
MAGMAsoft simulaci obrobábění a jeho vliv na
přerozdělení napěťových stavů umožňuje. Pouze zde ale
tato funkce nebyla aplikována.
Obr. 9 Výsledky optimalizace. Černé body v grafu znázorňují
jednotlivé technologické varianty. Jejich pozice v grafu je
dána jejich schopností „uspokojit“ stanovené optimalizační
cíle.
Fig. 9 Optimization results. The black points in the chart indicate
individual variants. Their position in the graph is given by
their ability to satisfy the given optimization objectives.
Numericky predikovaný výskyt pásmových „A“ vycezenin
v původním technologickém návrhu. Řez je veden skrz oblast
nálitku.
Fig. 8 Numerical prediction of A-segregates inside the original
layout of the steel ring. The cut goes through the feeder.
Obr. 8
Optimalizační modul měl dovoleno vybrat nejvhodnější
počet dělících jader v intervalu 4 až 20. V původním
návrhu jich bylo 6. Výsledky ukázaly, že
nejoptimálnější řešení bude použití 12 dělících jader, viz
obr. 10. Dojde tím tak ke snížení celkové hmotnosti o
7,7 tun a zároveň se nezvýší riziko vzniku ředin nebo
jiných vad spojených s charakterem tuhnutí.
6.2 Analýza optimalizované technologie
Cílem
numerické
optimalizace
bylo
nechat
optimalizační program navrhnout nové řešení soustavy
chladítek a zároveň optimalizovat tvar nálitku s cílem
snížit celkovou hmotnost odlitku, eliminovat problémy
se staženinami, ředinami a v neposlední řadě odstranit
problém s pásmovými vycezeninami, které se objevily v
původním technologickém návrhu.
Chladítka na vnitřním průměru byla posílena a nyní se
nachází na celém povrchu vnitřního průměru odlitku.
Byly změněny tloušťky jednotlivých sekcí chladičů na
obou průměrech odlitku. Spodní chladící deska (ve
skutečnosti se nejedná o desku, ale o systém ocelových
cihel naskládaných co nejtěsněji k sobě) má tloušťku
200 mm. Dále je vidět, že numerický optimalizátor
použil intenzivnější chlazení pod každým dělícím
jádrem. To proto, aby bylo zajištěno efektivní
dosazování tekutého kovu do oblastí, které nad sebou
nemají nálitek. Tyto segmenty jsou též kontaktní.
Na obr. 9 jsou znázorněny výsledky numerické
optimalizace. Na osách grafu se nacházejí optimalizační
cíle, konkrétně objem nálitku a přítomnost pásmových
vycezenin. Černé body v grafu reprezentují jednotlivé
technologické varianty, které optimalizátor analyzoval,
vytvořil a zkombinoval za pomoci genetických
algoritmů. Umístění daného bodu v prostoru grafu se
odvíjí od toho, jak daný technologický návrh splňuje
optimalizační cíle. Při snaze minimalizovat oba cíle, to
znamená snížit objem nálitku a zároveň snížit výskyt
pásmových vycezenin, se budou nejlepší návrhy
nacházet u počátku souřadného systému, tedy v místě,
kde oba cíle mají minimální hodnotu. Pro ulehčení
práce uživatele, optimalizátor automaticky označí a
zvýrazní skupinu nejlepších návrhů, viz modrá křivka
na obr. 9.
Obr. 10 Nová technologie nosného kruhu navržená numerickým
optimalizátorem MAGMAfrotnier.
Fig 10 Optimized casting design with new shapes of the top riser,
chills and the gating system proposed by MAGMAfrontier.
Tato skupina nejlepších kompromisních řešení (jsou
kompromisem mezi dvěma a více cíly) byla dále
porovnána se třetím cílem, a to s minimalizací ředin. Na
38
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Obr. 11 zachycuje průběh tuhnutí v 52% celkového
utuhnutí, jmenovitě podíl tekuté fáze v odlitku. Je opět
jasně vidět, že odlitek tuhne o trochu rychleji z vnější
strany než od středu, avšak je zřejmé, že po úpravě tvaru
a objemu nálitku a po přídání chladítek došlo
k podpoření progresivního a usměrněného tuhnutí
směrem k nálitku. Zároveň již nehrozí žádné
zaškrcování ostrůvků se zbytkovou taveninou, které by
později mohly vyústit ve staženiny či řediny, jak tomu
bylo u původní technologie, viz obr. 3.
Na obr. 13a a 13b je vzájemné porovnání průběhů
tuhnutí v původním a optimalizovaném odlitku. U
optimalizované geometrie je zřetelný vliv spodního
chlazení a zároveň bočních chladičů. Díky
progresivnímu a usměrněnému tuhnutí by již nemělo
docházet ke vzniku ředin ve středové oblasti kruhu. Je
to zapříčiněno zvýšením teplotního gradientu v tepelné
ose odlitku, čímž došlo i ke zvýšení dosazovací
schoponsti nálitku.
V porovnání s původní technologií bude nyní kruh
tuhnout rychleji. Dojde tak ke snížení celkové doby
tuhnutí odlitku (z 23 h. 14min. 42 s u původní verze na
22 h. 27 min. 48 s u optimalizované verze), ke zjemnění
mikrostruktuy a tudíž i ke zlepšení mechanických
vlastnosí. Jemnozrnná struktura bude mít také pozitivní
vliv na eliminaci pásmových vycezenin, jelikož větší
hustota (počet) velmi malých dendritů a zrn bude
představovat více překážek proti pohybu pozitivně
vysegregované interdendritické taveniny, jež ve
výsledku tvoří pásmovou vycezeninu typu A [16-18].
Obr. 11 Podíl tekuté fáze v optimalizovaném technologickém návrhu
odlitku ve 52 % celkového utuhnutí odlitku. Zde byla použita
funkce rentgenu, kdy z 30% a více utuhlá faze byla
odfiltrována.
Fig. 11 Amount of liquid fraction at 52% of total solidification of the
casting - in the optimized casting layout. Solid areas are
filtered out. No choking of residual liquid pools was spotted
during solidification.
Obr. 12 znázorňuje množství tekuté fáze v tuhnoucím
optimalizovaném nosném kruhu čtyři hodiny po odlití.
Zobrazena jsou dvě místa v odlitku. První řez je veden
skrz jeden segment obvodového nálitku (obr. 12 vlevo)
a druhý řez je veden místem, kde je obvodový nálitek
nahrazen dělícím jádrem (obr. 12 vpravo).
Obr. 13a Porovnání původní a optimalizované technologie nosného
kruhu – v řezu vedeném nálitkem. Optimalizovaný odlitek
tuhne rychleji díky optimalizovanému tvaru a umístění
chladičů.
Fig. 13a Comparison of the original and optimized layout of the
steel ring – the cut through the top feeder. The optimized
casting solidifies quicker thanks to the optimized chill
arrangements.
U této optimalizované technologie lze již hovořit o
usměrněném a progresivním charakteru tuhnutí, kde
postupující fronty tuhé fáze nepostupují paralelně proti
sobě jak tomu bylo dříve, ale intenzivní chlazení
odspodu zapříčinilo vytvoření tvaru písmene V a tím
došlo ke zlepšení dosazovací schopnosti horního
nálitku.
Obr. 12 Podíl tekuté fáze v optimalizovaném technologickém návrhu
odlitku 4 hodiny po odlití. Řez je veden středem jednoho
z nálitků (obrázek vlevo) a dělícím jádrem (obrázek vpravo).
Fig. 12 Amount of liquid fraction in the optimized casting layout
4 hours after filling. The cut goes through the middle of one
of the top feeders (left figure) and through one of the sand
breaker cores (right image).
Obr. 13b Porovnání původní a optimalizované technologie nosného
kruhu – v řezu vedeném dělícím jádrem.
Fig. 13b Comparison of the original and optimized layout of the steel
ring – the cut goes through the breaker core.
39
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Důsledkem optimalizoavaného charakteru tuhnutí je
eliminace všech oblastí, které u původního návrhu
vykazovaly přítomnost makroskopických staženin i
ředin. Proto zde tyto výsledky již nejsou prezentovány.
Cílem numerické optimalizace proto bylo nechat
optimalizační modul a v něm integrované genetické
algoritmy najít optimální tvar horního celoobvodového
nálitku a chladítek, aby byly minimalizovány všechny
identifikované vady. Bez jakéhokoliv zásahu uživatele
bylo automaticky vygenerováno a prověřeno na 3000
různých technologických variant. Sám optimalizační
modul z tohoto celkového množství variant vybral 10
kandidátů, kteří nejlépe splňovali optimalizační cíle.
Těchto deset variant bylo následně porovnáno s dalšími
kritérii důležitými z hlediska kvality odlitku. Na základě
tohoto
porovnání
byly
z původně
deseti
technologických návrhů vybrány tři. Ty byly poté
detailně analyzovány a byl vybrán optimální, který byl
zde prezentován. Optimalizovaný návrh byl porovnán
s původní technologií v simulačním softwaru a výsledky
výpočtů byly prezentovány zadavateli projektu.
Optimalizovaná technologie byla následně s určitými
změnami použita v praxi.
Jako poslední byl vyhodnocen vliv optimalizovaných
chladičů a tvaru obvodového nálitku na výskyt
pásmových vycezenin. Jak je patrno z obr. 14, došlo ke
značné eliminaci pásmových vycezenin. V takto
masivním a těžkém odlitku vždy nějaké pásmové
vycezeniny budou, ale je důležité je co nejvíce potlačit
právě optimalizovaným charakterem tuhnutí, to
znamená nastolením progresivního a usměrněného
tuhnutí směrem k nálitku. Zároveň je důležité co
nejrychleji dosáhnout přechodu z kolumnárních
dendritů na rovnoosé, jelikož v oblastech s rovnoosými
dendrity se pásmové vycezeniny netvoří.
V místě pod dělícími jádry bude z celého odlitku
největší
pravděpodobnost
výskytu
pásmových
vycezenin, které by mohly vystupovat až na obrobený
povrch.
Z výsledků analýzy tuhnutí optimalizované technologie
vyplynulo, že úpravou tvaru nálitku (celková hmotnost
nálitku byla snížena o 7,7 tun), vnějších a vnitřních
chladičů a přidáním spodního (kontaktního) chladícího
prstence bylo dosaženo usměrněného a progresivního
charakteru tuhnutí. Tento nový charakter tuhnutí
minimalizoval vznik staženin v tepelné ose odlitku.
Zároveň byl výrazně zkrácen celkový čas tuhnutí, došlo
tím i ke zjemnění mikrostruktury a v neposlední řadě
k eliminaci vzniku pásmových vycezenin. Je však nutno
podotknout, že pásmové vycezeniny nelze v takto
masivních odlitcích zcela odstranit. Jde o to, jak
hluboko pod povrchem se tato vada bude nacházet a
v jakém rozsahu.
Literatura
Obr.14 Numericky predikovaný výskyt pásmových „A“ vycezenin u
optimalizovaného technologickém návrhu nosného kruhu.
Levý obázek znázorňuje oblast pod dělícím jádrem, obrázek
vpravo zachycuje situaci v oblasti pod nálitkem.
Fig.14 Numerical prediction of channel A-segregates inside the
optimized casting layout of the steel ring. The left image
captures the area below one of the breaker cores. The right
image captures the situation in the area below one of the top
feeders.
Závěr
Cílem tohoto projektu bylo analyzovat a následně
numericky optimalizovat gravitačně litý, masivní
ocelový odlitek nosného kruhu.
Původní technologický návrh vykazoval několik druhů
vnitřních vad typu makro-staženin, ředin a výrazné
pásmové vycezeniny typu A. Kombinace těchto vad
vedla ke zmetkování daného kusu. Všchny tyto vady
byly zapříčiněny nevhodným charakterem tuhnutí a
nedostatečným chlazením. Společným jmenovatelem
pro všechny tyto vady je nízký teplotní gradient a
rychlost postupu tuhé fáze.
[1]
GOLDBERG, D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization
& Machine Learning, Addison Wesley Longmann, Inc., (1989).
[2]
DEB, K.,Multi-Objective Optimization Using Evolutionary
Algorithms, John Wiley & Sons, (2001).
[3]
TUTUM, C. C. PhD thesis, Technical University of Denmark,
Kongens Lyngby, Denmark, (2009).
[4]
KOTAS, P. PhD thesis, Technical University of Denmark,
Kongens Lyngby, Denmark, (2011).
[5]
MAGMAfrontier v.4.4 Reference Manual, MAGMA GmbH,
Aachen, Germany, www.magmasoft.com, (2005).
[6]
MAGMAsoft v.5.1. Reference Manual, MAGMA GmbH,
Aachen, Germany. www.magmasoft.com
[7]
HATTEL, J. H. Fundamentals of Numerical Modelling of
Casting Processes, 1st ed., Kgs. Lyngby: Polyteknisk Forlag,
(2005).
[8]
CAMPBELL, J. Castings, Second Edition. Elsevier ButterworthHeinemann (2003).
[9]
KOTAS, P., HATTEL, J.H. „Modeling and simulation of Asegregates in steel castings using a thermal criterion function.
Part I: Background and validation”, Materials Science and
Technology, (accepted, 2012).
[10] KOTAS, P. HATTEL, J. H. „Modeling and simulation of Asegregates in steel castings using a thermal criterion function.
Part II: Optimization of a real industrial cast part”, Materials
Science and Technology, (accepted, 2012).
40
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Počítačová simulace, výpočetní metody
Computer Simulation, Computing Methods
[11] SOBOL, I. “On the Systematic Search in a Hypercube”, SIAM
Journal on Numerical Analysis, vol. 16, issue 5, pp. 790-793
(1979).
[15] KOTAS, P., TUTUM, C. C., SNAJDROVA, O., THORBORG,
J., HATTEL, J.H. International Journal of MetalCasting, vol. 4,
Issue 4, (2010).
[12] NIYAMA, E., UCHID, A., T., MORIKAWA, M., SAITO, S.
“Method of Shrinkage Prediction and its Application to Steel
Casting Practice”, AFS Int. Cast. Met. J., vol. 7, no. 3, pp. 52-63
(1982).
[16] DANTZIG, J.A., RAPPAZ, M., Solidification, EPFL Press,
(2009).
[17] COPLEY, S. M., GIAMEIi, A. F., JOHNSON, S. M.,
HOMBECKER, M. F. “The Origin of Freckles in
Unidirectionally
Solidified
Castings”,
Metallurgical
Transactions, vol.1 Issue.12, pp 3455-3455, (1970).
[13] CARLSON, K.D., BECKERMANN, C. “Prediction of
Shrinkage Pore Volume Fraction Using a Dimensionless Niyama
Criterion”, Metallurgical and Materials Transactions A, vol.
40A, pp. 163-175 (2009).
[18] MOORE, J. J., SHAH, N. A. “Mechanisms of formation of Aand V-segregation in cast steel”, International Metals Reviews,
vol. 28, no. 6, (1983).
[14] HARDIN, R. A., OU, S., CARLSON, K. D., BECKERMANN,
C. “Development of New Feeding Distance Rules Using Casting
Simulation; Part I: Methodology”, Metallurgical and Materials
Transactions B, vol. 33B, pp. 731-740 (2002).
Recenze: prof. Ing. František Kavička, CSc.
prof. Ing. Karel Michalek, CSc.
_____________________________________________________________________________________________
41
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
ekonomika,
organizace, řízení
Teoretické prístupy a praktické skúsenosti v riadení ľudských zdrojov
v priemyselnej sfére
Theoretical approaches and practical experience in human resources
management in industry
Ing. Ivan Dlugoš, Ph.D., Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového
inženýrství, Ostrava
Nespochybniteľnou skutočnosťou je, že medzi základné manažérske zručnosti patrí, okrem iného, aj schopnosť
úspešne vychádzať s ľuďmi. Je to jednak schopnosť komunikovať s externým prostredím, ktoré je tvorené
zákazníkmi, dodávateľmi, konkurenciou a taktiež verejnosťou ako celkom, avšak taktiež s interným prostredím
v rámci organizácie1, teda s riadenými pracovníkmi, kolegami a kolegyňami vo všeobecnosti. Často je proces
komunikácie založený nielen na rozumných argumentoch, ale pri vzájomnej interakcií, manažér potrebuje zohľadniť
aj psychickú stránku človeka, s ktorým prichádza do styku, jeho aktuálnu sociálnu pozíciu, emocionalitu, citovosť
a schopnosť empatie.
Cieľom autorovho príspevku je prostredníctvom teoretických princípov, avšak najmä osobných praktických
skúseností a poznatkov z vrcholovej manažérskej praxe vo veľkom výrobnom podniku, poukázať na disproporcie
medzi deklarovaným a odporúčaným spôsobom napĺňania základných manažérskych funkcií zo strany manažérov
a reálnou skutočnosťou v praktickom živote organizácií. Samozrejme tak ako v bežnom živote, aj v živote
organizácie sa ľudia správajú rôzne a s ich správaním priamo alebo nepriamo súvisí ich prínos, prípadne aj strata
pre organizáciu.
Uvádzané teoretické princípy, poznatky, skúsenosti a odporučenia z manažérskej praxe autora textu sa vzťahujú
ku každému manažérsky riadenému subjektu, ale predovšetkým k subjektom priemyselnej sféry – k priemyselnému
podniku.
It is clear that people’s life stance is also reflected in their professional life. No manager, no matter at what level in
the hierarchy of the organization he is currently located (top management, middle management, line management),
would not wish to have among his subordinates a person whose life stance would reflect low activity level or be of
passive character. Understanding and sometimes even influencing of negative attitudes of people, with whom a
manager collaborates only just meets at his work in any connection, is very important for a successful manager. It
goes without saying that no one is a decided personality and that at different stages of life he may find himself in
various situations, in which he may appear differently. Each individual in his personal and professional life in fact
experiences different range of emotions that affect his behaviour in positive and negative sense, in respect to other
individuals and organization as such.
Author of the paper analyzes and ponders on the most frequent and most recurrent problems atmosphere fulfilment
of the basic management functions, an integral part of which is the highly important area related to human resource
management. Similarly as an organization has excellent, smart and versatile theoretically and practically efficient
people, it has also workers who do not always fully fulfil the expectations and objectives of the organization.
Managers in this respect are no exception, as they despite their qualifications and pre-requisites may and do have
under certain circumstances in problems with psychology and sociology of human resource management.
1
Pre zjednodušenie je v celom texte pojem „priemyselný podnik“ zastúpený pojmom „organizácia“.
42
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
Results and conclusions of the author's paper consist in showing and highlighting on practical examples the
differences between what should be a priority in management practice and what it actually is. Each reasonable
employer wants, and his activities should be aimed at this target, to stabilise the best employees and to eliminate
undesirable fluctuation of labour force, which is naturally connected with the permanent support and maintenance
of the image and reputation, not only inside the organization, but especially in the external competitive environment,
to which greatly contributes a complete fulfilment of strategically and logically well-considered approach to
managing the workers in the organisation.
Neoddeliteľnou súčasťou riadiacej činnosti každého
manažéra v organizácií je veľmi významná oblasť
manažmentu a tou je manažment ľudských zdrojov.
K tomu, aby pracovník organizácie bol efektívne
vyťažený, aby plnohodnotne využil svoj talent,
znalosti, schopnosti, zručnosti nadobudnuté teoretickou
a praktickou
prípravou
na
svoje
povolanie,
je tu osobnosť manažéra, ktorého odborný prístup,
usmernenie a priebežne uplatňované pozitívne ľudské
vlastnosti sú tým, čo eliminuje odchod kvalitných –
špičkových odborníkov a ľudí, ktorí sú k organizácií
a jej princípom oddaní a lojálni, ktorí zdieľajú
jej kultúru a hodnoty.
kníh a monografií, na druhej strane je tu nahá realita
bežného pracovného života v organizácií a s ňou
spojené konkrétne riešenia problémov zo strany
manažérov, ktoré Ja osobne, z pohľadu mnou prežitých
situácií v praxi, vidím v súvislostiach uvedených
v obsahu článku.
1. Základné manažérske funkcie
S funkciou manažéra je spojený a očakáva sa istý
spôsob vystupovania a jednania. Predpokladá sa, že
zvládne čo najúplnejšie nároky danej sociálnej role.
Očakáva sa od neho nielen potrebná kvalifikácia, ale
taktiež istá životná skúsenosť, organizačné vlastnosti
a charakterové kvality. Jednanie musí opierať o zdravú
sebadôveru a pozitívne myslenie. Manažér by mal byť
tým, ktorý dokáže podnietiť k aktivite a kreativite
a stane sa tvorcom aj neformálne uznávaným vodcom
funkčného tímu. Úspešnosť manažéra predpokladá
plnenie rady povinností, požiadaviek a úloh. Povinnosti
a požiadavky, ktoré sú vyžadované od každého
vedúceho, nadriadeného pracovníka, bývajú označované
ako manažérske funkcie [1].
V odbornej
praxi,
prostredníctvom
tlačených
a elektronických médií sa stále častejšie objavujú
vyjadrenia a články mnohých autorov zo strany
manažérov, ktorí prezentujú, čo pre nich znamená
človek – zamestnanec – pracovník z pohľadu nimi
plánovanej, organizovanej, vedenej a kontrolovanej
činnosti. Áno, každý pracovník organizácie by mal byť
uznávanou autoritou a to bez ohľadu na jeho aktuálne
funkčné zaradenie, z neho vyplývajúce pracovné
povinnosti a z nich vyplývajúcu pracovnú činnosť.
Základné a obsahovo orientované manažérske funkcie
uvádza tabuľka 1, z ktorej vyplýva proces manažmentu
ako
súbor
trvale
prebiehajúcich
rozhodnutí
a pracovných aktivít, ktoré manažéri vykonávajú.
Každý človek je jedinečný, z čoho vyplýva,
že nie je možné dosiahnuť optimálnych výsledkov a
cieľov činnosti bez toho, aby manažér pochopil
a uplatňoval rôzne postupy a metódy svojej riadiacej
a kontrolnej činnosti v intenciách čo najväčšieho
priblíženia sa k osobnosti človeka, k jeho jedinečnosti,
súhre a jednote, relatívnej stálosti, prispôsobenia
a vývoja jedinca.
Tab. 1 Návaznost a obsah základních manažerských funkcí
Tab. 1 Continuity and basic content management functions
Manažérska
funkcia
Plánovanie
V súčasnom hektickom období, kedy sa v každom dni
človek dozvedá o nových informáciách z pohľadu
problémov na trhu práce a manažéri organizácií musia
čoraz častejšie riešiť dilemu spojenú s úbytkom
výrobných kapacít, zmenami výrobného programu
a s tým spojenými zmenami v technológií, nutnými a
operatívnymi zmenami v organizačných štruktúrach,
je na mieste sa zamyslieť nad tým, či to čo je
v teoretických prístupoch deklarované, sa v praktickom
živote organizácie v rámci manažmentu ľudských
zdrojov aj napĺňa.
Organizovanie
Procesy
riadenia
ľudských
zdrojov
–
personálne
procesy
Vedenie
Kontrola
Na jednej strane majú manažéri k dispozícií mnohé
odborné štúdie, odporúčania, postupy, ktoré vychádzajú
z obsahu odborných publikácií, príspevkov z vedeckých
odborných konferencií a z nich vydaných zborníkov,
Obsah manažérskej funkcie
stanovenie jasných a merateľných cieľov,
stratégia, dielčie plány, koordinácia činnosti
čo je potrebné vykonať, ako a kto to vykoná
vo väzbe na stanovený podnikateľský plán
realizácia náboru, prípadne aj znižovania počtu
ľudí, identifikácia a výber kompetentných
pracovníkov, prijímanie pracovníkov, uvedenie
na pracovné miesto, adaptácia, periodické
a odborné školenia, riadenie pracovného
výkonu,
odmeňovanie
a
oceňovanie,
hodnotenie a rozvoj kariéry
prikazovanie, motivácia, riešenie konfliktov
monitoring postupov a aktivít v smere
dosahovania stanovených cieľov
Pramen: vlastní práce
Source: own work
Z pohľadu reálneho a komplexného napĺňania obsahu
základných manažérskych funkcií je veľmi dôležitá
včasná, úplná, zrozumiteľná a odborná komunikácia
v písomnej, elektronickej a verbálnej podobe.
43
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Komunikácia predstavuje prostriedok, prostredníctvom
ktorého sú ľudia v organizácií prepojení, aby mohli
dosiahnuť spoločné ciele. Každodenná komunikácia
s ľuďmi, musí zabezpečiť ich informovanosť,
usmernenie,
koordináciu, ovplyvňovanie a súčasne
uľahčovanie podmienok práce a života [2].
 nevyhovujúca dostupnosť a
adresnosť
informačných tokov,
 nespoľahlivé toky informácií, ktoré sú potrebné
pre implementáciu a riadenie podnikových
procesov,
 zvýšenie
pravdepodobnosti
a závažnosti
procesných zlyhaní,
 nefunkčné
postupy
a metódy
riadenia
aktualizácií informácií,
 informačná neistota pri riadení, rozhodovaní,
realizácií, kontrole (sebakontrole) procesov
a činností,
 žiadny alebo záporný etický a emocionálny
náboj komunikácie
 nestanovené alebo nejasné zodpovednosti
za zisťovanie informačných zdrojov a funkcií
komunikačných procesov,
 nevyhovujúce informačné procesy a postupy
informovania, vertikálnych, horizontálnych
a tímových tokov,
 obmedzené využívanie dostupných informácií,
 neefektívne formy vedenia porád, školení,
seminárov a briefingov,
 neznalosť alebo podcenenie rizík,
 strata informácií a skreslenie ich obsahu,
 nedoručenie správnym adresátom,
 nevhodná forma prezentácie informácií
a znalostí,
 prílišné suplovanie nedostatkov v podnikovej
komunikácií neformálnymi komunikáciami
a vzťahmi,
 nevyhovujúce časovanie,
 nedostatočné overovanie platnosti informácií,
 neprehľadný systém evidencie informácií,
 nedostatočné zabezpečenie informácií,
 nedostatočné
alebo
nadbytočné
istenie
komunikácie [3].
Praktický život v organizáciách prináša situácie
a potvrdzujú to aj výskumy v oblasti psychológie a
sociológie
riadenia,
že
najväčšie
problémy
sú najčastejšie spojené práve s komunikáciou. V čom
spočíva ťažisko, prípadne, ktoré situácie sú tie,
ktoré vytvárajú defekty v komunikačnej činnosti?
Vychádzajúc z praktických skúseností a pracovného
života vo výrobnej spoločnosti to najmä sú:
 nedostatočné komunikačné zručnosti manažéra,
 absencia komunikácie na úrovni vedúci
a pracovník, pracovník a pracovník, pracovník
a vedúci
(vertikálna
a
horizontálna
komunikácia),
 absencia alebo nedostatočná komunikácia
medzi internými zákazníkmi, internými
dodávateľmi a vlastníkmi procesov,
 absencia procesov načúvania tokov informácií
zdola a slabá, resp. žiadna podpora záujmu
pracovníkov informovať nadriadených,
 nesúlad informácií (proklamácií) s jednaním
a to najmä medzi manažérmi,
 absencia
a
nevytváranie
vertikálnych
interpersonálnych vzťahov,
 absencia
a nevytváranie
horizontálnych
interpersonálnych vzťahov,
 absencia procesov väzieb komunikačných
procesov na systémy hodnotenia, motivácie,
manažmentu zdrojov, formovaní kultúry
organizácie (nevyužívanie synergie),
 neprítomnosť pracovníka, resp. pracovníkov
ktorých sa riešenie konkrétneho problému
dotýka, čo spôsobuje skresľovanie a prenášanie
neúplných informácií k zainteresovanej osobe
spojenej s úlohou a konkrétnym problémom,
 oneskorené, prípadne nekompletné informácie,
 neoverené informácie,
 nepochopenie obsahu podanej informácie,
 nevykonávanie pravidelných porád a stretnutí
so zamestnancami,
 nedostatočná kvalita komunikačných kanálov,
 nedostatočný obsah, rozsah, objem a forma
predávaných informácií a znalostí.
2. Riadenie ľudských zdrojov
Armstrong (2007) definuje riadenie ľudských zdrojov
ako strategický a logicky premyslený prístup k riadeniu
toho najcennejšieho čo organizácie majú – ľudí, ktorí
v organizácií pracujú a ktorí individuálne a kolektívne
prispievajú k dosiahnutiu cieľov organizácie [4].
Prakticky do každého procesu určitým spôsobom
vstupujú ako zdroje pracovníci so svojimi činnosťami,
postojmi a schopnosťami. Organizácia musí priebežne
zaisťovať, aby boli k dispozícií z plánov vyplývajúce
ľudské
zdroje
v potrebnej
kvantite
a kvalite.
K najdôležitejším
rysom
moderného
poňatia
manažmentu preto patrí orientácia na človeka, v prvom
rade ako na primárny zdroj prínosov, na druhej strane
aj rizík pracovných procesov.
V podmienkach, v ktorých nie sú cielene vytvárané
komunikačné podmienky, najviac je vidieť tých, ktorí
zastávajú najvýhodnejšie pozície a tých, ktorí „hovoria
najhlasnejšie“.
Nedostatky v nastavení a riadení komunikačných
procesov môžu mať najmä tieto negatívne dôsledky
v oblasti informačných tokov:
Úlohou manažmentu je riadiť chod organizácie tak,
aby bol minimalizovaný výskyt zlyhaní jeho riadiacich
44
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
a prevádzkových
zložiek.
Manažment
hľadá
a optimalizuje spôsoby pôsobenia na svoj ľudský kapitál
prostredníctvom všetkých dostupných prostriedkov,
s cieľom vyvolať v ňom žiaduce chovanie z hľadiska
vysokej spoľahlivosti a kvality procesov.
súrne potrebuje niečo riešiť. V prípade, že nastane
takáto situácia, riešiť by sa jednoznačne mala tým, že sa
dohodne termín a tento je dôležité zo strany manažéra
dôsledne dodržať. Manažér, ktorý si nedokáže nájsť čas
na
vypočutie
problémov
a námetov
svojich
pracovníkov, nemôže očakávať, že bude zo strany
pracovníkov uznávaný a rešpektovaný.
Dlhodobú prosperitu organizácií môže zaistiť len také
riadenie, ktoré na všetkých úrovniach podnikovej
hierarchie a pri všetkých svojich rozhodnutiach
(organizačných,
ekonomických,
personálnych
technologických, investičných, prevádzkových) berie
do úvahy dopady na myslenie a jednanie ľudí.
Riadenie,
ktoré
vždy
zvažuje
príslušné
psychologické, sociálne a ergonomické súvislosti a
ktoré do všetkých opatrení zahŕňa hľadisko
kvalifikačných,
motivačných
a
postojových
predpokladov, pre ich úspešnú realizáciu. K základným
princípom moderného manažmentu patrí prioritný dôraz
na riadenie výkonu a zvyšovanie spoľahlivosti ľudského
činiteľa [3].
Ľudia trávia vo svojom zamestnaní podstatnú časť
svojho aktívneho života. Ak pracujú pod vedením toho,
koho si môžu pre jeho odbornosť, osobné vlastnosti
a prístup k ľuďom vážiť, je to pre nich stimul
k pracovnej aktivite a významným príspevkom k pocitu
životnej spokojnosti. Manažér, ktorý je sám sebou,
ktorý
disponuje
odbornosťou,
ľudskými
a charakterovými
vlastnosťami,
charizmou,
pre
pracovníkov predstavuje jednu z veľkých životných
výhier.
Veľmi citlivou je problematika odmeňovania
a oceňovania
pracovníkov
v rámci
dôsledného
dodržania zásad vyplývajúcich z obsahu ustanovení
pracovnoprávnych predpisov. V tejto súvislosti
je potrebné sa zamerať na otázku a poukázať na možné
a konkrétne problémy spojené s diferenciáciou miezd
pracovníkov
podľa
zložitosti,
zodpovednosti
a namáhavosti práce, podľa zložitosti pracovných
podmienok,
podľa
pracovnej
výkonnosti
a dosahovaných pracovných výsledkov. Za rovnakú
prácu alebo za prácu rovnakej hodnoty, všetkým
pracovníkom patrí rovnaká mzda. Bohužiaľ, u viacerých
manažérov sa uplatňuje pravidlo „bližšia košeľa ako
kabát“, keď jednorázovo alebo pravidelne, v mnohých
prípadoch veľmi sofistikovane a skryte, zvýhodňujú
im blízke osoby, čoho dôsledkom je pokles výkonnosti
v mnohých prípadoch špičkových pracovníkov,
v dôsledku ich demotivácie, čo môže mať za následok
až zmenu zamestnávateľa.
V dôsledku známych aj menej známych dôvodov,
v praktickom živote organizácie, mnohokrát dochádza
v dôsledku porušení jasne stanovených pravidiel
zo strany konkrétnych manažérov k určitých
disproporciám a rozdielom, medzi deklarovanými
zásadami a pravidlami v oblasti riadenia ľudských
zdrojov, čo pre organizáciu – zamestnávateľa
v konečnom dôsledku prináša nežiaduce a škodlivé
situácie a stavy voči konkrétnym pracovníkom.
O väčšine manažérov platí, že na riešenie najrôznejších
problémov majú síce dosť vitality, avšak málo času.
Práve deficit času môže byť jedným z dôvodov,
keď manažér rozhodne vo veľmi osobnej veci
konkrétneho pracovníka alebo v rámci riešenia
konkrétneho odborného problému a úlohy tak, že jeho
rozhodnutie má za následok frustráciu, stres, psychické
zrútenie, prípadne ukončenie pracovného pomeru
zo strany konkrétneho pracovníka, ktorý si je vedomý
krivdy a neprávosti voči svojej osobe. Samozrejme,
že súčasná doba si vyžaduje flexibilné a operatívne
prijímanie rozhodnutí, avšak vždy je tu potrebné
profesionálne posúdenie toho, čo je menej rizikové
alebo menej problémové z pohľadu následkov takého
rozhodnutia. Efektivita organizácie je podmienená
predovšetkým organizačnými schopnosťami manažéra.
V organizáciách sa objavia skutočné kvality manažéra
mnohokrát až pri hraničných a krízových situáciách.
Z pohľadu organizácie činnosti a riadenia času zo strany
konkrétneho manažéra platí, že: „kto neuriadi sám seba
z pohľadu času, nemôže riadiť druhých.“ Práve
nezvládnutie time manažmentu, má veľmi významný
vplyv na optimalizáciu a nadväznosť procesov
prebiehajúcich v organizácií.
Keď chce dať manažér pracovníkom negatívnu spätnú
väzbu v rámci realizácie hodnotiaceho osobného
rozhovoru, začať by mal v prvom rade u seba. Spýtať sa
sám seba, či je pripravený dať konštruktívnu spätnú
väzbu. Ak pociťuje hnev a nervozitu, potrebné je, aby sa
v prvom rade upokojil a zrovnal si svoje myšlienky.
Emocionálny výbuch, nikto neprijme pozitívne. Cieľom
každého manažéra by skôr a predovšetkým malo byť,
pomôcť podriadenému odstrániť zistené nedostatky
a zlepšiť sa v jeho pracovnej činnosti po stránke
kvantitatívnej a taktiež kvalitatívnej.
Zo strany žiadneho manažéra v rámci manažérskej
praxe, nemali by sa nikdy hovoriť a presadzovať
klamstvá. Spravidla, pravda vždy vyjde najavo. Tým
sa v organizácií predchádza klebetám, ktoré môžu
konkrétnu situáciu ešte zhoršiť a zároveň si manažér
získava podporu ľudí, ktorú potrebuje a hlavne bude
potrebná v zlých časoch.
Čas je jediné, čo v podnikaní nie je možné zastaviť
a vrátiť späť. Nedostatok času manažéra, nemal by byť
dôvodom na razantné odmietnutie pracovníka, ktorý
45
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Nadávky a krik voči pracovníkom sú prejavom
nezvládnutých emócií manažéra. Tieto negatívne
prejavy pomôžu len zriedka. V prípade, že je nutné
pracovníkovi niečo vyčítať, potrebné je byť v tomto
prípade pokojne dôrazný a prísny, avšak vyhýbať sa
zvyšovaniu hlasu a nadávkam. Kritika manažéra voči
ním riadenému pracovníkovi musí byť vecná
a konkrétna.
Zákonník práce a nadväzujúce právne predpisy
stanovujú, že predmetná oblasť činnosti je
neoddeliteľnou súčasťou činnosti každého manažéra,
stav a úroveň pracovísk, technických prostriedkov
a vyhradených technických zariadení, vývoj vzniku
mimoriadnych udalostí a výsledky najmä externých
kontrol, hovoria v mnohých organizáciách o opaku.
V určitých situáciách sa manažér nevyhne aj kritike
pracovníka. Cieľom kritiky by v prvom rade malo byť,
upozornenie na zlý stav a postup ním vykonávanej
práce. V rámci riešenia výčitiek, dôležité je, aby
manažér spomenul predchádzajúce úspechy pracovníka,
čím tento kritiku príjme účinnejšie a s pokorou.
Pri kritike je potrebné zachovať priamosť a úprimnosť,
pričom je potrebné dať pracovníkovi priestor
na prípadné vyjadrenie sa. Dôležité je diskutovať
o danom probléme a hľadať spoločné riešenia.
Mimo už nastolených problémov a dôvodov,
je na mieste položiť si širšiu otázku: „prečo kvalitní
ľudia odchádzajú?“ Odpoveďou môže byť a v mnohých
prípadoch aj v skutočnosti je:
 odcudzenie
pracovníka
v dôsledku
nespravodlivých pravidiel, nedostatočnej alebo
žiadnej vymožiteľnosti obsahu ustanovení
všeobecne záväzných a vnútropodnikových
právnych predpisov v pracovnoprávnej oblasti
a
oblasti
odmeňovania,
uplatňovania
nespravodlivej politiky alebo postupov,
 absencia spätnej väzby,
 žiadna alebo
nedostatočná obojstranná
komunikácia,
 absencia
postihov
pre
pracovníkov
nedosahujúcich
plánom
stanovených
výsledkov,
 absencia vidiny žiaducej spojitosti medzi
výkonom pracovníka a jeho odmenou,
 nepovšimnutie si alebo absencia príležitosti
osobného rastu alebo postupu pracovníka,
 absencia hodnotenia svojej práce ako dôležitej
alebo jej profesijné prispenie nie je rozpoznané
a oceňované druhými,
 absencia príležitosti k využitiu prirodzeného
talentu pracovníka,
 nerealistické očakávania od práce alebo
pracovného miesta zastúpeného pracovníkom
alebo absencia presnej predstavy pracovníka
o svojom osobnom rozvoji a uplatnení svojich
daností v organizácií,
 nesúlad medzi rovnosťou práva a povinností,
v prospech posilnenia a zvyšovania povinností
a obmedzovania práv na strane pracovníka.
Disproporcie
medzi
deklarovanými
zásadami,
pravidlami a systémom napĺňania problematiky
riadenia ľudských zdrojov, skutočným správaním
a chovaním sa manažérov voči pracovníkom sú blízke
a spojené s organizáciami, v ktorých to dovoľuje
vyznávaná a presadzovaná podniková kultúra. Jedným z
kritérií úrovne podnikovej kultúry sú najmä údaje
o tom, aký je vývoj fluktuácie v organizácií, aké je
priemerné
percento
absencie
z dôvodu
práceneschopnosti, z dôvodu ošetrovania člena rodiny
a taktiež vývoj absencie z dôvodu ošetrenia a vyšetrenia
pracovníka u lekára. K zabezpečeniu zmeny podnikovej
kultúry je potrebné, aby manažéri na všetkých
úrovniach hierarchie organizácie, vyvíjali svoje aktivity
v smere zásady: „neatakovať ľudí, ale atakovať stav,
prostredníctvom riešenia problému a konkrétnej
situácie.“ Postupnosť krokov v smere zmeny podnikovej
kultúry znázorňuje tabuľka 2.
Krok
Tab. 2 Postupnosť krokov k zmene podnikovej kultúry
Tab. 2 Sequence steps to change the corporate culture
1
2
3
4
Obsah postupu a krokov k zabezpečeniu zmeny
podnikovej kultúry organizácie
Postup z hora nadol – identifikácia potrieb rozvoja ľudí.
Podpora: 1. zníženia mocenského postavenia,
2. výkonu
3. procesného riadenia
4. starostlivosti o personál.
Delegovanie právomoci.
Vysoká dôvera a jasné pravidlá.
Záver
V súčasnom období, v období recesie, kedy sa hľadajú
všetky možnosti a príležitosti v smere znižovania
nákladov a zvyšovania výkonnosti a efektivity v každej
jednej oblasti činnosti, je na mieste a malo by byť
cieľom v oblasti riadenia ľudských zdrojov, aby si
manažéri na všetkých stupňoch riadenia uvedomili, ako
je dôležité mať v organizácií, na ich riadenom úseku
činnosti stabilný, spoľahlivý a výkonný personál.
K tomuto je hlavne potrebné a nutné, aby u každého
manažéra víťazila a v každodennej pracovnej činnosti sa
presadzovala a uplatňovala sila odborných argumentov,
nad silou pozície, postavenia a silou hlasu. Výrazná
Pramen: vlastní práce
Source: own work
Jednou z dôležitých oblastí, ktorá priamo súvisí
s riadením ľudských zdrojov a priamo vplýva na zdravie
a život pracovníka je problematika bezpečnosti
a ochrany zdravia pri práci, hygiena práce a pracovného
prostredia, protipožiarna ochrana a ochrana životného
prostredia. Aj napriek tomu, že Zákon o bezpečnosti,
46
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
dominancia, bez odbornej a ľudskej pripravenosti,
spôsobuje a prináša vnútorné neuznanie zo strany
podriadených pracovníkov.
väzby, úzka nadväznosť výrobných stupňov dvoch
technologicky odlišných typov výrob ( fyzikálne –
chemická technológia, mechanická technológia),
aparatúrna výroba, pri nej obsluhujúci pracovník plní
regulačné a kontrolné funkcie, vplyv rady náhodne
pôsobiacich činiteľov na výrobný proces, poruchovosť,
ktorej ekonomické dôsledky nie sú len funkciou času –
nie len to vnáša mimoriadne nároky na znalosti
a schopnosti, na osobnosť manažéra, na výkon jeho
funkcie vo všetkých aktivitách spojených s riadením
ľudských zdrojov
Manažér by mal ovplyvňovať svoje okolie a činnosť
ním riadených pracovníkov odbornými stanoviskami,
postojmi a podnetmi, v smere zabezpečenia vízie,
poslania a cieľov organizácie, pričom by nemal zabúdať
na to, že každý človek je živá bytosť, s ktorou môžu byť
a sú spojené mnohé osobné situácie a problémy, ktoré
prináša sám život. Manažér by mal uvažovať nie len nad
obsahom, zadávaním a kontrolou pracovných úloh, ale
tiež a čo je dôležité, pre človeka motivačné, prihovoriť
sa, opýtať sa ku konkrétnej situácií a podať človeku
pomocnú ruku. Človek bez kultúry jednania
a rešpektovania etických zásad, nemôže byť dobrým
manažérom a nikdy ním ani nebude.
Literatura
[1] ŠTĚPANÍK, J.: Nejčastější chyby a omyly manažerské praxe.
Praha: Grada Publishing, a.s., 2010.112 s. ISBN 978-80247-2494-2.
[2] BEDRNOVÁ, E., NOVÝ, I. a kol.: Psychologie a sociologie
řízení. Praha: Management Press, s.r.o., 2007. 790 s. ISBN 978-807261-169-0.
Pokiaľ bude sférou nášho záujmu metalurgia – hutný
podnik, je manažment ľudských zdrojov, riešenie
problematiky vzťahov „ manažér – riadený pracovník (ci ) “ náročnejší ako v mnohých iných priemyselných
subjektoch – podnikoch. Dôvodom sú špecifické znaky
výrobných procesov hutného podniku : logistické
[3] KRULIŠ, J.: Jak vítězit nad riziky. Praha: Linde, a.s., 2011. 558 s.
ISBN 978-80-7201-835-2.
[4] ARMSTRONG, M.: Řízení lidských zdrojů. Praha: Grada
Publishing, a.s., 2008. 769 s. ISBN 978-80-247-1407-3.
Recenze: Ing. Miroslav Pivovarčík, MBA
Ing. Andrea Samolejova, Ph.D.
_____________________________________________________________________________________________
Evraz ve Vítkovicích kvůli povolenkám možná zavře ocelárnu a postaví novou
ihned.cz, Zuzana Kubátová
4.4.2012
Evraz Vítkovice Steel si od příštího roku musí kupovat emisní povolenky. Jeho konkurenti je však
dostanou zdarma. Vítkovický Evraz by nákup emisních povolenek vyšel na 70 mil Kč ročně. Firma proto
zvažuje, že za 2 – 3 mld. Kč novou elektrickou pec a svou původní konvertorovou ocelárnu uzavře. Ve
hře je však i varianta, že zcela zruší výrobu oceli. To by vyvolalo propuštění asi 200 zaměstnanců. HN to
řekl šéf hutní firmy Dmitrij Ščuka.
Vítkovický Evraz je jedinou domácí firmou v oboru, která od příštího roku nebude mít nárok na bezplatné
emisní povolenky, takže by si je musela všechny kupovat na trhu. "Jsme v nevýhodné pozici. Evropská
metodologie umožňuje přidělit bezplatné povolenky firmám z našeho oboru, jenomže nepočítá s
výrobním cyklem, který máme," říká Ščuka. "Snažíme se to ještě změnit, podle mne se jedná o nerovné
zacházení," dodává. Bezplatné povolenky mohou dostat jen hutě, jež mají buď vysokou pec nebo
elektroocelárnu. Vítkovický Evraz nemá ani jedno, ani druhé a surové železo nakupuje od sousední hutě
ArcelorMittal Ostrava.
Pokud ke změně pravidel nedojde, chystá se Evraz reagovat úpravou výroby. Válcovnu zachová. Ale
ohledně výroby oceli bude muset nějak rozhodnout. Kdyby postavil ocelárnu s vlastní elektrickou pecí,
vyřešilo by to problém s povolenkami. Další variantou je zcela zrušit výrobu oceli a nechat v provozu jen
válcovnu, která by zpracovávala polotovary dovážené z Ukrajiny nebo z Ruska. Ukončení výroby tekuré
oceli by vyvolalo nejen propuštění vlastních kmenových zaměstnanců, ale postihlo by to i ArcelorMittal,
který by přišel o část odbytu surového železa, i další partnery, například strojírny Vítkovice Heavy
Machinery, jež pro vítkovický Evraz zajišťují služby.
SB
47
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
Hutnické list y č.3/2012, roč. LXV
ISSN 001 8-8069
Princip stanovení výše pojistné zásoby v průmyslovém podniku
The Principle of Determination of the Buffer Stock Value in an Industrial
Company
Ing. Petr Besta, Ph.D., Ing. Kamila Janovská, Ph.D., doc. Ing. Šárka Vilamová, Ph.D., Vysoká škola báňská –
Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Ing. Bc. Lukáš Hula, VÍTKOVICE
IT SOLUTIONS a.s., Ostrava
V oblasti plánování, řízení a nákupu materiálových zdrojů se často dostávají výrobní podniky do obtížně řešitelných
situací. Na jedné straně přicházejí do výrobní organizace těžko odhadnutelné impulsy v podobě tržních pobídek, na
druhé straně se snaží každý výrobní subjekt, co možná nejrealističtěji naplánovat všechny výrobní procesy. Do
střetu se tedy dostávají dva systémy, které jsou diametrálně odlišné. Často poté vznikají problémy s nastavováním
optimálních hladin zásob. Obecně lze říci, že zásoby jako celek budou vždy pro podnik znamenat určité množství
komplikací spojených s jejich skladováním, udržováním, sledováním kvality a především s vázaností kapitálu
v zásobách. Zásoby, ale také podniku umožňují udržovat plynulost výrobních operací a tím i pružně reagovat na
poptávky trhu. Vždy bude tedy důležité nalézt optimální rovnováhu při stanovování výše výrobních zásob. Pro řízení
zásob lze použít široké spektrum logistických metod, které budou ovšem vždy závislé na kvalitě vstupních informací.
Obecně lze tyto metody rozdělit na statistické a simulační. V případě využití statistických metod dochází k analýze
spotřeby materiálů za předchozí období. Podle výsledků analýzy variability jsou nastavovány pojistné hladiny
zásob. Simulační metody mohou využívat stochastické nástroje pro odhad budoucí poptávky. Výhodou těchto metod
je možnost snadno prověřovat důsledky různých scénářů vývoje vzhledem k nastaveným hodnotám pojistných zásob.
Companies often get into difficult-to-solve situations in the area of planning, management and procurement of
material resources. On one hand, there are hard-to-estimate impulses entering the production organization in the
form of market incentives, on the other hand, every production entity tries to plan all production processes as
realistically as possible. It is therefore a conflict between two systems that are completely different. The
consequences of this situation are problems arising when setting up the optimal inventory levels. Generally
speaking, the inventory as a whole, will always mean certain amount of complications for the company associated
with its storage, maintenance, monitoring of quality, but especially with capital tied in inventories. However, stocks
also allow a company to maintain continuity of production operations, thus reacting flexibly to market demand.
That is why it will always be important to find an optimal balance in determining the level of production inventories.
A wide range of relevant logistics methods exists, which can be used for inventory management. They will always
depend on the quality of the input information. Generally, these methods can be divided into statistic and simulation
methods. In case of utilization of statistic methods, they include an analysis of material consumption in the previous
period. The buffer levels are determined according to the outcomes of a variability analysis. The simulation methods
can use stochastic tools for the simulation of future demand. The advantage of these methods is the ability to easily
check the consequences of various scenarios of development with regards to the set values of the buffer stocks.
- Zásoby minimalizují dopady v neočekávaných
dodavatelských výpadcích [2].
1. Vliv zásob na konkurenceschopnost firmy
Zásoby chápeme jako bezprostřední přirozený prvek ve
výrobních i distribučních organizacích. Zásobami
rozumíme tu část užitných hodnot, které byly vyrobeny,
ale ještě nebyly spotřebovány [1]. Držení zásob
znamená pro výrobní podnik přínosy, ale také rizika.
Hlavní výhody zásob lze klasifikovat do těchto bodů:
Negativní dopad zásob je možné vidět především v tom,
že váží kapitál, spotřebovávají další práci a prostředky a
nesou sebou riziko znehodnocení, nepoužitelnosti či
neprodejnosti. Zostřující se konkurence na trzích spolu
s vysokou úrokovou mírou pro krátkodobé úvěry může
vést k tomu, že kapitál investovaný do zásob chybí pro
financování technického a technologického rozvoje,
ohrožuje likviditu podniku a snižuje jeho důvěryhodnost
při jednání o úvěrech [3].
- Zásoby přispívají k řešení časové a kapacitní
disharmonie ve výrobní firmě
- Zásoby podporují produkci širšího sortimentu výrobků
- Zásoby přispívají k tomu, aby výrobní proces bylo
možné realizovat v optimálním rozsahu (vhodné
výrobní dávky).
- Zásoby přispívají k minimalizaci dopadů
nepředvídatelných výkyvů a poruch.
adekvátní operativnost dodávek. Oba tyto vlivy jsou
ovšem antagonistické a bude vždy důležité nalézt určitý
Zásoby jsou bezesporu faktorem, jenž zásadním
způsobem ovlivňuje konkurenceschopnost každé firmy.
Vysoká hladina zásob způsobuje alokaci finančních
prostředků v zásobách, ale současně optimalizuje
kompromis. V případě výrobních firem patří zásoby
mezi finančně nejobjemnější kategorie. Také proto jsou
48
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
rozhodnutí týkající se systému řízení zásob často
strategického charakteru.
údaje stanovovány například v oblasti automobilového
průmyslu, kde přerušení výrobního toku může
generovat mnoha miliónové škody již v průběhu
několika hodin. Ve většině firem však nebude nikdy
možné zcela jednoznačně vyjádřit finanční dopady
plynoucí z nedostatku zásob. Vzhledem k tomu je
konkrétní výše pojistné zásoby zpravidla definována na
základě obchodní politiky firmy. Pro určení přesné výše
pojistné zásoby formou statistické analýzy je možné
využít celou řadů postupů. Velmi univerzální možností
je stanovení pojistné zásoby založené na určení
aritmetického průměru a směrodatné odchylky. Vztah
pro výpočet pojistné zásoby PZ lze poté zapsat tímto
způsobem:
2. Tvorba pojistných hladin zásob
Systém tvorby pojistných zásob vychází z principu
ekonomického objednacího množství. Tento model však
předpokládá nepřetržitou, konstantní a známou výši
poptávky stejně jako konstantní a známý cyklus
realizace objednávky [4]. Tyto značně zjednodušující
předpoklady zaručují, že firma po prodeji poslední
jednotky zásoby z dané velikosti ekonomického
objednacího množství obdrží následující objednanou
dodávku, aniž by nesla ztráty a rizika spojená
s nedostatkem.
PZ  k R   d   D   R 
V reálné praxi průmyslových firem však k takové
situaci dochází spíše ojediněle. Tempo spotřeby mnoha
položek zásob ovlivňují ekonomické, politické, právní,
kulturní či sociální podmínky, jakož i aktivity
konkurence nebo změny ve spotřebitelských
návycích [5]. Stejně tak působí řada vlivů na délku
cyklu realizace objednávky. Mění se doba přípravy a
doručení objednávky, kolísá přepravní čas, dodavatel
není schopen pružně reagovat na změny v poptávce.
2
2
2
(1)
Jednotlivé proměnné mají následující význam:
k - koeficient zajištění
R - průměrná délka cyklu realizace objednávky
σD - směrodatná odchylka denního prodeje
D - průměrný denní prodej
σR - směrodatná odchylka cyklu realizace objednávky
Tento model pojistné zásoby vychází z předpokladu, že
budoucí údaje o spotřebě a cyklu realizace objednávky
budou podobného charakteru jako analyzovaná data.
Pokud by budoucí spotřeba materiálu měla výrazně
odlišný charakter, bude také vypovídací schopnost této
metody omezená.
Jakákoliv vyšší neočekávaná potřeba materiálu (zásob)
poté okamžitě znamená vznik nedostatku, který může
ovlivnit plynulost výroby. To znamená pro firmu ztráty
související z přerušením výroby, ušlý zisk za
nerealizovaný obchod, penále za pozdě dodané zboží,
zhoršení jména a pověsti firmy nebo dokonce ztrátu
zákazníka.
3. Stanovení optimální výše pojistné zásoby
V reálné praxi se proti těmto důsledkům firmy brání a
vytvářejí pojistné hladiny zásob. Pojistná zásoba by tedy
měla výrobní podnik chránit proti neočekávaným
výkyvům a podporovat spojitý charakter výrobního
procesu.
Statistické metody tvorby pojistných hladin zásob
mohou být založeny na využití údajů o spotřebě a cyklu
realizace objednávky.
Tab. 1 Údaje o spotřebě vybraných položek zásob
Tab. 1 Data on the consumption of the selected inventory items
Při vytváření pojistných hladin zásob je ovšem nutné
zvážit náklady spojené s jejich udržováním, ale také
důsledky související s rizikem nedostatku. Konkrétní
výši pojistné zásoby lze stanovit buď prostřednictvím
simulačních nebo statistických metod [6]. V případě
statistických metod se jedná o analýzu dlouhodobě
sledovaných dat. Simulační nástroje naopak umožňují
ověřovat možné hypotetické výkyvy ve spotřebě a
důsledky, které mohou mít pro výrobní podnik. Odlišné
hladiny pojistných zásob mohou pro podnik znamenat
diametrálně rozdílné důsledky. Udržování pojistné
zásoby v takové výši, která by zamezila vzniku
nedostatku zásoby ve všech případech, by bylo pro
firmu zbytečně nákladné. Dopady nedostatku, který se
vyskytne výjimečně, mohou být mnohem menší než
náklady na celoroční udržování dodatečné zásoby.
Vzhledem k těmto skutečnostem je obvyklé, že se firma
rozhodne udržovat pojistnou zásobu, která ji ochrání
v 80 % všech případů. Při nastavování pojistných hladin
zásob je důležité porovnat náklady na udržování zásob
s možnými důsledky plynoucími z potenciálního
ohrožení výrobního procesu. Velmi přesně jsou tyto
Výhodou této metody je, že potřebné údaje je možné
získat v jakékoliv organizaci a její použití je tedy velmi
49
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
Hutnické list y č.3/2012, roč. LXV
ISSN 001 8-8069
univerzální. Tab. 1 ukazuje modelová data pro dvě
položky zásob. Jedná se o výběrový soubor dat
vycházející z realizovaného dlouhodobého sledování. U
každé položky je uvedena spotřeba za posledních 20
dnů a také cyklus realizace objednávky. Pro tyto údaje
byly určeny všechny potřebné charakteristiky, které
využívá model pojistné zásoby (průměr, směrodatná
odchylka). Jako doplňková charakteristika byla pro
spotřebu obou položek zásob určena podílová míra
variability – variační koeficient.
určeny dle dat uvedených v tab. 1. Výpočet výše
pojistné zásoby pro položku č. 2:
PZ  k R   d   D   R 
2
PZ (95%)  1,645 6,0  3,0 2  13,6 2  1,12  27,4
PZ (90%)  1,282 6,0  3,0 2  13,6 2 1,12  21,4
PZ (85%)  1,036 6,0  3,0 2  13,6 2 1,12  17,3
Výsledné hladiny pojistných zásob jsou dány velikostí
rizika vyjádřeného hodnotou koeficientu zajištění, ale
také charakterem spotřeby a cyklem dodávek. Výkyvy
ve spotřebě výrazným způsobem ovlivňují výši pojistné
zásoby. Obr. 1 ukazuje grafický záznam o průběhu
spotřeby. V grafu jsou také vyneseny údaje o průměrné
spotřebě, která je zobrazena pro obě položky zásob jako
konstantní funkce. Graf jen potvrzuje závěry vyvozené
na základě hodnoty variačního koeficientu. Pokud by se
v případě položky č. 1 jednalo o klíčovou komponentu,
jejíž nedostatek by znamenal velké škody, bylo by nutné
využít vysoké úrovně koeficientu zajištění (99 %). Toto
by znamenalo udržování pojistné zásoby ve výši 75 ks.
Jestliže by se současně jednalo o druh zásob s vysokou
pořizovací cenou, pak by pojistné zásoby vysoce
zatěžovaly výrobní náklady. V případě koeficientu
zajištění 85 % je úroveň výše pojistné zásoby 33,4 ks.
V případě koeficientu zajištění 85 % podstupuje firma
15% riziko plynoucí z potenciálního nedostatku zásob.
Pokud porovnáme vypočtenou úroveň zásob pro obě
hladiny koeficientu zajištění (85 a 99 %) vidíme, že
vyšší hodnota znamená více než dvojnásobnou úroveň
pojistné zásoby. Na tomto příkladu lze velmi dobře
vidět, jak zásadní vliv může mít výše pojistné zásoby na
celkový objem zásob. Vyšší zajištění proti potenciálním
rizikům pak znamená velký nárůst nákladů.
PZ  k R   d   D   R 
2
2
PZ (99%)  2,326 6,0  3,0 2  13,6 2 1,12  38,7
Všechny výsledky jsou zaznamenány v rámci tab. 1.
Stanovený variační koeficient vykazuje u obou položek
zásob zcela odlišnou míru variability. V případě
položky č.1 je jeho hodnota 117,8 %. Toto znamená
vysokou míru variability a velmi omezenou možnost
predikce spotřeby. Položka č.2 vykazuje naopak
pravidelnost ve spotřebě a velmi dobrý odhad budoucí
spotřeby (Vx = 22,1 %). Pro stanovení pojistné hladiny
zásob byly zvoleny čtyři úrovně koeficientu zajištění
(99 %, 95 %, 90 %, 85 %). Koeficient zajištění 95 %
znamená, že firma je ochotná podstoupit riziko
nedostatku zásob ve výši 5 %. Hodnota koeficientu
zajištění je poté dána dle Gaussovy křivky rozptylu.
Výpočet výše pojistné zásoby pro položku zásob č. 1 lze
poté zapsat následujícím způsobem:
2
2
2
PZ (99%)  2,326 6,0  12,32  10,5 2  1,12  75,0
PZ (95%)  1,645 6,0  12,32  10,5 2  1,12  53,1
PZ (90%)  1,282 6,0  12,32  10,5 2  1,12  41,4
PZ (85%)  1,036 6,0  12,32  10,5 2  1,12  33,4
Stejným postupem lze určit hodnotu pojistné zásoby
také pro druhou sledovanou položku. Hodnota
koeficientu zajištění je stejná. Dosazené hodnoty byly
45
40
35
Spotřeba
30
Položka 1
25
Položka 2
20
Průměr 1
Průměr 2
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Dny
Obr. 1 Vývoj variability spotřeby zásob
Fig. 1 The development of the variability of the inventories consumption
50
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ISSN 0018-8069
Ekonomika, organizace, řízení
Economy, Organization, Management
Druhá položka zásob nemá velké výkyvy ve spotřebě.
V případě koeficientu zajištění 99 % je hodnota pojistné
zásoby 38,7 ks a pro 85 % je stanovená pojistná zásoba
17,3 Ks. Obr. 1 také zachycuje výrazně nižší výkyvy ve
spotřebě. Pro položku č. 2 lze považovat stanovený
průměr za relevantní charakteristiku, protože odchylky
od něj jsou velmi malé.
Klíčové je především nastavení pojistných hladin zásob.
Vysoké hladiny pojistných zásob znamenají zvýšené
náklady plynoucí z udržovacích nákladů (náklady
z vázanosti kapitálu v zásobách, náklady na udržování
skladu, náklady na pojištění zásob, náklady z možné
ztráty hodnoty zásob). Vzhledem k těmto skutečnostem
je logická snaha všech výrobních organizací snižovat
množství
alokovaných
finančních
prostředků
v zásobách. Nízká hladina pojistných zásob může
ovšem znamenat při velkém výkyvu ve spotřebě
nedostatek a zastavení výrobního procesu. Volba
konkrétní pojistné hladiny zásob je ovlivněna
charakterem výroby, ekonomickou situací firmy, ale
také očekáváním a náročností zákazníků. Všude tam,
kde je nutná vysoká operativnost v dodávkách nebo kde
potenciální nedostatek zásob znamená velké škody, je
nutné volit vyšší hladiny zajištění. Toto bude ovšem
znamenat také vyšší úroveň nákladů spojených
s udržováním zásob. V případě, že si výrobní organizace
může dovolit podstoupit vyšší riziko nedostatku zásob,
je naopak udržování velkých množství zásob
neefektivní. Zejména pokud se jedná o zásoby
s vysokou pořizovací cenou.
Stanovení konkrétní pojistné hladiny zásob bude vždy
dané charakterem výrobního procesu, ale také obchodní
politikou firmy. Je důležité zhodnotit rizika plynoucí
z nedostatku zásob a stanovit si priority při
uspokojování potřeb zákazníků. Nesystémové snižování
výrobních zásob nemusí přinést očekávaný efekt, ale
může znamenat vznik řady problémů ohrožujících
plynulost výrobního procesu.
Při určování výše pojistné zásoby je důležité vycházet
z relevantní analýzy struktury zásob. Zde je možné
využít základní metody pro klasifikaci zásob. Především
se jedná o Paretovu analýzu a analýzu variability. Obě
tyto metody jsou často používány současně a umožňují
komplexní pohled na systém řízení zásob. Při určování
výše pojistné zásoby se poté zpravidla postupuje
individuálně podle charakteru jednotlivých položek.
Jednotlivé zásoby jsou klasifikovány do několika
skupin, podle charakteru a pravidelnosti ve spotřebě.
Pro tyto skupiny je poté navržen optimální systém řízení
zásob. V případě vysoce pravidelných zásob, u kterých
je predikce spotřeby jednoznačná, je zbytečné udržovat
nadlimitní množství. Důležitým faktorem je přirozeně
také doba dodání. V případě delších dodacích termínů
bude i zde nutné využít vyšších zajišťovacích stupňů.
Často využívaným řešením je budování konsignačních
skladů. Toto je ovšem možné pouze v případě větších
organizací, které spotřebovávají pro výrobu velké
množství vstupních zdrojů. Zřízení konsignačního
skladu je jak pro odběratele tak pro dodavatele totiž
ekonomicky efektivní od určité úrovně spotřeby zásob.
Poděkování
Práce vznikla za podpory specifického univerzitního
výzkumu Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy
České republiky č. SP 2012/12.
Literatura
[1] TOMEK, J.; HOFMAN, J. Moderní řízení nákupu podniku. Praha:
Management Press, 1999
[2] SIXTA, J.; ŽIŽKA, M. Logistika: používané metody. Brno:
Computer press, a.s., 2009
[3] BAZALA, J. Logistika v praxi. Praha: Verlag Dashöfer, 2003
[4] KOŠTURIAK, J.; FROLÍK, Z. Štíhlý a inovativní podnik. Praha:
Alfa Publishing, 2006
[5] TAKEDA, H. Low Cost Intelligent Automation. Verlag Moderne
Industrie Landsberg, 2004
Závěr
[6] LENORT, R.; BESTA, P. Analysis and evaluation of sorting and
processing logistics of used products from the consumers.
Logistyka, 2009, No. 5, pp. 82-84.
Zásoby jsou často řazeny mezi sedm základních zdrojů
plýtvání. Optimální množství zásob může zásadním
způsobem ovlivňovat konkurenceschopnost firmy.
Recenze: Ing. Jaroslav Bazala, Ph.D.
doc. Ing. Stanislav Ptáček, CSc.
_____________________________________________________________________________________________
Sept. 24 - 26
Beijing, China
51
Zprávy HŽ, a.s.
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
hutní výroba v ČR a SR
_____________________________________________________________________________________________
Meziroční porovnání měsíčních a postupných hutních výrob roku 2011 a 2012
únor
2012
Výroba *)
Výroba
Index
březen leden-březen
únor
2012
2012
2011
2012/11
tis.t
(upřesněn)
tis.t
%
KOKS
CELKEM
268,00
292,33
853,30
z toho (HŽ) ČR
145,22
154,74
456,98
(HŽ) SR
122,78
137,58
396,32
AGLOMERÁT
CELKEM
565,08
688,04
1 942,11
z toho ČR
365,98
450,44
1 266,11
SR
199,10
237,60
676,00
SUROVÉ ŽELEZO
CELKEM
624,87
705,01
1 938,86
z toho ČR
314,00
351,42
1 015,80
SR
310,86
353,59
923,06
SUROVÁ OCEL
CELKEM
799,13
918,39
2 504,27
z toho ČR
424,67
476,86
1 358,81
SR
374,46
441,53
1 145,47
KONTISLITKY
CELKEM
756,43
869,92
2 374,63
z toho ČR
382,97
429,38
1 232,17
SR
373,46
440,53
1 142,47
BLOKOVNY
CELKEM
47,61
53,51
150,81
z toho ČR
47,61
53,51
150,81
SR
0,00
0,00
0,00
VÁLCOVANÝ MATERIÁL
CELKEM
738,02
813,70
2 293,94
z toho ČR
402,30
428,66
1 276,73
SR
335,72
385,04
1 017,21
TRUBKY
CELKEM
68,09
69,76
203,35
z toho ČR
46,75
47,32
138,51
SR
21,34
22,44
64,84
TAŽENÁ, LOUPANÁ, BROUŠENÁ OCEL
CELKEM= (HŽ)ČR
14,28
15,34
45,47
STUDENÁ PÁSKA KLASICKÁ
CELKEM= (HŽ)ČR
2,49
3,09
8,25
POZNÁMKA: *) Za poslední měsíc jsou údaje předběžné
Zpracoval: Hutnictví železa, a.s. - ing. Vala
Výroba
Index
březen
2011
2012/11
tis.t
%
Výroba
Index
leden-březen
2011
2012/11
tis.t
%
262,23
136,08
126,15
102,20
106,72
97,33
295,75
157,44
138,30
98,84
98,28
99,48
836,60
430,05
406,55
102,00
106,26
97,48
578,51
352,61
225,90
97,68
103,79
88,14
650,76
423,96
226,80
105,73
106,25
104,76
1 856,54
1 173,44
683,10
104,61
107,90
98,96
616,38
328,15
288,24
101,38
95,69
107,85
679,73
360,84
318,89
103,72
97,39
110,88
1 989,88
1 057,15
932,72
97,44
96,09
98,96
804,73
442,89
361,84
99,30
95,89
103,49
881,65
483,32
398,33
104,17
98,66
110,85
2 606,73
1 421,98
1 184,75
96,07
95,56
96,68
757,89
397,10
360,79
99,81
96,44
103,51
826,41
429,12
397,28
105,26
100,06
110,89
2 456,32
1 274,72
1 181,60
96,67
96,66
96,69
45,23
45,23
0,00
105,26
105,26
0,00
52,71
52,71
0,00
101,51
101,51
0,00
152,14
152,14
0,00
99,12
99,12
0,00
727,38
430,12
297,26
101,46
93,53
112,94
824,55
456,94
367,61
98,68
93,81
104,74
2 395,28
1 358,83
1 036,45
95,77
93,96
98,14
65,06
44,97
20,09
104,65
103,96
106,20
73,21
50,74
22,47
95,28
93,25
99,87
204,41
139,90
64,51
99,48
99,00
100,52
12,83
111,28
13,81
111,07
40,39
112,58
3,28
75,87
3,81
80,99
10,05
82,02
52
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Zprávy HŽ, a.s.
Meziroční porovnání měsíčních a postupných hutních výrob roku 2011 a 2012
březen
2012
Výroba *)
duben leden-duben
2012
2012
tis.t
(upřesněn)
KOKS
CELKEM
292,33
282,19
1 135,49
z toho (HŽ) ČR
154,74
150,55
607,53
(HŽ) SR
137,58
131,64
527,96
AGLOMERÁT
CELKEM
688,04
696,59
2 638,70
z toho ČR
450,44
417,19
1 683,30
SR
237,60
279,40
955,40
SUROVÉ ŽELEZO
CELKEM
705,01
668,75
2 601,60
z toho ČR
351,42
343,31
1 353,11
SR
353,59
325,44
1 248,50
SUROVÁ OCEL
CELKEM
918,39
874,13
3 378,41
z toho ČR
476,86
467,42
1 826,23
SR
441,53
406,71
1 552,18
KONTISLITKY
CELKEM
869,92
830,30
3 204,94
z toho ČR
429,38
424,59
1 656,76
SR
440,53
405,71
1 548,18
BLOKOVNY
CELKEM
53,51
31,82
182,62
z toho ČR
53,51
31,82
182,62
SR
0,00
0,00
0,00
VÁLCOVANÝ MATERIÁL
CELKEM
813,47
732,47
3 036,59
z toho ČR
428,43
396,15
1 683,06
SR
385,04
336,32
1 353,53
TRUBKY
CELKEM
71,27
66,14
271,00
z toho ČR
48,83
44,42
184,43
SR
22,44
21,72
86,56
TAŽENÁ, LOUPANÁ, BROUŠENÁ OCEL
CELKEM= (HŽ)ČR 15,34
14,64
60,11
STUDENÁ PÁSKA KLASICKÁ
CELKEM= (HŽ)ČR
2,91
2,53
10,60
POZNÁMKA: *) Za poslední měsíc jsou údaje předběžné
Zpracoval: Hutnictví železa, a.s. - ing. Vala
Výroba
Index
březen
2011
2012/11
tis.t
%
Výroba
Index
duben
2011
2012/11
tis.t
%
Výroba
Index
leden-duben
2011
2012/11
tis.t
%
295,75
157,44
138,30
98,84
98,28
99,48
291,19
156,04
135,15
96,91
96,48
97,41
1 127,79
586,09
541,70
100,68
103,66
97,46
650,76
423,96
226,80
105,73
106,25
104,76
618,63
413,43
205,20
112,60
100,91
136,16
2 475,17
1 586,87
888,30
106,61
106,08
107,55
679,73
360,84
318,89
103,72
97,39
110,88
622,01
338,55
283,46
107,51
101,41
114,81
2 611,89
1 395,70
1 216,19
99,61
96,95
102,66
881,65
483,32
398,33
104,17
98,66
110,85
811,36
461,01
350,35
107,74
101,39
116,09
3 418,09
1 882,99
1 535,10
98,84
96,99
101,11
826,41
429,12
397,28
105,26
100,06
110,89
757,09
407,79
349,30
109,67
104,12
116,15
3 213,41
1 682,52
1 530,90
99,74
98,47
101,13
52,71
52,71
0,00
101,51
101,51
0,00
46,74
46,74
0,00
68,07
68,07
0,00
198,88
198,88
0,00
91,82
91,82
0,00
824,55
456,94
367,61
98,66
93,76
104,74
690,81
409,79
281,01
106,03
96,67
119,68
3 086,09
1 768,62
1 317,47
98,40
95,16
102,74
73,21
50,74
22,47
97,34
96,23
99,87
57,10
44,98
12,13
115,83
98,76
179,13
261,51
184,88
76,63
103,63
99,76
112,96
13,81
111,07
12,92
113,24
53,31
112,74
3,81
76,27
3,02
83,95
13,07
81,09
53
Z hospodářské činnosti podniků
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
z hospodářské činnosti podniků
Diskusní příspěvek k článku „Deformation Characteristics of the Tensile
Specimen of Steel Sheet in Local and Global Area Using Videoextensometry“
autorů Hlebová, S., Pešek, L., Kandra, T. uveřejněného v tomto vydání časopisu: Hutnické listy, 2012, roč. LXV, č.
3, s. 14
Ing. Jan Počta, CSc., CSM Ostrava
bylo prokázáno, že se efektivní délka pásma deformace
v průběhu času neustále zmenšuje a deformace se
soustřeďuje do stále kratšího úseku kolem budoucí
trhliny. K objasnění geometrické interpretace obrysové
čáry krčku byl zaveden pojem tvarový součinitel Kt
Jednoduché zkoušky plastičnosti patří k objektivním
metodám identifikace chování materiálu při zatěžování,
a to od počátku deformace až do mezního stavu, kdy
dochází k porušení soudržnosti. U tahových zkoušek se
to projeví přetržením zkoušky. Tahová zkouška je
zdánlivě jednoduchá k provedení i vyhodnocování a
jejími poskytnutými hodnotami se technická praxe
nejčastěji řídí při popisu vlastností materiálu. Přestože
existuje norma a smluvní podmínky vyhodnocování [1],
řada autorů se chápe vlastní interpretace tahové
zkoušky. Důvodem je to, že norma vyhodnocuje
tahovou zkoušku tak, že změřené parametry vztahuje
k celému objemu vzorku, což autoři zmíněného článku
Hlebová, S., Pešek, L., Kandra, T. nazývají globální
oblastí. Ve skutečnosti se zkušební materiál při tahu
zpevňuje a v důsledku toho se deformace soustřeďuje na
stále užší místo kolem vznikajícího krčku.
Kt =
(d
+ dk )
2
p
4 ⋅ d p ⋅ dk
,
(1)
který byl analyticky odvozen z lineární aproximace
obrysové čáry krčku. V rov. (1) je dp průměr vzorku při
dosažení meze stability deformace, tedy v oblasti
homogenní deformace, dk je průměr vzorku v nejužším
místě krčku, kam dospěla maximální deformace
v mezním stavu.
Je-li Kt = 1, plastická deformace se rozvíjí po celou
dobu zatěžování vzorku téměř v celé délce krčku Jeho
efektivní délka se nemění. Materiál je přiveden do
značně plastického stavu a zpevnění působí jen
v omezené míře nebo nepůsobí vůbec. V takovém
případě vnější obrys zkušební tyčky ve všech jejích
částech, tj. nejen v místech, kde se deformace ukončila
v homogenním stádiu, ale i v místech, kde pokračovala
heterogenní deformace, lze linearizovat s dobrou
těsností. Je-li Kt >1, pak velmi silně působí zpevnění.
Plastická deformace se v průběhu zatěžování
soustřeďuje do stále užšího úseku, takže se efektivní
délka pásma intenzivní deformace neustále zkracuje.
V limitním případě zaujímá jen prostor v nejbližším
okolí vnitřní trhliny, jejíž čelo spěje k povrchu vzorku,
aby posléze došlo k přetržení. V tomto případě lineární
aproximace obrysové čáry krčku není zcela těsná.
Konečný tvar krčku tedy vychází z historie deformace,
tj. z průběhu deformace za současného působení
zpevnění. K vyhodnocování tahové zkoušky se pak
využívají parametry zjištěné v lokální oblasti, jak to
nazývají ve svých článcích autoři článku. Míra zpevnění
je u každého materiálu jiná. Např. u chromových
feritických ocelí je zpevnění minimální, takže
deformace probíhá prakticky v globální oblasti.
Samozřejmě musí k tomu být vhodná zkušební teplota a
deformační rychlost. Projeví se to tak, že krček je
dlouhý, někdy zaujímá celou délku měrné části zkušební
tyčky a poloměr zakřivení jeho vnějšího obrysu je
velký. U vysoce legovaných chromniklových nebo i
jiných austenitických ocelí se v průběhu času struktura
zpevňuje a deformace se soustřeďuje na stále užší místo
kolem krčku. Délka krčku je tedy malá a poloměr
zakřivení jeho vnějšího obrysu v okolí trhliny je malý.
K takovému tvaru krčku autoři diskutovaného článku
došli u své tahové zkoušky, jejíž vzorek prezentují
v tomto čísle Hutnických listů na obr. 2b), s. 16.
Iniciace trhliny spočívá v tvorbě mikrotrhlin v nejužším
místě zkušebního vzorku. Následuje koalescence
mikrotrhlin do stavu, kdy z některých z nich vznikne
jedna největší – makrotrhlina. Ta pak působením napětí
na čele trhliny přednostně roste zevnitř k povrchu
vzorku. Tento princip je dostatečně známý. Tvorba
vnitřní trhliny byla dostatečně prokázána u mědi
rentgenograficky [4], u aluminiových slitin a některých
druhů oceli ve stavu po tažení za studena ultrazvukem
nebo na metalografických výbrusech s magnetickými
prášky [5] či přímým pozorováním, jak uvádí [6]. Také
Autor tohoto diskusního příspěvku prováděl lokální
vyhodnocování velké řady tahových zkoušek za tepla na
vzorcích s kruhovým průřezem, provedených u
průmyslově
vyráběných
ocelí
s feritickou
i
austenitickou strukturou, a to tak, aby se jejich
chemické složení a strukturní stav mohl v různé formě
projevit na průběhu deformace [2, 3]. Experimentálně
54
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Z hospodářské činnosti podniků
vlastní práce autora příspěvku [14, 16] potvrdily, že na
počátku porušení tahového vzorku stojí tvorba
mikrotrhliny (obr. 1). U prozkoušených ocelí přednostní
trhliny vznikaly v okolí tvrdých a ostrohranných
vměstků TiN nebo v σ fázi, která má sníženou plasticitu
ve srovnání s matečnou austenitickou matricí.
byly spojité křivky 3. řádu [3], a analyticky, kdy celá
křivka sestávala z parabolického, lineárního a
exponenciálního úseku [2]. Pro určení význačných bodů
a pro výklad fyzikálně metalurgických dějů je vhodnější
analytický popis.křivky σs = f(δs).
S využitím akustické emise tedy bylo možno v průběhu
zkoušek určit:
1. oblast homogenní deformace
2. mez pevnosti, tj. bod s maximální zatěžující silou
anebo s přechodem parabolického průběhu křivky σs
= f(δs) do lineárního průběhu
3. oblast nehomogenní deformace, kdy
dochází
k poklesu síly a kdy závislost σs = f(δs) nabývá
lineární průběh
4. bod se zjevnou koalescencí mikrotrhlin a iniciací
středové mikrotrhliny, v němž končí lineární průběh
křivky σs = f(δs)
5. oblast s růstem čela mikrotrhliny k povrchu vzorku a
s exponenciálním průběhem závislosti σs = f(δs)
způsobeným nárůstem nehomogenity napjatosti ∆σ a
vrcholícím v mezním stavu – porušení soudržnosti.
Plastické mechanizmy a mechanizmy porušení tedy
zanechávaly svou charakteristickou stopu v projevu
akustické emise.
Obr. 1
Dřívější práce [4-12] zabývající se touto problematikou
studovaly
mechanizmy
porušení
s využitím
vyjmenovaných laboratorních metod na speciálně
vyrobených kovech nebo slitinách a za studena. Práce
publikované v [13-16] byly prováděny na průmyslově
vyráběných ocelích a za tepla. O to obtížnější bylo
vyhodnocování akustických signálů, protože celá
zkouška byla uzavřená v pícce. Eliminací šumu od
chladicí vody a jiných vlivů a statistickým přístupem
k vyhodnocování bylo možno na křivce σs = f(δs) určit
výše uvedené význačné body a úseky v průběhu konání
zkoušky. Tím bylo možno zastavit a přerušit tahovou
zkoušku v jakémkoliv žádaném okamžiku a přesvědčit
se na řezu vzorku o stavu deformace uvnitř vzorku.
Okamžik koalescence mikrotrhlin ve středovou
makrothlinu byl tak experimentálně identifikován jako
přechod lineární části křivky σs = f(δs) v exponenciální
úsek.
Příčná mikrotrhlina v σ fázi u oceli Cr1Ni12Mo2, teplota
800 °C, deformační rychlost v počáteční fázi deformace
2.10-1 s-1, mikrotrhlina patrná uprostřed snímku
Všechny tyto metody, pokud jsou aplikovány u
tahových vzorků s kruhovým průřezem, dovolují
sledovat vznik a vývoj mikrotrhliny jen po přerušení
zkoušky.
Od okamžiku vzniku první marotrhliny dochází k jejímu
neustále se zrychlujícímu růstu zevnitř směrem
k povrchu. Tento stav byl také v řadě literárních
pramenů matematicky prokázán a u materiálů
připravených speciálně pro laboratorní zkoušky
experimentálně ověřen [7-12].
Na křivkách σs = f(δs) lze vypozorovat 4 etapy
akustické emisní aktivity. Oblasti s intenzivní
akustickou emisí se vyskytují ve význačných výše
vyjmenovaných bodech (mez pevnosti, vznik první
význačné mikrotrhliny, která přerůstá v makrotrhlinu,
porušení soudržnosti) a před tím zhruba v polovině
lineárního úseku křivky σs = f(δs). V tomto místě
nastává u oceli za podmínek určených u obr. 1
exponenciální
nárůst
nehomogenity
napjatosti
definované vztahem [14]
S využitím akustické emise při tahových zkouškách [1316] bylo možno nejen určit okamžik vzniku středové
makrotrhliny, ale identifikovat plastické mechanizmy v
celém průběhu zatěžování vzorku až do jeho přetržení.
Výhodou využití akustických signálů bylo, že nebylo
nutné přerušovat zkoušku a každý vzorek bylo možno
zatěžovat v celé škále deformace až do přetržení.
Akustické signály totiž mají charakteristický průběh
v jednotlivých stádiích deformace. Podle jejich
amplitudy a frekvence, aniž by se ještě prokreslily
diagramy skutečné napětí σs – skutečná deformace δs
jakožto funkce σs = f(δs), bylo možno u každého vzorku
určit význačné body. Křivky σs = f(δs) byly sestrojeny
dvěma metodami: regresní analýzou, jejíž výsledkem
∆σ = exp[1,5601(δk – 0,1831)]-1
55
(2)
Z hospodářské činnosti podniků
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Do okamžiku, kdy počíná růst nehomogenita napjatosti
∆σ, má tvarový součinitel Kt hodnotu 1. Za tímto bodem
tvarový součinitel u dané oceli a za daných podmínek
zkoušení exponenciálně roste podle vztahu
K t = 0,7027 ⋅ (δ k − 0,5)
2, 6849
+1,
byla zastavena hodně pozdě, kdy se středová
makrotrhlina rozšířila až téměř k samotnému povrchu,
ale k vnějšímu porušení celistvosti vzorku ještě nedošlo.
Matematická odvozování a experimentální ověřování
s využitím metod pro identifikaci vnitřní trhliny
v doprovodu s akustickou emisí prokázaly, že objektivní
hodnocení tahové zkoušky až do mezního stavu je
lokální, nikoliv globální. Autoři diskutovaného článku
tedy správně přistupovali k lokálnímu vyhodnocení
svých tahových zkoušek.
(3)
materiál se lokálně zpevňuje, deformace se stále více
soustřeďuje do nejužšího místa krčku, efektivní délka
krčku se zkracuje a krček má ve svém nejužším místě
ostrý obrys (malý poloměr zakřivení).
Literatura
[1] PERNIS, R. Meranie a označovanie ťažnosti. Hutnické listy,
2011, roč. LXIV, s. 73, ISSN 0019-8069
Při hodnotě δk = 1,06 dosáhla nehomogenita ∆σ hodnotu
2,93 % a v tomto stavu se vytvořila již pokročilá vnitřní
trhlina znázorněná rentgenograficky na obr. 2.
[2] POČTA, J. Hodnocení tvařitelnosti oceli za tepla tahovou
zkouškou. Hutnické aktuality, 1981, roč. 22, č. 8,
INFORMETAL, VÚHŽ Dobrá, 51 s.
[3] POČTA, J. Využití regresní výpočtové metody pro hodnocení
tahové zkoušky za tepla. Hutnické listy, 1985, roč. , č. 5, s. 343
– 348
[4] NÁDAI, A. Theory of Flow and Fracture of Solids. Engineering
Societes Monographs, New York, McGraw-Hill Book Comp.
1950
[5] SCHNEEWEISS, G., TRČKA, P. Steel Research, 56, 1985, č. 1,
s. 51-56
[6] VELES, P. Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov, 2. vydanie.
Bratislava: Alfa, Praha: SNTL, 1989, 401 s.
[7] POLAKOVIČ, A. Kovové materiály, 22, 1984, č. 1, s. 48-60
[8] MINÁR, P. aj. Kovové materiály, 22,1984, č. 1, s. 80-91
[9] POLAKOVIČ, A. Kovové materiály, 24, 1984, č. 1, s. 114-127
[10] PILOUS, V. aj. Kovové materiály, 26, 1987, č.1, s. 468-481
[11] KENNEDY, J.R. Metal Science, 18, June 1984, s. 286-288
[12] KELLER, H. aj. Steel Research, 57, 1986, č. 6, s. 393-401
[13] POČTA, J., CRHA, J. Identifikace mezního stavu plastičnosti u
tahové zkoušky za tepla pomocí akustické emise. Hutnické listy,
1991, roč. , č. 1 – 2, s. 68 – 73
[14] POČTA, J. Identifikace mezního stavu plastičnosti oceli u
tahové zkoušky za tepla pomocí akustické emise. Hutnické
aktuality, 1991, roč. 32, č. 6, INFORMETAL, VÚHŽ Dobrá
Obr. 2 Příčná trhlina v krčku vzorku z oceli Cr18Ni10Mo, teplota
800 °C, deformační rychlost v počáteční fázi deformace
2.10-1 s-1
[15] POČTA, J., CRHA, J. Statistické hodnocení akustického
projevu fyzikálně metalurgických dějů při tahové zkoušce oceli
za tepla. Hutnické listy, 1991, roč. , č. 3 – 4, s. 213 – 21
Z analytického řešení přechodového bodu mezi lineární
a exponenciální částí křivky σs = f(δs), kterému autor
tohoto diskusního příspěvku přisuzuje výraznou
koalescenci mikrotrhlin a přednostní růst jedné
mikrotrhliny, vyplývá, že mikrotrhlina vznikne při
hodnotě ∆σ = 0,87 %. Zkouška vzorku na obr. 2 tedy
[16] POČTA, J.: Identifikace mezního stavu u jednoduchých zkoušek
plastičnosti. In CO-MAT-TECH´97, 5. vedecká konferencia
s medzinárodnou účasťou, Trnava: Materiálovotechnolo- gická
fakulta STU v Trnave, 14.-15.10.1997
____________________________________________________________________________________________________________________
Největší jihoafrická hutní firma ArcelorMittal čelí obvinění z kartelové dohody
pressexpress.eu, Klára Zelenková
2.4.2012
Největší jihoafrická hutní firma ArcelorMittal může dostat pokutu až ve výši 390 mil. USD za kartelovou
dohodu s menší konkurenční firmou Evraz Highveld Steel and Vanadium. Obě společnosti může Komise
pro hospodářskou soutěž potrestat pokutou ve výši 10 % jejich ročního obratu. ArcelorMittal za loňský rok
vykazoval obrat necelých 4 mld. USD, Evraz Highveld Steel and Vanadium 717 mil. USD. Kvůli možné
pokutě za kartel a vyloučení společnosti ArcelorMittal z vládního infrastrukturního programu na využití
místních materiálů klesly akcie firmy během dne 2.4.2012 o 5 %.
SB
56
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Z hospodářské činnosti podniků
Čínské volné kovárny zaznamenávají velký rozvoj
Ing. Ladislav Jílek, CSc., Ostrava
radiální kovací stroj typu SMX650, který patří mezi
největší stroje svého typu na světě. Průměr výchozího
polotovaru je 650 mm. Kovou se zde tyče o průměru 50
až 300 mm [4].
Impozantní rozvoj čínských volných kováren jde ruku
v ruce s rozvojem veškerého čínského průmyslu. Na
počátku prudkého rozmachu čínské ekonomiky se velká
většina těžkých strojů dovážela. Postupně se však
rozvíjela tuzemská výroba. Lze to ilustrovat na příkladu
jaderné energetiky. V Číně je rozestavěno okolo dvaceti
bloků od různých světových dodavatelů: jde o
americkou firmu Westinghouse, další bloky staví
společně japonské a korejské firmy, dodavateli dalších
jsou francouzské firmy a konečně ruské firmy. Čína
však vyžaduje, aby se na jejich výstavbě stále více
podíleli čínské firmy, jmenovitě společnost State
Nuclear Power Technology Corp. (SNPTC). Pro
výstavbu jaderných elektráren je, jak známo, zapotřebí
velké množství vysoce kvalitních výkovků.
V Číně již pracuje asi 150 lisů a stále se instalují další.
Odhaduje se, že tyto lisy mají v souhrnu kapacitu 1,8 až
2 mil. t/rok, ovšem skutečná výroba se ohybuje na
třetině možností. Částečně je to způsobeno
nedostatečnou kapacitou následných zařízení počínaje
tepelným zpracováním [4]. Manipulátory jsou převážně
jen u menších lisů, doplňují se však i u velkých lisů.
Kromě lisů zde pracují i pneumaticko-hydraulické
buchary, které se používají pro volné kování. V Číně
byl vyvinut pneumaticko-hydraulický buchar 8 t a dnes
jich pracuje již 5 kusů.
Jiným příkladem je výroba zařízení pro volné kovárny.
Před několika lety byly budované kovárny vybavovány
převážně stroji z dovozu. Dnes v Číně existují závody,
které konstruují a dodávají i lisy od 10 do 120 MN. Již
bylo vyrobeno nejméně 40 kusů takovýchto lisů. Pokud
jde o konstrukci těchto lisů, pak se jedná o
dvousloupcové lisy s vícehrannými sloupy [1, 2].
Obdobný lis postavila např. dnes už transformovaná
firma Pahnke pro firmu Creusot ve Francii.
Byly zvládnuty i různé speciální technologie zaručující
zvýšenou vnitřní čistotu či určené pro dosažení
speciálních tvarů. Vyrábí se zde široká škála výkovků
pro energetiku, včetně výkovků pro největší typy
jaderných elektráren, dále klikové hřídele pro lodní
průmysl a železniční dvojkolí [5].
V Číně se vyrábějí i stroje pro rozválcování kroužků.
Firma Jinan Heavy Machinery Joint-stock Co., Ltd.
(JHMC) a firma Jinan Jueng Hydraulic Machinery &
Electronic Engineering Co. Ltd. zase vyrábějí
rozválcovačky kroužků [3].
Pracuje zde i řada rozválcovaček kroužků. Závod China
Machinery Industrial Products Co., LTD., (CMIPC),
který sídlí v Pekingu, provozuje válcovnu kroužků se 3
stroji: do průměru 3,5 m, do průměru 5 m a do průměru
9 m. Pro předkování slouží lis 70 MN a řada menších
lisů a bucharů, na nichž se kovou i běžné volné výkovky
[6, 7].
Největší volná kovárna pracuje v China First Heavy
Industrie (CFHI), která má svoje závody v
městech Fulareji, Dalian, Tianjin a Šanghaj. Ocelárna
má elektrické obloukové pece o kapacitě 100, 80 a 20 t.
K tomu má pánvové a vakuové pece. Celkem je možné
mít k dispozici 810 t tekuté oceli. V kovárně pracují 4
lisy o síle 120, 125, 60 a 45 MN, dva manipulátory
s klopným momentem 6300 a 2000 kNm. S největší
pravděpodobností je to největší volná kovárna na světě.
Pokud jde o dosažené výsledky, lze uvést řadu příkladů.
V prosinci 2009 byl firmou China National Erzhong
Group Co. vykován rotor turbíny pro jadernou
elektrárnu 1000 MW. Tato firma dodává zařízení pro
reaktor typu AP1000 pro firmu Dongfang Electric
Corporation. Již před tím zde byl vykován rotor o
průměru 2050 mm a délce 16 400 mm pro jadernou
elektrárnu 1100 MW. Rotor se koval z ingotu 560 t.
Hmotnost surového výkovku činila 310 t.
V září 2009 byl u firmy Shangdong Hengtong
Expansion Joint Manufacturing Co., Ltd. uveden do
provozu největší lis pro volné kování na světě. Má sílu
220 MN.
Rotory pro nízkotlaké turbíny se kovou i u firmy China
First Heavy Industries (CFHI). Kovou se na lise 150
MN z ingotů o hmotnosti až 580 t.
V prosinci 2009 byl v kovárně Sinosteel XTMMC
vyroben rekordní válec o délce 5,87 m a průměru 2,2 m
pro válcovnu tlustých plechů Baosteel. V prvé polovině
téhož roku zde byl vykován válec o stejné délce, ovšem
s menším průměrem.
Největší závod na kování speciálních ocelí, niklových
slitin a titanových slitin je Shanghai No.5 Steel Co. Ltd.
Má vlastní tavicí zařízení včetně vakuového tavení a
elektrostruskového přetavování. Kovárna je vybavena
hydraulickými lisy 25/30 MN a 40/45 MN a radiálním
kovacím strojem 23/15 MN s hydraulickým pohonem.
U lisů jsou vozové pece, u radiálního kovacího stroje je
karuselová pec. V hale tepelného zpracování je 37 pecí
a tři kalicí nádrže s různými medii.
Počátkem r. 2009 byl na lise 150 MN, který již dva roky
pracuje i firmy Chine First Heavy Industry (CFHI),
vykován výkovek o hmotnosti 135 t. Jde o kuželový
kroužek o průměru 5,75 m pro jadernou elektrárnu 1000
MW. Tato firma odlévá ingoty 281, 320 a 360 t a kove i
další velké díly pro jaderné elektrárny.
V závodě at Baosteel Co. Ltd. Special Steel Branch,
který rovněž patří společnosti Shanghai No.5, pracuje
57
Z hospodářské činnosti podniků
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ponechání přísného dozoru nad lidmi, čínský průmysl
roste netušenou rychlostí. Lze to ilustrovat impozantním
rozvojem čínských volných kováren. Čína je již po
několik let největším výrobcem oceli na světě. Dnes lze
říci, že je i největším výrobcem volných výkovků.
Firma DHI-DCW Group Co., Ltd. vyrábí velké
poloskládané klikové hřídele především pro lodní
motory. V dubnu 2009 zde proběhla přejímka hřídele
8K90MC-C, která je označována jako největší klikový
hřídel na světě . Tyto hřídele vyrábí i další firmy,
např.Shanghai Heavy Machinery Plant Co. Ltd. [8].
Tyto odbytové možnosti pro tvářecí stroje se snaží
využít i naši výrobci [18]. Prudký rozmach tohoto
odvětví čínského průmyslu je příležitostí pro naše
dodavatele strojů, kteří se snaží situaci využít jednak
pro své rozvojové záměry v projekci a konstrukci,
jednak pro své komerční zájmy. Pro naše kovárny jsou
to však nepříznivé zprávy, protože stoupající výroba
čínských volných kováren bude na trhu výkovků tlačit
ceny dolů. Pro ty kovárny, které část své produkce
realizovaly na Dálném východě to dokonce znamená
vážné ohrožení jejich odbytu v tomto teritoriu.
Mají i specializované kovárny. Například závod
Xinxian Zhonglian Petrochemical Container Head
Forming Co. Ltd. vyrábí pouze dna pro talkové nádoby
[9].
Řada dalších kováren je v různých fázích výstavby.
Např. čínská firma Nooth Forging Steel, což je dceřiná
firma společnosti Dalian-Dongbei-Gruppe, kupuje od
německé firmy SMS Meer lis o síle 60/70 MN. Je určen
pro kování ušlechtilých ocelí. Do provozu by měl jít
v létě 2012 [10].
Literatura
Německá firma Schuler-SMG dodává do Číny na klíč
linku na železniční kola. Hlavními výrobními stroji jsou
předkovací lis o síle 50/100 MN, válcovačka a tvarovací
lis 50 MN. Lisy jsou klasické konstrukce, válcovačka je
nové koncepce, která zajišťuje nižší tolerance hotových
výrobků. Předkování se provádí ve dvou stupních:
pěchování tlakem 50 MN a přetvarování tlakem 100
MN. Manipulaci zajišťují roboty. Výrobnost linky je 75
kol za hodinu. Poptávka po železničních kolech je
v Číně vysoká [11, 12].
[1] GUO YU.XI, ZHANG YI-GONG, LI XIANG: The New
Development Trend of Equipment and Technology in Modern Open
Die Forging. In: 17. International Forgemaasters Meeting, Santander
Spain November 2008.
[2] PAHNKE, M., WANG CHUNG MING, LIU DA HUA. The
Design of a 165 MN Open Die Forging Press. In: 17. International
Forgemaasters Meeting, Santander Spain November 2008.
[3]http://www.china-forging-metalforming.net/Eng
lish/CompUser_View.asp?User_Id=3381
[4] WANG WEN-GE, NIESCHWITZ, P., LI BAO GING Experience
with new hydraulic radial forging machine at Baosteel Co. Ltd.
Special Steel Branch. In: International Forgemasters Meeting,
October 2006, Sheffield, ref. 6.3
Německá firma Dango&Dienenthal v Sigenu postupně
dodává několik kovacích a přepravních manipulátorů
pro čínské volné kovárny. Největší z nich je určen pro
firmu CITIC v Luoyang pro práci u lisu 165/185 MN,
což je největší lis pro volné kování na světě. Příslušný
manipulátor bude mít nosnost 2 500 kN a klopný
moment 7 500 kNm. Instalovaný příkon lisu a
manipulátoru činí 13,5 MW [13].
[5] ZHANG JIN: The situation of hydraulic open die forging press
and heavy forging in China. In: International Forgemasters Meeting,
October 2006, Sheffield, ref. 2.4
[6]http://www.china-forging-metalforming.net/Eng
lish/CompUser_Memo.asp?User_Id=536&TypeClass=14
[7]http://www.china-forging-metalforming.net/Eng
lish/CompUser_Memo.asp?User_Id=536&TypeClass=1
Německá firma SMS Meer dodala čínskému výrobci
turbínových lopatek Wuxi Turbine Blade Co. Ltd. ve
Wuxi v provincii Jiangsu vřetenový lis s pohonem přes
spojku o síle 350 MN. Vřeteno lisu má průměr 1 320
mm a hmotnost 85 t. Lis je poháněn motorem o výkonu
500 kW s frekvenčním řízením, které zajišťuje o 87 %
menší spotřebu elektrické energie než u tradičních
šroubových lisů. Nový lis umožní značné zvýšení
výroby, pokud jde o množství i o šíři sortimentu [14,
15].
[8]http://www.china-forging-metalforming.net/Eng
lish/CompUser_Memo.asp?User_Id=691&TypeClass=4
[9]http://www.china-forging-metalforming.net/Eng
lish/CompUser_Memo.asp?User_Id=524&TypeClass=14
[10] Dalian Dongbei: Neue Freiformschmiede- presse. Stahl und
Eisen 2011, č. 31. s. 26
[11] Groβauftrag aus China über Schmiedelinie für Eisenbahnräder.
Schmiede-Journal März 2011 s. 42.
[12] Schuler Develops Forge-rolling Line for High-speed Rail Wheels
Forging, Forging May/June 2011 s. 8.
Dobré odbytové možnosti tvářecích strojů v Číně vedly
německou firmu SMS Meer k tomu, že otevřela
nákladem 30 mil. $ v Šanghaji svoje středisko, které
zaměstnává 250 osob a usnadňuje dodávku a montáž
zařízení od SMS Meer a od jiných evropských firem do
Číny [16].
[13] Transportmanipulatoren nach Frankreich und China geliefert.
Schmiede-Journal März 2011 s. 43.
[14] Powerful New Screw Press for Chinese Forger. Forging,
March/April s. 15 – 17.
[15] Spindelpresse für hochfeste Legierungen. Schmiede-Journal,
September, 2011, s. 49.
V Číně již pracuje lis 185 MN, který navrhla firma
Wepuko PAHNKE. Jde o dvousloupový lis se
čtyřhrannými sloupy. Na každém sloupu je osm
vodicích lišt [17].
[16] Forging News Briefs. Forging, November/Dezember 2010, s. 11
[17] Inzerát Wepuko PAHNKE. MPT Internstional 2011, č. 3, s. 15.
[18] ČECHURA M, RÁŽ, K.: Současný stav ve výzkumu a vývoji
velkých kovacích lisů pro volné kování, Kovárenství, 2012, č. 45
(v tisku)
Teorii velkého skoku vyhlásali čínští vůdcové před 50
roky, ale tenkrát se jim nepodařilo velké plány
uskutečnit. Po zavedení tržní ekonomiky, při současném
58
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Ze spolkové činnosti a odborných akcí
ze spolkové činnosti
a odborných akcí
Konference Teorie a praxe výroby a zpracování oceli
Ve dnech 4. – 5. dubna 2012 se konala v hotelu Relax v Rožnově pod Radhoštěm tradiční, již 28. celostátní
konference s mezinárodní účastí s názvem „Teorie a praxe výroby a zpracování oceli“.
Konference se zúčastnilo celkem 88 odborníků z České republiky, Slovenska a Polska. Přítomní odborníci byli
celkem z 38 podniků a organizací a 4 vysokých škol. Z akademické sféry bylo přítomno celkem 17 odborníků,
z podnikové sféry celkem 71 odborníků. Bylo předneseno 27 odborných referátů.
Přednášky se zabývaly hlavně těmito tématy:
o
o
o
o
technologie primárních výrob oceli
plynulé odléváním oceli
sekundární metalurgie
odlévání ingotů
Dalšími oblastmi úzce navazujícími na primární výrobu a zpracování oceli byla tato témata:
o
o
o
o
o
vnitřní čistota a kvalita oceli
fyzikální a numerické modelování procesů
struskové režimy při výrobě a aplikaci nových struskotvorných směsí
využití žárovzdorných materiálů
nákladovost výrob, řízení výroby a optimalizace procesů
Mnohé z přednášek prezentovaly výsledky projektů podporovaných z operačních programů vědy a výzkumu
Ministerstva průmyslu a obchodu ČR, Grantové agentury ČR a Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR.
Prezentaci doprovázela bohatá diskuze, která probíhala i v rámci společenského setkání.
Organizační výbor konference
_____________________________________________________________________________________________
ArcelorMittal Ostrava vyhlašuje
z Moravskoslezského kraje
Regiogranty
pressweb.cz
2012
pro
neziskové
organizace
10.4.2012
ArcelorMittal Ostrava chce pomoci neziskovým organizacím z Moravskoslezského regionu a přispět k
realizaci smysluplných a důležitých projektů. Proto vyhlašuje další kolo grantového programu
REGIOGRANTY 2012. Přihlásit se mohou neziskové organizace, které působí v Moravskoslezském kraji.
Druhou podmínkou je, že přihlášený projekt musí být v kraji i realizován. Požadované náklady na
jednotlivé projekty mohou být až do výše 100 tis. Kč.
SB
59
Ze života škol
Hut nické listy č.3/2012, roč. LXV
ze života škol
Sektorová rada pro hutnictví, slévárenství a kovárenství
Nedostatek kvalitních pracovníků s požadovanou kvalifikací na trhu práce se v současné době stává klíčovým
problémem, a proto je naprosto nezbytné přistoupit k jeho řešení prostřednictvím zcela nové koncepce rozvoje
lidských zdrojů a celoživotního vzdělávání v České republice. Zaměstnavatelé jsou vážně znepokojeni situací a
vývojem trhu práce, neboť nenacházejí pracovníky s požadovanými znalostmi a dovednostmi, což snižuje jejich
konkurenceschopnost na trhu. Zaměstnavatelé již řadu let kritizují strnulost v oblasti školství a neochotu vyjít vstříc
jejich potřebám, ale současně také deklarují připravenost spolupracovat na formulaci a realizaci svých požadavků v
rámci celoživotního vzdělávání.
V České republice vzniká Národní soustava kvalifikací (NSK), která přehledně popisuje celostátně uznávané
kvalifikace v České republice. Základy NSK byly položeny v letech 2005–2008 systémovým projektem MŠMT
Rozvoj národní soustavy kvalifikací podporující propojení počátečního a dalšího vzdělávání (NSK 1). Vznikl registr
celostátně uznávaných kvalifikací, jejichž úroveň odpovídá vyučení. Projekt NSK2, který výrazně rozšiřuje Národní
soustavu kvalifikací o kvalifikace maturitní úrovně vzdělání, případně o kvalifikace vyšší, byl zahájen 1.5.2009.
NSK 2 je národním projektem Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy, jehož řešitelem je Národní ústav
odborného vzdělávání, je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.
Pro stanovení jednotlivých kvalifikací jsou použity speciální nástroje, tzv. standardy, jimiž vymezuje obsah každé
kvalifikace, a popisuje způsoby, jakými lze ověřit zvládnutí příslušných způsobilostí. Struktura a obsah kvalifikací
jsou výsledkem konsenzu, v němž hrají klíčovou úlohu reprezentanti zaměstnavatelů a odborníků sdružených
v sektorových radách.
Projekt NSK zajišťuje provázanost s Národní soustavou povolání (NSP), která prostřednictvím sektorových rad
monitoruje a eviduje požadavky na výkon jednotlivých povolání na trhu práce. Vzniká tak otevřená, všeobecně
dostupná databáze povolání, která reálně odráží situaci na trhu práce. Veřejná zakázka Národní soustava povolání
II je realizována v rámci projektu Ministerstva práce a sociálních věcí, který je spolufinancován z prostředků
60
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Ze života škol
Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky. Realizátorem veřejné zakázky je konsorcium,
jehož členy jsou Svaz průmyslu a dopravy České republiky Hospodářská komora České republiky, TREXIMA, spol.
s r. o.
Sektorové rady jsou sdružení významných reprezentantů zaměstnavatelů, profesních organizací a dalších
odborníků na lidské zdroje v daném sektoru, které vznikly pro potřebu:
 monitorování trhu práce a identifikování jeho vývojových trendů a změn
 deklarování potřeb sektoru zejména ve sféře rozvoje lidských zdrojů
 aktivní podpory vzdělávání a rozvoje odborných dovedností v sektoru
 komunikace se státními a vzdělávacími institucemi v zájmu prosazování potřeb sektoru
Jednou z významných sektorových rad je Sektorová rada pro hutnictví, slévárenství a kovárenství, která se snaží
reagovat na aktuální požadavky současného trhu práce v této oblasti. Předsedou této rady je RNDr. Jaroslav Raab
z Hutnictví železa, a.s.
Členy této sektorové rady jsou zástupci:
Svazu průmyslu a dopravy
Ministerstva průmyslu a obchodu
Svazu sléváren ČR
Svazu kováren ČR
Vítkovické střední průmyslové školy a gymnázia
VŠB-TU Ostrava,FMMI
TREXIMA. s.r.o
NÚV Praha
– Ing. Robert Burda, CSs.
– Ing. Michal Horáček
– Ing. Josef Hlavinka,
– Ing. Ladislav Jílek, CSc.
– Mgr. Karel Petrůj
– Ing. Kamila Janovská, Ph.D.
– Ing. Radomír Prašivka
– Ing. František Šťourač, CSc.
ale také zástupci významných podniků v daném oboru:
ArcelorMittal Ostrava, a.s.
– Ing. Marcela Mlýnková
Třinecké železárny, a.s.
– Ing. Jaroslav Nogawczyk
VÍTKOVICE, a. s.
– Ing. Miroslav Pivovarčík, MBA
EVRAZ VÍTKOVICE STEEL, a.s.
– Ing. Jan Bartoš
METOS, v.o.s.
– Ing. Jan Šlajs
Kovohutě Příbram nástupnická, a.s.
– Ing. Jiří Dostál
Sektorová rada také počítá i s dalšími odborníky, kteří se v širší míře zapojí do procesu tvorby NSK a NSP jako
stvrzovatelé, autorizované osoby a vzdělávatelé příslušné kvalifikace.
Důvodem vzniku Sektorové rady pro hutnictví, slévárenství a kovárenství je snaha o získání ucelených a
objektivních informací potřebných pro vytvoření standardizovaného, srozumitelného a logického přehledu povolání
existujících na trhu práce v oblasti hutnictví, slévárenství a kovárenství. Tento přehled poskytuje zásadní informace
pro zaměstnavatele i vzdělávatele při zjišťování aktuálního stavu a trendů trhu práce v dané oblasti. Sektorová rada
pro hutnictví, slévárenství a kovárenství tak prostřednictvím své spolupráce na tvorbě tohoto systému dává podnět k
přiblížení vzdělávacích programů současným požadavkům praxe.
Ing. Kamila Janovská, Ph.D.
VŠB-TU Ostrava
_____________________________________________________________________________________________
Dostavba svařovny trubek
Tenaris Confab installs U-press. Metallurgical Plant and Technology, 2012, č. 2, s. 8
Brazilská firma Tenaris Confab instalovala lis pro provádění ohybu U na lince pro podélné svařování
trubek. Lis má sílu 18 MN a dodala ho německá firma Simpelkamp. Na lince se budou svařovat trubky o
průměru od 12 ¼“ do 48“ (311,2 až 1219,2 mm). Linka používá technologii C-U-O. Předohýbací lis je
stávající, lis pro ohyb O má sílu 500 MN a byl dodán nedávno.
LJ
61
Historie hutnictví
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
historie hutnictví
Těžba a hutní zpracování polymetalických Pb-Ag-Cu-Zn rud v Jezdovicích
u Třeště na Jihlavsku
Mining and Metallurgical Processing of Complex Poly-metallic Pb-Ag-Cu-Zn
Ores in Jezdovice near Třešť in Jihlava Region
prof. Ing. Karel Stránský, DrSc., ÚFM Akademie věd České republiky, Brno, Ing. Drahomíra Janová, prof.
Ing. František Kavička, CSc., CSc., Ing. Lubomír Stránský, CSc., Ing. Bohumil Sekanina, CSc.,Vysoké učení
technické v Brně, FSI, Brno
Příspěvek pojednává o historii těžby a způsobu tavení polymetalických Pb-Ag-Cu-Zn rud v Jezdovicích u Třeště na
Jihlavsku. Příspěvek se opírá o podrobný průzkum terénu v Jezdovicích a blízkém okolí, průzkumu lokalit těžby a
hutnického zpracování vytěžených polymetalických rud, dále o sběr hutnických strusek a jejich chemickou analýzu.
Zároveň vychází z regionálních a celostátně publikovaných literárních pramenů. Polymetalické rudy, převážně rudy
sulfidického typu se v Jezdovicích a blízkém okolí těžily a hutnicky zpracovávaly již ve 14. a 15. století. K těmto
rudám náležel pyrit, sfalerit, galenit a z rud železných též limonit. První doly byly otevřeny v lokalitě jmenované
Puchýrna, kde bylo kromě těžby zároveň soustředěno jejich hutnické zpracování. Ještě začátkem 20. století se zde
nacházela štola, která byla postupně zasuta. Řada stop po těžbě rud, odvaly a šachtice, se zároveň nacházela a
doposud nachází v lokalitě zvané Prachovna. Soubor hutnických strusek a minerálů nalezených v odvalech
Prachovny podrobených chemické analýze ukázal, že byly těženy a převážně zpracovávány galenit, pyrit a sfalerit.
Ze složení strusek doposud nacházených v lokalitě Puchýrně lze usuzovat též na těžbu a zpracování nerostu
chalkopyritu. Statisticky významná korelace mezi olovem ve zdejších hutnických struskách a součtovým obsahem
stříbra, mědi a zinku potvrzuje, že zde byly těženy a hutnicky zpracovávány polymetalické rudy obsahující olovo,
stříbro měď a zinek. Strusky zde obsahují poměrně nízký obsah olova a vysoký obsah železa, v průměru 2,21 hm.%
Pb a 29,61 hm.% Fe. V porovnání s tím pracovali ve 14. až koncem 15. století hutníci v okolí Havlíčkova Brodu
v průměru s obsahy olova ve struskách 0,79 a 1,62 hm.% Pb a železa 24,9 a 33,50 Fe. Poměr olova a železa tak
činil v jezdovických struskách Pb/Fe = 0,0749, zatímco v hutnických struskách z okolí Havl. Brodu byly poměry
olova a železa Pb/Fe = 0,0317 a 0,0484. Metalurgie tavení surového olova v okolí Havlíčkova Brodu (Stříbrné
Hory, Bartoušov) byla tudíž úspornější než v Jezdovicích a vedla k větším výtěžkům olova.
This article deals with the history of the mining and smelting of complex Pb-Ag-Cu-Zn ores in village Jezdovíce
near Třešť (Trest) south from Jihlava. It is based on detail investigation of the local terrain in Jezdovice and its
surroundings, research at the locality of mining and at the locality of metallurgical processing of complex polymetallic mined ores as well as collection of metallurgical slags and their chemical analyses. It is based also on
regional and state-wide literary information about these localities. The complex poly-metallic ores Pb-Ag-Cu-Zn,
mainly sulphidic minerals, were in Jezdovice mined and processed metallurgically already in the 14 th and 15th
centuries. These ores comprised pyrite, sphalerite, galenite, and also limonite from iron ores. The first ore mains
were opened in the locality named Puchyrna (old Czech expression for repulsive stench), in which was their
metallurgical processing concentrated as well. In Puchyrna a mine adit was formed, which was closed down at the
beginning of 20th century. Numerous traces of mining of ores can be still found in the locality named Prachovna
(Czech expression related to powder). We can still find numerous ore dumps, waste banks, blind shafts, exploration
pits, or test pits and other. The complex of metallurgical slags from waste banks proved mining and processing
mostly of galenite, pyrite a sphalerite. Composition of slags found till today in Puchyrna indicates also possible
mining mining and processing of chalcopyrite. Statistically significant correlation between total concentration of
Ag, Cu and Zn and lead (plumbum - Pb) in metallurgical slags evidences metallurgical processing of complex ores
containing lead, silver, copper and zinc. Metallurgical slags in Jezdovice have low content of lead (2.21 wt.% at the
average) and high content of iron (29.61 wt.% at the average). In comparison with that the metallurgists in the
surroundings of Havlickuv Brod worked in 14 th till the end of 15th century with average lead content in slags of 0.79
and 1.62 wt.%, and with average content of iron of 24.9 wt.% and 33.50 wt.%. The ratio Pb/Fe was thus in slags
from Jezdovice 0.0749, while in metallurgical slags from the surroundings of Havlickuv Brodu it was 0.0317 and
0.0484. The metallurgical process of melting of crude lead was in surroundings of Havlickuv Brod (Stribrne Hory,
Bartousov) more economic than in Jezdovice and it gave higher yield of lead.
62
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Historie hutnictví
Bývalá hornická ves Jezdovice (obr. 1) se nachází tři km
severně od Třeště a poprvé se písemně připomíná v roce
1358 pod jménem Iezdowicz, avšak již roku 1385 jsou
uváděny jako super villa Jesdowicze. V dalších staletích
se objevují také pod jménem ves Hwiezdovicze (1513),
přičemž tento název je používán ještě v roce 1913 [1] a
místně dokonce před nedávnem [2]. Části vsi (obr. 2)
jsou Dolní ves na pravém břehu Třešťského potoka v
údolí a Horní ves na svahu levého břehu potoka, dále
Panské chalupy nad rybníkem, které ještě v roce 1901
tvořily dvě pravidelné řady [2] a Trajberk (z německého
Treibwerk
–
snad
provozované
dílo)
pod
protipovodňovou hrází. Opodál vsi pod vrchem
Špičákem (734 m n. m) byl zřízen Otův Dvůr.
Herberštejnu, který vystavěl v blízké Třešti zámek.
Nedostatek vhodných zařízení k čerpání a odvodu vod z
dolů a s tím spojené velké finanční náklady vedly k
tomu, že práce byly zastaveny. Potom zde byl ještě asi
dvacet roků těžen sanytr, čilský ledek, tj. dusičnan
sodný a zelená skalice. V roce 1885 získal od horního
úřadu v Brně horní právo Josef Čech z Blanska a již v
roce 1887 zde začal dobývat draselný živec. Ještě v roce
1901 se v Jezdovicích objevovala pásma v nichž se
nacházela zinková ruda, siderit, limonit, pyrit a draselný
živec, dále křemen k výrobě skla a hadec [2], a rovněž
soda – uhličitan sodný Na2CO3 [3]. Nedaleko vsi v
jihozápadním směru je samota Puchýrna (obr. 3),
původně příslušející k Třešti, ve které se nacházely
první doly na stříbrnou rudu. Po cestách i ve volném
terénu se zde doposud nacházejí strusky po hutnickém
zpracování vytěžených rud. Údajně minerální pramen
vytékající z jedné z opuštěných štol byl novým
průzkumem ověřen pouze jako prostá voda [4]. Staré
práce pozorovatelné v terénu do šedesátých let
minulého století popsal ve svém kompendiu Tomáš
Kruťa [5]. Za padesát let se však terén v okolí Jezdovic
velmi změnil. Většina tehdy popisovaných terénních
nerovností, zejména v polích, byla vyrovnána takže je v
terénu dnes již nenajdeme. Pod Mistrovským rybníkem
(Meisterteich), pod železniční tratí z Kostelce do
Slavonic byla ještě donedávna Filipova štola, která však
byla před několika desítkami let zavezena [6].
Obr. 1 Bývalá hornická ves Jezdovice u Třeště a její blízké okolí.
Fig. 1 Former mining village Jezdovice near Třešť and its near
surrounding.
Obr. 2 Bývalá hornická osada Jezdovice v podhůří Javořické
vrchoviny s částí Jezdovického rybníka, v pozadí za
rybníkem část osady místně zvaná Trajberk, v popředí
Panské chalupy. (Foto K. Stránský, st.)
Fig. 2 Former mining village Jezdovice at the foot of Javořické
highlands with part of Jezdovický pond, in background
behind pond a part of village locally yclept Trajberk, to
the fore Panské chalupy (Lord's cottage). (Photo K.
Stránský, sen.)
Obr. 3 Skupina stavení zvaná Puchýrna, v jejímž okolí se již ve
14. století těžily a hutnicky zpracovávaly stříbronosné
sulfidické rudy. Po zdejších cestách i okolí se doposud
nacházejí strusky po metalurgickém zpracování zdejších
sulfidických Pb, Ag, Cu, Zn rud. (Foto K. Stránský, st.)
Fig. 3 Group of buildings yclept Puchýrna, in the surrounding
of which silver and sulphide ores were mined and
processed by metallurgical way processes already in the
14th century. On the local paths and in surroundings it is
still possible to find slags from metallurgical processing
of complex poly-metallic Pb, Ag, Cu, Zn ores. (Photo K.
Stránský, sen.)
Stříbro a olovo se zde těžilo již ve 14. a 15. století a
kdysi bývaly u Jezdovic znamenité doly na stříbro a
olovo a jiné nerosty, které náležely k hornímu úřadu
Jihlavskému. Doly byly až 84 m hluboké a dolovalo se
zde až do roku 1422. Tehdy horníci údajně zasypali
doly, připojili se k vojsku krále a císaře Zikmunda
Lucemburského proti Čechům a byli u Německého
Brodu poraženi. Tím zde byla přerušena kontinuita
dolování.
V 18. století zde doloval po 36 roků tehdejší majitel
Třešťského panství Václav Eberhard hrabě z
Průzkum terénu bývalých dolů a hutí
v Jezdovicích
Jezdovicím vévodí rozsáhlý Jezdovický rybník (obr. 1)
rozlévající se od jižního okraje vsi až téměř k severnímu
okraji Třeště. Puchýrna se nachází v mírně sevřeném
údolí jihozápadně od Jezdovic. Údolím protéká
bezejmenný potok, pramenící v státní přírodní rezervaci
63
Historie hutnictví
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Bukovské rybníčky. Potok sbírá své prameny severně od
vsi Buková a jihovýchodně od téže vsi pod vrchem Kaz
(638 m n. m). Severní pramen vytéká z rybníka Broum,
proteče dvěma malými rybníčky a napájí Zákolský
rybník do něhož se vlévá již jihovýchodní pramen. Již
vydatný potok opouští Zákolský rybník, místně zvaný
Zákolák, proteče bezejmenným rybníčkem a těsně nad
Puchýrnou napojí ještě rybník Rakovec. Pod skupinou
stavení sestávající z rozsáhlé hospodářské usedlosti a
rekreačního stavení (obr. 2), protéká potok kanálem pod
státní silnicí Jezdovice – Třešť a vlévá se do
Jezdovického rybníka.
Terén byl v Puchýrně před časem upraven pro potřeby
samostatně hospodařící zemědělské usedlosti rodiny
Novákovy, která v Puchýrně hospodaří již pátou
generaci [7]. Severovýchodním směrem ve stráni nad
hospodářským stavením Puchýrny se ještě ve třicátých
letech dvacátého století nacházela štola, která byla
později zavezena [8].
Obr. 4 V popředí vpravo les zvaný Prachovna. V pozadí vlevo
vrch Špičák 734 m n.m. (Foto K. Stránský, st.)
Fig. 4 To the fore right the forest yclept Prachovna. To the
left the hill Spicak 734 m a.s. (Photo K. Stránský, sen.)
Další známou lokalitu zde tvoří Mistrovský rybník
(Meisterteich) ležící asi 750 m na severovýchod od
Prachovny a jehož hráz tvoří státní silnice SalaviceJezdovice. Z pravé strany je zaústěn přímo do potoka,
který napájí Mistrovský rybník, terénní zářez, sledující
jednu z původních rudních žil a protékaný nepříliš
vydatným vodním tokem. Rudní žíla zde byla nejprve
těžena seshora, takže se zářez postupně zařezával do
svahu, až do hloubky asi tři až čtyři metry, kdy zde byla
ražena štola. V místech uzavření bývalé štoly je dnes
zabudována skruž z níž vytéká vydatný pramen vody
(obr. 5, asi 1,5 až 2 litry/s). Pravděpodobně běží o ústí
staré dědičné štoly, které je západně od obce a vytéká
z něho důlní voda (podle [4,5]).
V terénu je doposud možno ve stráni v lese vlevo od
potoka sledovat zřetelné stopy vodního kanálu, který
původně vedl od Bukovských rybníčků. Tento bývalý
vodní kanál se v Puchýrně nachází asi deset metrů nad
současnou úrovní potoka a jeho průběh je možno ještě
dnes po úbočí kopce sledovat. Kanál běžící nejprve
severovýchodním směrem se posléze stáčí k severu až
severozápadu a končí dnes nad Trajberkem, jak se
místně nazývá tato jihozápadní část obce. Patrně
k tomuto kanálu se vtahují poznámky, že se po lesích
zachovaly příkopy, kterými byla voda tekoucí
z nedalekých rybníků od Bukové svedena do původní
puchýrny.
Kromě pomístního jména Puchýrna, vodního kanálu a
hutnických strusek, nacházejících se sporadicky na
doposud asfaltem nepokrytých polních cestách
křižujících tuto samotu a též podél potoka protékajícího
samotou, zde nic dalšího nepřipomíná lokalitu v níž se
již ve 14. století těžily a hutnicky zpracovávaly
stříbronosné rudy. Z Puchýrny vede polní cesta na
jihozápadní část osady jmenovanou Trajberk, kde byla
na malém potoce pramenícím v místech přírodní
rezervace Jezdovické rašelinište, postavena krátce po
velké povodni (k níž došlo 13.9.1975 [7]) již v roce
1976 ochranná hráz.
Výrazné stopy po těžbě rud se zachovaly asi 500 m
severozápadně odtud, v borovém lesíku nazývaném
místně Prachovna, či Na Prachovně (obr. 4). V místech,
kde zde polní cesta přes mostek přechází potok, byla
ještě v polovině 20. století patrna hráz bývalého
Prokešova rybníka, zrušeného během meliorací, Na
Prachovně se doposud nachází značný počet kutacích
jam o průměru až 20 m, hloubce až 4 až 5 m, četné
odvaly o výšce dva i více m nad terénem (obr. 4) a
v nevelké četnosti na poli východně od prachovny též
hutnické strusky.
Obr. 5 Vodní pramen vytékající ze zasuté štoly. Ústí bývalé
dědičné štoly na západě od obce. Voda je svedena do
Mistrovského rybníka (na starších mapách značeného
jako Meisterteich). (Foto K. Stránský, ml.)
Fig. 5 Spring pouring from the mining shaft. Orifice of the
former hereditary mining shaft on the west of village.
Water flows from here to the Mistrovský pond
(Masterlike pond - on older maps marked as
Meisterteich). (Photo K. Stránský, jun.)
V odvalech vytěžené rudniny Na Prachovně se dosud
nehluboko pod povrchem nacházely rudní minerály
jejichž vzorky byly spolu se struskami z Puchýrny a
s rudninou z Prachovny vyzvednuty k analýze (obr. 6).
Těžba stříbrných rud i dalších nerostů v blízkém okolí
64
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Historie hutnictví
Jezdovic nebyla izolována, neboť v nedalekém Kostelci
u Jihlavy se rozsáhlé důlní míry rozprostíraly po
úbočích masivu Čeřínku (761 m n. m). Základní
informaci o nich podává naučná stezka vybudovaná na
jižních a jihozápadních svazích Čeřínku ve směru
k Dolní Cerekvi a k Rohozné [9].
Analýzy rudních minerálů, rudnin
a hutnických strusek
K chemické a mineralogické rudních materiálů
z lokality Na Prachovně byly aplikovány: analytický
komplex JEOL JSM 840A / LINK AN 10 000,
elektronový rastrovací mikroskop PHILIPS XL 30 se
systémem korekcí ZAF a k rentgenové difrakční
analýze práškových vzorků difraktometry SIEMENS
D500 a PHILIPS X´PERT.
Analýzy krystalů rudních minerálů
Z krystalů rudních minerálů na lokalitě Prachovna byly
rtg. difrakční fázovou analýzou potvrzeny galenit, pyrit
a sfalerit. Chemické složení krystalů těchto minerálů
separovaných z žilného křemene je uvedeno v tabulce 1.
Každý z krystalů byl bodově analyzován v několika
různých místech a výsledné složení bylo normováno na
100 % obsahu. Vidíme, že krystaly galenitu (PbS) a
pyritu (Fe2S) uložené v žilném křemeni obsahují četné
příměsi a krystaly určené jako sfalerit (ZnS) jsou co do
chemického složení tvořeny směsí sfaleritu, s jistým
podílem pyritu a galenitu a též dalšími příměsemi.
Obr. 6 Les Prachovna ve kterém se doposud nacházejí početné
odvaly, šachtice, průzkumné šachtice aj. se zbytky
rudních minerálů. (Foto K. Stránský, st.)
Fig. 6 Forest Prachovna, in which to numerous: dumps, waste
banks, blind shafts, exploration pits, or test pits and
other can be still found, together with remainders of ore
minerals. (Photo K. Stránský, sen.)
Tab. 1 Chemická a rtg. difrakční analýza rudních minerálů z lokality Prachovna [hm. %]
Tab. 1 Chemical and X–ray diffraction analysis of ore minerals from the locality Prachovna [wt. %]
Prvek
galenit
pyrit
sfalerit
Mg
0,12
0,00
2,78
Al
0,38
2,27
1,51
Si
1,35
2,88
1,22
S
12,85
47,51
25,54
Ca
0,00
0,08
1,23
Ti
0,14
0,14
0,32
Mn
0,00
0,00
0,43
Fe
1,18
44,93
11,10
Cu
0,52
0,43
0,54
Zn
0,30
0,52
43,39
Ag
0,13
0,06
0,83
Au
0,27
0,00
0,00
Pb
83,02
1,18
11,11
Z rozboru průměrného složení rudniny odebrané
z odvalu Prachovny, která obsahovala zbytky rudních
minerálů plyne, že průměrné složení vzorku obsahuje
poměrně vysoké procento těžitelných kovů zinku, mědi,
olova, železa a též příměs stříbra. Uvedené kovy jsou
vázány převážně na sulfidy. Průměrné atomové číslo
analyzované rudniny se pohybuje kolem hodnoty 17
(tab. 2), avšak rudnina obsahuje četné akcesorické
minerály. Kromě již analyzovaných minerálů galenitu,
pyritu, sfaleritu, je k nim podle SPA analýzy možno
zařadit též chalkopyrit, argentit a oxidy železa. Podle
korelace prvků tvořících akcesorické minerály je možno
usoudit, že v Jezdovicích byly těženy převážně
sulfidické rudy, neboť korelační koeficienty prvků P,
Zn, Cu, Ag se sírou jsou všechny silně statisticky
významné a činí k(P-S)  0,001 = 0,9500, k(Cu-S)  0,001 =
0,9576, k(Zn-S)  0,01 = 0,6363, k(Ag-S)  0,001 = 0,7849 [11].
Oxidy železa korelují též významně s koeficientem
korelace k(Fe-O) 0,001 = 0,8592 a vliv pyritu se odráží
v korelaci železa a síry o hodnotě k(Fe-S)  0,01 = 0,5967.
Analýzy rudnin z odvalů
Z odvalů v lokalitě Prachovna byly vybrány a částečně
separovány vzorky s viditelnými zbytky krystalů
rudních minerálů pyritu, galenitu, sfaleritu a
chalkopyritu. Takto vybraná směs rudnin se zbytky
původních minerálů byla nejprve rozdrcena na velikost
zrnek rýže až prosa a poté rozemleta v kulovém
achátovém vibračním mlýnku na zrnitost cca 1 až 20
µm a několika hodinovým mletím homogenizována.
Prášková směs takto připravené rudniny (označme ji P)
byla poté v tenké vrstvě nanesena na speciální
elektricky vodivou karbonovou pásku a metodou
energiově disperzní rentgenové spektrální mikroanalýzy
podrobena rozboru. Nejprve bylo stanoveno plošnou
analýzou při rastrujícím elektronovém paprsku
průměrné složení takto připraveného vzorku P rudniny.
Poté byla aplikována k analýze téže rudniny nově
vypracovaná metodika semikvantitativní poměrné
mikroanalýzy (SPA) [10] s cílem stanovit a posoudit
poměrná množství akcesorických minerálů přítomná
v připravené směsi rudniny s původními minerály (tato
analýzu je označena SPA rudniny).
65
Historie hutnictví
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Tab. 2 Jezdovice lokalita Prachovna – v průměru (P) a semikvantitativní poměrná mikroanalýza práškového vzorku rudniny
Tab. 2 Jezdovice locality Prachovna – at the average (P) and point semiquantitave microanalysis of powdery sample ore
Analýza
P
hm.%
v průměru
x
33,88
0,00
0,24
1,06
25,54
0,02
10,84
1,28
0,22
0,32
0,17
0,04
0,07
0,20
8,37
1,08
16,68
100,00
17,008
Prvek
O
Na
Mg
Al
Si
P
S
Pb
Ag
K
Ca
Ti
Cr
Mn
Fe
Cu
Zn
Celkem
Z rudnina
Částic
SPA – semikvantitativní poměrná mikroanalýza akcesorických minerálů
bodová
xs
18,49
0,20
0,34
0,50
4,77
0,41
10,44
57,99
0,35
0,09
0,15
0,25
0,31
0,29
1,74
1,01
2,67
100,0
bodová
x max
44,85
0,82
0,90
1,51
26,95
0,86
14,99
77,80
1,30
0,36
0,43
0,55
0,66
0,54
5,67
1,44
17,10
100,02
Prvek
K
Ca
Na
Ti
Mn
Cr
Mg
P
Ag
Al
Cu
Fe
Zn
Si
S
O
Pb
mg/kg
Z akc. min.
mg/kg
0,0904
0,116
0,149
0,162
0,186
0,192
0,221
0,234
0,300
0,334
0,653
1,19
1,37
1,86
6,75
10,4
37,9
62,1074
53,518
hm.%
0,14555
0,18677
0,23990
0,26083
0,29948
0,30914
0,35583
0,37676
0,48303
0,53777
1,05140
1,91603
2,20585
2,99481
10,86827
16,74519
61,02332
100,00000
19
Poznámky:  Plošná analýza (P) – značí průměrné složení rudniny z odvalu Prachovny; x – průměrný obsah prvku v rudnině.
Bodová analýza (SPA): analyzováno 19 částic akcesorických minerálů o průměrném atomovém čísle 53,52 (at. čís.), o průměrné ploše jedné
částice 99,61 µm2 redukované na čtverec o délce strany 9,98 µm; poměrná hmotnost 19 částic je 62,11 mg/kg, xs – průměrný obsah prvku
v částicích; x max – maximální obsah prvku v souboru 19 částic; Z – průměrné atomové číslo (rudniny, resp. akcesorických minerálů). Odběr
minerálů z odvalu v lokalitě Prachovna a strusky v lokalitě Puchýrna odebrány v letech 2002 – 2007.
nevelkém počtu na polních cestách Puchýrnou po
mnoha letech nalezeném a hodnoceném souboru
hutnických
strusek charakterizována
statisticky
významným koeficientem lineární regrese. Avšak
závislost mezi součtovým obsahem stříbra, zinku a mědi
ve struskách a obsahem železa zobrazená grafem na obr.
8 se jeví jako statisticky nevýznamná. Podobně jak
ukazuje graf na obr. 7, byl cestou lineární regrese u
téhož souboru hutnických strusek (tab. 3) ověřen vliv
rostoucího obsahu olova ve strusce na celkový obsah
stříbra. Vztah mezi obsahem olova a stříbra v hutnické
strusce je znázorněn na obr. 9. Lze tudíž usoudit, že
během tavby se v olovářské strusce úměrně s rostoucím
obsahem olova zvyšuje také obsah stříbra.
Diskuse a závěr
Výsledky analýz série šesti hutnických strusek
sesbíraných převážně na cestách křižujících Puchýrnu a
v okolí potoka protékajícího Puchýrnou jsou uspořádány
v tabulce 3. Ve struskách kolísal obsah olova od 0,05 až
po 3,16 hm.% a obsah stříbra se v nich měnil od 0,12 po
0,51 hm.%. Obsah síry se měnil od 0,12 do 5,05 hm.%.
Z porovnání chemického složení jednotlivých strusek
vyplynulo, že mezi struskami existuje statisticky
významná závislost mezi součtovým obsahem stříbra,
zinku a mědi ve struskách a obsahem olova. Tato
závislost je zobracena grafem na obr. 7 a je i při
Tab. 3 Chemické složení hutnických strusek z lokality Puchýrna v Jezdovicích [hm.%]
Tab. 3 Chemical analysis of metallurgical slags from the locality Puchýrna in Jezdovice [wt.%]
Struska
Prvek
O
Na
Mg
Al
Si
P
S
Pb
Ag
K
Ca
Ba
Ti
V
1
x
38,49
0,93
0,76
5,61
17,44
0,28
0,76
2,67
0,36
1,84
2,02
1,84
0,52
0,26
2
x
33,64
0,76
1,14
4,67
21,16
0,44
1,16
2,17
0,21
1,99
4,42
4,36
0,62
0,18
3
x
34,17
0,74
0,85
4,27
17,77
0,35
0,95
2,54
0,20
1,63
3,68
3,38
0,44
0,19
4
x
36,98
0,16
0,18
3,42
8,52
0,81
0,12
0,05
0,12
0,55
0,21
0,12
0,14
0,08
5
x
34,16
0,13
0,26
1,02
2,02
0,12
5,05
3,16
0,51
0,38
0,33
0,51
0,17
0,17
66
6
x
průměr
38,48
35,99
0,55
0,55
0,74
0,66
4,98
4,00
15,82
13,79
0,36
0,39
1,20
1,54
2,65
2,21
0,27
0,28
1,48
1,31
3,17
2,31
3,67
2,31
0,47
0,39
0,08
0,16
sx
2,26
0,33
0,37
1,63
7,13
0,23
1,76
1,10
0,14
0,68
1,76
1,76
0,19
0,07
x min
33,64
0,13
0,18
1,02
2,02
0,12
0,12
0,05
0,12
0,38
0,21
0,12
0,14
0,08
x max
38,49
0,93
1,14
5,61
21,16
0,81
5,05
3,16
0,51
1,99
4,42
4,36
0,62
0,26
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Cr
Mn
Fe
Cu
Zn
Celkem
Z struska
0,28
0,84
22,40
0,66
2,03
100,00
17,82
0,08
0,86
19,57
0,28
2,28
100,00
18,58
Historie hutnictví
0,18
1,16
23,66
0,93
2,89
99,99
19,04
0,11
0,27
46,67
0,93
0,56
99,99
17,80
0,19
5,77
43,03
1,89
1,15
100,00
20,92
0,08
0,86
22,66
0,74
1,73
100,00
18,59
0,15
1,63
29,67
0,91
1,77
100,00
18,79
0,08
2,05
11,90
0,54
0,83
0,01
1,15
0,08
0,27
19,57
0,28
0,56
99,99
17,80
0,28
5,77
46,67
1,89
2,89
100
20,92
obsah Ag + Zn + Cu ve
strusce [hm.%]
Poznámky: Z – atomové číslo strusky; x – aritmetický průměr; sx – výběrová směrodatná odchylka ze šesti strusek, u každé strusky proběhla vždy
tři měření.
Podobný pozitivní vliv byl také zaznamenán u strusek
obsahujících měď. Při vyšším obsahu mědi ve strusce
měly strusky vyšší obsah stříbra a obdobný účinek byl
zjištěn také u strusek s vyššími obsahy manganu a síry.
Při vyšších obsazích manganu a síry ve struskách měly
strusky vždy vyšší obsahy stříbra. Odpovídající lineární
závislost obsahu stříbra na obsahu mědi v olovářské
strusce je vyjádřená rovnicí (1)
5
4
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
obsah olova Pb ve strusce [hm.%]
Obr.
Součetobsahů
obsahustříbra,
stříbra, zinku
strusce
je vje
Obr.
7 7.
Součet
zinkuaamědi
mědiveve
strusce
Puchýrně
významně
závislý nazávislý
obsahu na
olova
v olovářské
statisticky
významně
obsahu
olova strusce.
v hutnické
Regresní
koeficient
r(Ag+Zn+Cu)=f(Pb)
0,8324.
 0,05 =koeficient
strusce
z Puchýrny.
Regresní
vztahu
r(Ag+Zn+Cu)=f(Pb)  0,05 = 0,8324.
Fig. 7 Sum of contents of silver, zinc and copper in slag is
statistically significantly dependent on the content of
lead in metallurgical slag from Puchyrna. Regression
analysis coefficient relation r(Ag+Zn+
=
0.8324.
(hm.%Agstruska)=0,125+0,170 (hm.%Custruska)
s regresním koeficientem r(Ag)-f(Cu) = 0,6595
a lineární závislosti obsahů Ag na obsazích manganu a
síry v olovářských struskách z Puchýrny jsou vyjádřeny
rovnicemi (2) a (3)
obsah Ag + Zn + Cu ve
strusce [hm.%]
(hm.%Agstruska)=0,185+0,0574 (hm.%Mnstruska)
(2)
s regresním koeficientem r(Ag)-f(Mn) 0,05 = 0,8455
5
4
(hm.%Agstruska)=0,144+0,0675 (hm.%Sstruska)
3
(3)
2
1
s regresním koeficientem r(Ag)-f(S) 0,05 = 0,8574.
0
15
20
25
30
35
40
45
50
Kromě mědi a zinku jsou lineární regrese vyjadřující
vliv manganu a síry na zvýšení obsahu stříbra ve
struskách, statisticky významné. Zpracováním dat mezi
obsahem stříbra a zinku ve strusce podle tabulky 3 bylo
zjištěno, že rostoucí obsah zinku v olovářské strusce
obsah stříbra v téže strusce statisticky nevýznamně
snižuje.
obsah železa Fe ve strusce [hm.%]
Obr.
8. Součet
obsahu
stříbra,zinku
zinku a
a mědi
z Puchýrny
Obr.
8 Součet
obsahů
stříbra,
mědive
vestrusce
struskách
nezávisí na obsahu železa v olovářské strusce. Regresní koeficient
z Puchýrny není statisticky významně závislý na obsahu
r(Ag+Zn+Cu)=f(Fe) = 0,3805.
železa v těchto struskách. Regresní koeficient nemá
statisticky významnou hodnotu r(Ag+Zn+Cu)=f(Pb) = 0,3805.
Fig. 8 Sum of contents of silver, zinc and copper in slags from
Puchyrna is not statistically significantly dependent on
the content of iron in these slags. Regression analysis
coefficient does not have a statistically significant value
r(Ag+Zn+Cu)=f(Pb) = 0.3805.
obsah stříbra Ag ve
strusce [hm.%]
(1)
Z analýz plyne, že strusky z bývalé hutní lokality
v Puchýrně poskytují cenné údaje o tehdejším způsobu
tavení polymetalických Pb-Ag-Cu-Zn rud. Pro
puchýrenské strusky je již charakteristický poměrně
nízký obsah olova (od 0,05 do 3,16 hm.% Pb). Tento
poměrně nízký obsah olova v olovářské strusce je však
v téže strusce již doprovázen vyššími obsahy železa,
které se pohybuje v rozmezí od 19,57 do 46,67 hm.%
Fe. V tehdejší době to byl nový a mezi hutníky patrně i
rozšířený poznatek o tom jak zvýšit výtěžek olova ve
vsázce při tavení surového olova. Tento poznatek je již
uveden v publikaci G. Agricoly [14] vydané v roce
1556.
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
obsah olova Pb ve strusce [hm.%]
Obr.
9 Obsah
stříbra
Puchýrny
Obr.
9. Obsah
stříbravvmetalurgických
olovářské struscestruskách
z Puchýrnyz je
významněje
statisticky
závislý
na obsahu
olova.
Regresní
závislý
na obsahuvýznamně
olova v těchto
struskách.
Regresní
koeficient
koeficient
lineární závislosti (hm.% Ag struska) = 0,0705 +
r(Ag)=f(Pb)
 0,05 = 0,7548.
0,0942.(hm.% Pb struska) má korelační koeficient
r(Ag)=f(Pb  0,05 ) = 0,7485.
Fig. 9 Content of silver in metallurgical slags from Puchyrna is
statistically significantly dependent on the content of
lead. Regression analysis coefficient of linear
dependence:
(wt.% Ag slag) = 0.0705 + 0.0942.(wt.% Pb slag) has
correlation coefficient r
) = 0.7485.
Podle dat v tabulce 3 pracovali metalurgové
v jezdovické Puchýrně s průměrným obsahem železa a
olova v olovářské strusce: xFe  sxFe = 29,61  11,90 a
xPb  sxPb = 2,21  1,10. Průměrný podíl železa a olova
tak činil v puchýrenských olovářských struskách Fe/Pb
~ 29,61/2,21 = 13,40.
67
Historie hutnictví
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Přibližně v téže době, snad o něco později pracovali
v havlíčkobrodských hutích, jmenovitě v hutích ve
Stříbrných Horách a poblíž Bartoušova, tamní hutníci
s průměrnými obsahy železa a olova v olovářských
struskách: xFe  sxFe = 24,93  3,46 a xPb  sxPb = 0,79 
0,65. Průměrný podíl železa a olova ve struskách ve
Stříbrných Horách tak činil Fe/Pb ~ 24,93/0,79 = 31,56;
resp. poblíž Bartoušova se pracovalo s průměrnými
obsahy železa a olova: xFe  sxFe = 33,50  3,21 a xPb 
sxPb = 1,62  1,08 a průměrný podíl železa a olova ve
struskách zde činil Fe/Pb ~ 33,50/1,62 = 20,68 [1213] .
V havlíčkobrodských hutích se pracovalo téměř až do
švédských válek, kdy tamní hutě zanikly. Z předchozích
dat plyne, že v havlíčkobrodských hutích přecházel do
olovářských strusek mnohem menší podíl tehdy
cenného olova než tomu bylo v Jezdovicích. Jak plyne
z předchozích dat pracovali tamní hutníci úsporněji.
Příspěvek mohl být zpracován díky projektu GA ČR
107/11/1566
Literatura
Podle poměrně nízkého obsahu olova v puchýrenských
struskách měl použitý způsob tavení surového olova
podobné rysy jako způsoby tavení polymetalických rud
používané v havlíčkobrodském regionu. V tomto
regionu se polymetalické rudy zpracovávaly od cca 14.
až do konce 16. století, kdy zde byla těžba a hutní
zpracování vytěžených polymetalických rud přerušeny
švédskými válkami.
V Jezdovicích byly vytěžené převážně polymetalické
rudniny, hornické a hutnické nářadí, hornící i hutnící a
také již hutnicky zpracované vsázky surového olova
dopravovány přes často rozvodněný Třešťský potok přes
jeden z nejstarších kamenných mostů na Moravě. Tento
kamenný most (obr. 10) je doposud v provozu a slouží
svému původnímu účelu.
[1]
HOSÁK. L., ŠRÁMEK, R. Místní jména na Moravě a ve
Slezsku I. ACADEMIA, Praha, 1970, s. 361-362.
[2]
PÁTEK, A. Vlastivěda moravská II. Místopis. Jihlavský okres.
Musejní spolek, Brno, 1901, s, 348.
[3]
HOSÁK, L. Historický místopis země Moravskoslezské. I.
Jihlavský kraj. Nákladem společnosti přátel starožitností čsl. v
Praze. Tisk Kramerius Brno, 1933, s. 16.
[4]
KVET, R., KAČURA, G. Minerální vody Jihomoravského
kraje. Ústřední ústav geologický, Praha, 1976, s. 150.
[5]
KRUŤA, T. Moravské nerosty a jejich literatura 1940–1965.
Moravské museum, Brno, 1966.
[6]
TAUBER, O. Osobní sdělení, 24.8.2001.
[7]
NOVÁK, F. (František Novák, *1948, Puchýrna 361, Třešť
58901); Puchýrnu získal koupí Pavel Novák (1840) původem
z Jezdovic č. 47, osobní sdělení, 6.9.2002.
[8]
NOVÁKOVÁ, K. (Kristýna Nováková, *1924); osobní sdělení
6.9.2002.
[9]
TAUBER, O., ČEŘÍNEK. Průvodce po naučné stezce. Český
svaz ochránců přírody, Dolní Cerekev, Česká spořitelna,
Jihlava, 1989.
[10]
STRÁNSKÝ, K., JANOVÁ, D., POSPíIŠILOVÁ, S.,
DOBROVSKÁ, J. Poměrná semikvantitativní mikroanalýza
těžkých kovů v horninách, struskách a rudách. Hutnické listy,
2009, roč. LXII, č. 3, s. 84-89. ISSN 0018-8069.
[11] MURDOCH, J., BARNES, J.A. Statistical Tables for Science,
Engineering, Management and Business Studies. The
Macmillan Press LTD, Second edition, Cranfield 1970. SBN
333-02584.
[12]
STRÁNSKÝ, K., JANOVÁ, D., STRÁNSKÝ, L.: Tavení
olovnatostříbrných rud v hutních revírech na Havlíčkobrodsku,
1. část. Slévárenství, 2011, roč. LIX, č. 7–8, s. 275–278.
[13]
STRÁNSKÝ, K., JANOVÁ, D., STRÁNSKÝ, L. Tavení
olovnatostříbrných rud v hutních revírech na Havlíčkobrodsku,
2. část. Slévárenství, 2011, roč. LIX, č. 9–10, s. 335–338.
[14]
AGRICOLA, G. Dvanásť knih o baníctve a hutníctve. Ostrava,
Montanex, a.s., 2006, 546 s. ISBN 80-7225-218-6. (Georgii
Agricolae: De re metallica libry XII, Basileae MDLVI).
Recenze: prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D.
Obr. 10 Jeden z nejstarších kamenných mostů na Moravě, který
sloužil k převozu horních a hutních nákladů v době těžby
a zpracování zdejších polymetalických rud přes Třešťský
potok. (Foto K. Stránský, st.)
Fig. 10 One of the oldest stone bridges on Moravia that served for
transport of mining and metallurgical loads in the period of
mining and processing of local complex poly-metallic ores
over across the Třešťský stream. (Photo K. Stránský, sen.)
68
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Historie hutnictví
Hutnické listy – geneze
Ing. Jan Počta, CSc., CSM Ostrava
Když vyšlo 1.7.1946 první číslo časopisu Hutnické listy
[1, 2], navázali tím zakladatelé tohoto publikačního
periodika na tradici pramenící v hlubokém RakouskoUhersku. Naši předkové montanisti měli na co navázat.
V průběhu 19. století vycházela v našich zemích,
v souvislosti s technickým rozvojem, zvyšováním těžby
a zpracování rud, později též uhlí, řada odborných
publikací. Těmto odborným publikacím předcházely
spisy již z doby středověku, v nichž se mísily zprávy ze
seriozních exaktních
experimentů
a
ověřených
praktických výrobních technologií s publikacemi
různých alchymistických postupů nemajících seriózní
základ v žádném fyzikálním a chemickém zákoně.
Z pozdější doby je nejznámější významná, ucelená
montanistická učebnice Dvanáct knih o hornictví a
hutnictví (De re metallica libri XII) od Georgiaa
Agricoly (1494 – 1555), latinsky vydaná až po jeho
smrti v r. 1556, německy v r. 1557, česky poprvé v r.
1933 a slovensky v r. 2006.
našem území na sebe po uplynutí liberální vlády
několika panovníků ve 2. polovině 16. a na počátku 17.
století a po nastoupení protireformace dlouho čekat.
Nelze se pak divit, že se do ničivé vlny v 17. a 18.
století kromě náboženských a filozofických knih dostala
občas i odborná literatura, a to právě proto, že byla
objevitelská a její téze se neslučovaly s oficiální
doktrínou vládnoucí složky a zejména katolického
učení.
Obroda českého jazyka v odborné literatuře
V 19. století, zejména v její 2. polovině, bylo již
napsáno montanistické literatury dost. Vycházela však
výlučně v německém jazyce, což byl na jedné straně
výsledek snahy Josefa II a dalších našich vládců o
univerzálnost ve vzdělání populace v říši a na druhé
straně odraz majetkových vztahů k výrobním
prostředkům. Majitelé, stejně tak jako management dolů
a hutí byla německy mluvící část obyvatelstva, a to bez
rozdílu, zda jimi byli Němci nebo Češi. Většinou to
však byli Němci, protože montánní průmysl byl
soustředěn zejména v pohraničí, které již od dob
středověkého kolonizačního osidlování bylo německé.
Proto i výuka v montanistice byla německá. Od r. 1790
začalo nakladatelství Česká expedice, kterou založil
Václav Matěj Kramerius, vydávat první novou, česky
psanou naučnou a vzdělávací literaturu i reedici starší
české literatury. Dva roky předtím však již V. M.
Kramerius vydával české noviny. Jediné oficiální a
výlučné periodikum od 30. let 19. století v habsburské
monarchii byl deník Österreichische Beobachter. O
prolomení bariéry státního dozoru nad tiskovinami se
zasloužily kromě deníků (např. i českých) i odborně
zaměřené časopisy. Od r. 1839 vycházel známý český
společenský časopis Květy, u jehož zrodu stál Karel
Havlíček Borovský. První české odborné periodikum u
nás byl časopis Živa, který v r. 1853 pro publikování
přírodovědeckých prací založil Jan Evangelista
Purkyně. Časopisu Živa však předcházel pokus o
periodický tisk časopisu Krok, na jehož vydávání J. E.
Purkyně spolupracoval s Josefem Jungmannem a Janem
Svatoplukem Preslem. Již o deset let dříve se naši
badatelé František Palacký, Josef Jungmann a Jan
Svatopluk Presl zasloužili o přípravu prvního českého
encyklopedického slovníku. Počátky ve vydávání
odborných periodik lze však spatřovat v pokusu o
vydávání vědeckého časopisu Monantliche Auszüge altund neuer gelehrten Sachen [4]. Časopis vydávala
osvícenská učená společnost Societa eruditorum
incognitorum in terris Austriacis, kterou jako první ve
střední Evropě již v r. 1746 v Olomouci založil baron
Josef Petrasch. Společnost však zanikla již po pěti
letech své existence a tím přestal vycházet i její časopis.
Vydávání odborné literatury je v každé společnosti
odrazem svobody nebo nesvobody ve společenském
vývoji. Habsburská monarchie začala v období počátků
průmyslového rozmachu citelně ztrácet tempo za
nejrozvinutějšími zeměmi. Toto si uvědomil císař Josef
II, který už před svým nástupem na vladařský trůn
procestoval celé říšské území, přičemž dospěl
k varovnému zjištění zaostávání země za Evropou.
Dospěl k osvícenskému poznání, že nejvýznamnějším
krokem k pozvednutí říše je kulturní rozvoj, vzdělanost
a uvolnění toku informací. Proto za své vlády v r. 1781
vydal zákon o cenzuře [3]. Tento zákon představoval
významný počin k uvolnění vydávání spisů a knih,
samozřejmě s respektováním předem daných pravidel o
dodržování mravnosti, náboženské tolerance, vyloučení
národnostní nesnášenlivosti a dodržování křesťanských
zásad. Jakákoliv jiná kritika byla možná, pokud nebyla
anonymní. Tento cenzurní zákon stojí na počátku
rozvoje publikací všeho druhu, především ve
společenských oborech. Uvolnění myšlenkové svobody
brzy odstartovalo i rozvoj školství a tím i potřebu
odborné literatury. Ani svobodnému vydávání technické
literatury tak nic nebránilo.
Texty řady odborných knih se totiž daly vyložit nejen ve
smyslu odborného výkladu, ale skrývaly v sobě jinotaje
podněcující odlišnosti v politickém, ideologickém a
náboženském nazírání čtenářské obce oproti oficiální
notě. Naše společnost má s tím své zkušenosti z různých
období 19. a 20 století. Již v r. 1548 vydal římský císař
Karel V. restriktivní edikt proti šíření reformační
literatury vrcholící ve vytváření indexu závadných, tedy
zakázaných knih (index libri prohibiti) a v jejich ničení
anebo alespoň odstraňování do nedobytných archivů
Svaté inkvizice. Kopie tohoto postupu nenechala též na
69
Historie hutnictví
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Národní uvědomění a nezadržitelný nástup vzdělanosti
ve stále širších vrstvách populace vyústil v r. 1849
v založení Akademického čtenářského spolku, který měl
za cíl vědecké vzdělávání českého studentstva [5].
K tomu spolek vydával Akademické listy a vedl
bohatou knihovnu. Vzdělávací i politické zásluhy
Akademického čtenářského spolku byly ve 2. polovině
19. století pro několik českých generací nezastupitelné.
Spolek měl podporu v Mladočeské straně (Eduard
Grégr), ale nepochopení a absenci jakékoliv podpory ve
Staročeské straně (František Ladislav Rieger). Rozpory
v konzervativní a radikální české společnosti se v r.
1888 přenesly dokonce do říšského sněmu, kde kromě
německých poslanců vystoupili i staročeši proti
požadavku české studentské obce ke zrušení německých
zkoušek na právnické fakultě pražské univerzity, byť
tento požadavek byl podporován mladočeskými,
jihoslovanskými a italskými poslanci. Státní byrokracii
byly proti srsti veřejně proklamované a v tisku
publikované sympatie Francii v rámci oslav 100. výročí
buržoasní revoluce, nepovolená a velmi úspěšná
gymnastická reprezentace Sokola v Paříži, účast
českých studentů na mezinárodním sjezdu studentstva
v Paříži v tomtéž roce, stejně jako účast českého
dělnictva na založení II. internacionály tamtéž.
V Moravské Ostravě začal v r. 1876 vycházet kalendář
Horník, který publikoval seznam hornického
názvosloví. Pak přišly práce prof. Edvarda Hořovského
(1831 – 1889): třísvazkové dílo O způsobech dobývání
kamenného uhlí dle anglických, francouzských a
německých zpráv (1876), Technický slovník českoněmecký (1890), který byl součástí Velkého
všeobecného slovníku německo-českého, a Slovník
technologický (1898) s českými, německými a ruskými
ekvivalenty. Tento slovník obsahoval obor hornický,
hutnický,
geologii,
petrografii,
paleontologii,
mineralogii a chemii. Zajímavostí je, že české výrazy
psal autor také v kyrilici a azbuce, aby zdůraznil
význam ruského pokroku v technice. Před svou smrtí
stačil autor dokončit obšírný rukopis. Poté bylo
vytištěno jen několik archů. Dílo nikdy nevyšlo vcelku,
byť bylo již ve své době hodnoceno jako velice zdařilé.
Prof. Edvard Hořovský spolu s prof. Josefem Hrabákem
(1833 – 1913) se také podílel v r. 1861 na tvorbě
Materiálu k slovníku technologickému. Prof. Hrabák
vypracoval řadu dalších publikací, kterými postavil
základy české odborné terminologie: Terminologický
slovník hornický německo-český a česko.německý
(1888), Slovníček pro hornický lid, Názvosloví výrobků
železářských (uveřejněno ve Zprávách Spolku
architektů a inženýrů Království českého, roč. 24),
Dějiny
hornictví
a
hutnictví
v Čechách
a
Terminologický slovník technický česko-německý a
německo-český, což bylo stěžejní dílo autora, které
v době jeho odchodu do výslužby v r. 1900 ještě nebylo
dokončeno.
To vše představovalo a dále vyhrocovalo radikalizaci
nejen českého studentstva, ale celé české společnosti.
Jako reakce na to bylo v r. 1889 policejní zrušení
Akademického čtenářského spolku a zabavení jeho
majetku čítajícího přes 20 tisíc knižních svazků a
finanční jmění 10 000 zlatých. Tím zanikly i
Akademické listy. Postup policie vyvolal vlnu solidarity
v celé monarchii. Odezvu vyvolal i v uherském tisku a
zejména vyjádřili svou podporu čeští a slovenští
studenti ze Štýrského Hradce. Restrikce proti
studentskému hnutí byly součástí postupu státní
byrokracie a policie proti vykonstruovanému
protistátnímu hnutí revolučně orientované Omladiny,
ústícímu v letech 1893 – 1894 až do hromadného
zatýkání mladých českých politiků, studentů i dělníků.
Akce budí reakci, a tak brzy po zrušení Akademických
listů byl založen nový Časopis českého studentstva,
který opět nedal spát státní byrokracii a jejímu
všudypřítomnému policejnímu nástroji. Kolikátý je to
příklad, že studentstvo, toužící po svobodném
vzdělávání, je revoluční avantgardou ve stojatých
vodách společnosti.
K 70. létům 19. století se váže publikace Ing. Dr.
Viléma Jičínského, generálního ředitele Vítkovického
horního a hutního těžířstva: O větrávání a O důlním
dobývání. V dalších letech následovala řada jeho dalších
prací. Ve Vídni byl vydán návrh normy pro českou
terminologii v hutnictví, který vyšel v „Zeitschrift des
Österreichisches Ingenieur- und Architekten-Vereins“,
1893, roč. 45, s. 276 a vzápětí normu schválilo
ministerstvo obchodu ve svém „Verordnungsblat des
c.k. Handels Ministerium“, 1884, roč. 7, s. 1994. V té
době vyšla i středoškolská učebnice pro horní školu
v Moravské Ostravě od autorů Polívka, Čížek,
Červinka, Pilař, Hýbner. Toto vše jsou již ryze česky
psané odborné publikace. Samozřejmě, že vedle nich
autoři publikovali také německy.
Po uvolnění psaného projevu pro všeobecnou i
odbornou veřejnost novým tiskovým zákonem v r. 1862
nastala nová publikační vlna. K montanistice se váže
příspěvek A. Vysockého Materiál k slovníku
technologickému již z r. 1861. Následoval první pokus o
vydávání montanistického periodika. Byl to časopis
Horník, který vycházel od r. 1870. Jeho redaktorem byl
Ing. Alois Irmler. Časopis obsahoval publikace z
hornické a hutnické problematiky. List nenašel
materiální, ani popularizační podporu a posléze v r.
1880 zanikl.
Oborová emancipace montanistů
Po krátkém životě prvního českého časopisu Horník
neztrácela montanistická obec zájem na novém, trvalém
vydávání odborného časopisu. Byly jím Hornické a
hutnické listy. Rozhodnutí o jejich založení padlo na
českém sjezdu montanistickém při příležitosti pražské
výstavy architektury a inženýrství v r. 1898. Dá se tedy
předpokládat, že v montanistické společnosti uzrávala
myšlenka na založení českého oborově orientovaného
časopisu již dříve. Do vínku Hornických a hutnických
listů dal sjezd vyplnění mezery v české odborné
70
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Historie hutnictví
literatuře [6]. První číslo časopisu (obr. 1) vyšlo
10.1.1900.
polovině 19. století novinkou v těžbě: hloubení jam pod
1000 m vlivem používání ocelových těžních lan (1875,
Vojtěšský důl, Příbram), nové konstrukce vodních kol
(ještě v r. 1855 se ojediněle používala vodní kola Ø 20
m nebo zvířecí pohon, k masovému rozšíření parního
pohonu došlo od r. 1830), využívání Nobelova
dynamitu k odstřelům a mechanické vrtací stroje (1867),
novinky z koksových vysokých pecí (zpracování rud
s kovnatostí 25 – 30 %, ale již i španělských a
švédských rud o kovnatosti 60 – 70 %) a další rozvojové
kroky. Dr. Jičínský rozvíjel to, co už začal prof.
Abraham Wesner z Bergakademie Freiberg (1750 –
1817), a to povznesení geologie a dolování na vědeckou
bázi. Tím byly vytvořeny též základy pro stejný postup
v metalurgii. Dosavadní rozvojové kroky se týkaly
rudného hornictví. Teprve s nástupem těžby černého
uhlí došlo k rozvoji hornictví v moderním smyslu.
Přelomem je zhruba r. 1850. Do té doby uhelné
hornictví přebíralo metody z rudné těžby, po r. 1850 se
úlohy mezi uhelným a rudným hornictvím vystřídaly a
další směřování technického rozvoje určovaly uhelné
doly. Pro ilustraci a srovnání s dnešní těžbou uvádí tab.
1 těžbu černého uhlí ve světě v r. 1890.
Tab. 1 Světová těžba uhlí v r. 1890
Obr. 1
Světadíl
Titulní strana časopisu Hornické a hutnické listy, 1900, roč. I,
č. 1 [zdroj: Archiv OKD, a.s.]
Vybrané státy
Evropy
V úvodníku si časopis dal za cíl publikovat v oborech:
hornictví, hutnictví, technické vedení, administrace,
obchodní a právní otázky, osobní informace, dělnické
poměry, pojišťovnictví. Oborový záběr tohoto časopisu
byl tedy dosti široký a vyjadřoval dění ve všech
oblastech života montanistiky. Mnohé z uvedených
okruhů se shodují s obsahem dnešních Hutnických listů
nebo časopisu Uhlí, rudy, geologický průzkum.
Představenstvo vydavatelského družstva se na konci
úvodního článku obrací ke čtenářské obci tímto textem:
Severní Amerika
Asie
Austrálie
Vybrané státy
světa celkem
„Varujíce se veškeré reklamy obchodní a konkurenční
chceme jím (poz. red.: časopisem) jen pěstovati mladou
českou literaturu hornicko-hutnickou a našim
soudruhům stejného smýšlení příležitosti poskytnouti ku
částečnému aspoň zužitkování jích plodů duševních,
přičemž zajisté s důvěrou na vydatnou jejich podporu
literární i hmotnou smíme počítati (pozn. red.: můžeme
porovnat s dnešní aktivitou v průmyslové sféře).
Čestnou to nyní úlohou Vaší, milí soudruhové, aby
literární mezera zprvu jmenovaná, se vyplnila, aby
podnik náš českému hornictví a hutnictví ku cti sloužiti
mohl.
Vybrané státy
Velká Británie
Německo
RakouskoUhersko
Francie
Belgie
Španělsko
Evropa celkem
Těžba
[mil. t]
188
89
28
26
21
1
353
146
8
4
511
O pět let později Hornické a hutnické listy [7] uvedly
další celkovou statistiku v hutní výrobě a těžbě uhlí (tab.
2). Výrobní parametry ukazují, jak se nástup nových
ocelářských technologií, elektrotechniky, stavebních
konstrukcí a strojních součástí projevoval ve výrobě
kovů a těžbě uhlí. Expanze ve výrobě mědi v souvislosti
se zaváděním elektrických pohonů na svou příležitost
teprve čekala. Vítkovické železárny ještě nevyválcovaly
neprůstřelné pancíře s tloušťkou přes 100 mm pro
stavbu
rakousko-uherského
válečného
křižníku
Erzherzog Karl ani Viribus Unitis s 12 palubními děly,
protože ty se začaly vyrábět na válcovací trati duo 4,5 m
postavené v Nové ocelárně až v r. 1911 [8]. Stejně tak
ještě nevyráběly těžké výkovky na anglickém lisu 4,5 t
Davy Bros Ltd. pro kupole lodních děl a jiné těžké
výkovky pro zbrojní účely, které byly předmětem
výrobního sortimentu závodu až v dalším desetiletí.
Nebyly ještě vyvinuty oceli pro agresivní chemické
prostředí k užití v chemickém průmyslu nebo
Tomuto našemu vlasteneckému podniku
Zdař Bůh“
Ekonomické podmínky vzniku časopisu
Hned v prvním čísle Hornických a hutnických listů
publikoval Ing. Dr. Vilém Jičínský svůj článek o vývoji
hornictví od počátku do současné doby. V článku jsou
pro nás zajímavé informace, které tehdy byly ve 2.
71
Historie hutnictví
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Tab. 2 Světová výroba hornicko-hutnická
Komodita
sur. železo
Pb
Cu
Zn
Sn
Ni
Al
Hg
Ag
Au
Pt
uhlí
Jednotka
mil. t
kt
kt
kt
kt
kt
t
t
t
t
t
mil. t
1878
14,3636
836
115
205
36
0,600
1,5
4,238
2,551
0,179
2,0
292,0
1883
21,7302
451
168
287
47
1,050
2,0
3,973
2,996
0,143
3,5
408,6
zemědělství. Legování ocelí v dnešním pojetí se teprve
začalo rozvíjet a pro stavebnictví a stavbu strojů se ještě
nevyráběly odlehčené konstrukce z hliníku. V této
těžební a metalurgické situaci se tedy zrodily Hornické
a hutnické listy. Všechny technické novinky čekaly na
své uveřejnění v tomto časopise v několika
následujících desetiletích.
1888
24,0
657
265
322
53
1,400
39,0
4,161
3,519
0,166
2,7
474,0
1893
25,266
620
302
375
70
4,424
716,0
3,988
5,138
0,236
5,0
518,2
1898
36,565
782
427
464
73
6,156
4024,0
4,140
5,575
0,432
6,0
665,5
1903
46,900
880
580
571
91
9,850
8252,0
3,996
5,800
0,494
8,0
875,0
příspěvek z díla Dr. Viléma Bresche (Mit Schlägel und.
Eisen, Lipsko, 1898), že mnohý německý hornický
název nezapře svůj český původ, což dokumentuje
dřívější aktivity českého živlu v oboru. K tomu uvedl
řadu příkladů. Ostatně jazykové koutky se v časopisu
dosti často opakovaly. Jiný aktuální příspěvek
vysvětluje, proč bylo v té době Rusko paradoxně
nuceno dovážet uhlí. Tehdejší ruské doly byly v držení
francouzských a belgických společností, které za svůj
prvořadý cíl viděly maximální těžbu, nikoliv investice
do rozvoje a bezpečnosti. Po ruské státní intervenci
musely společnosti investovat do těžby, čímž rostly
jejich náklady a tím i ceny nad konkurenční úroveň. Z
toho pak plynul útlum v těžbě. Jiné zprávy se zabývaly
aktuální výrobou surového železa v různých částech
světa nebo zlata v Eritrei. V tomto duchu byla tištěna
další čísla časopisu až do ukončení jeho vydávání.
Ing. Alois Irmler, který spolu s Ing. Dr. Vilémem
Jičínským od počátku redigoval Hornické a hutnické
listy a profesně se zabýval hutnickými technologiemi,
napsal do prvního čísla článek o tehdy nové technologii
elektrického ohřevu ve slévárnách s cílem prodloužení
doby tekutosti kovu, vypuzení plynů a snížení
pórovitosti. Připomněl úlohu přísady Al do 1 % v železe
za vzniku Al2O3 pro prodloužení doby tekutosti železa a
odstranění bublinatosti.
Kromě hlavních článků byly do časopisu zařazeny
aktuální zprávy a drobné články. Mezi nimi je zajímavý
(Pokračování)
____________________________________________________________________________________________
72
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Recenze
recenze
__________________________________________________________________
Michael J. Marguard
Action Learning - Účínná metoda řešení problémů a nácviku
interpersonálních dovedností pro vedení a rozvoj týmů
(Recenze Ing. RNDr. Bohumil Tesařík)
Metoda Action Learning (AL), jejíž základní filozofií je vyřešit určitý problém přímo
v praxi, vznikla ve druhé polovině minulého století původně jako forma
vnitrofiremního vzdělávání a slouží k těsnému propojení praxe a vzdělávání přímo
uvnitř určité organizace. Zakladatelem myšlenky AL byl Reginal Revans, který
zjistil, že i v diametrálně rozdílném prostředí, kde se pohyboval (těžební průmysl a
zdravotnictví), akademické vzdělávání samo o sobě nevedlo k požadovaným
výsledkům. Rozdíl mezi akademickým studiem a metodou AL spočívá podle něho v
tom, jakým způsobem posluchač dokazuje, že se něco naučil: u akademického studia
je to písemná, ústní či jiná zkouška, kde student prokazuje znalost teorie. V metodě
AL se považuje za důkaz, že se student něco naučil, když je schopen nově nabytý
poznatek využít v praxi při řešení reálné situace.
Učení metodou AL je proces, kdy jsou všechny poznatky stále využívány ke
zlepšování probíhající činnosti. Dochází ke stálému opakování několikaetapového
procesu: Akce – získávání nových zkušeností (kromě studia literatury se přidávají i
vlastní zkušenosti, zkušenosti ostatních členů týmu, zkušenosti přejaté z jiných organizací). Přezkoumávání –
spočívá v kladení otázek, zkoumají se příčiny a dopady problému, souvislosti, co může problém ovlivnit, jaké by
mohly být způsoby řešení. Učení – v této fázi se formulují obecnější závěry, mající za cíl pomoci s řešením
problému. Použitím předchozích závěrů se vyřeší problém. Přitom ale praxe opět přinese další poznatky, které
vstoupí opět do první fáze – akce.
V institucionálním prostředí, respektive v životě podnikových i jiných organizací, se v současné době metoda AL
prosazuje jako jeden z nejúčinnějších a z hlediska nákladů nejúspornějších nástrojů k řešení problémů, rozvoji
vůdčích osobností z různých organizačních a řídicích úrovní, budování týmů a transformování organizací.
Umožňuje nejen efektivním, ale i měřitelným způsobem hledat reálná východiska ze vzniklých situací ve firmě.
Současně dovoluje neustále se učit a rozvíjet se v profesním i v soukromém životě. S určitým zjednodušením pak
můžeme za klíčový přínos uplatňování metody AL považovat intenzivní rozvíjení procesu učení v organizaci a v
ideálním případě i její proměnu v tzv. učící se organizaci, schopnou pružně a vynalézavým způsobem čelit všem
změnám a podněcovat, tvořivě a úspěšně implementovat veškeré transformace ve svém vlastním "ekosystému".
Michael J. Marquardt, mezinárodně proslulý americký specialista a poradce v oboru vzdělávání dospělých, profesor
rozvoje lidských zdrojů na The George Washington University, přední taktik a propagátor metody AL, ve své
nejnovější knize "Action Learning – Účinná metoda řešení problémů a nácviku interpersonálních dovedností pro
vedení a rozvoj týmů" (Management Press, Praha 2011, 1. vyd., 228 s.) posunuje tuto koncepci týmového řešení
problémů na novou, vyšší úroveň. Představuje dovednosti nezbytné k optimálnímu uplatňování kriticky
významných složek a zásad AL a dokumentuje je s využitím dvou desítek příkladů z ověřené praxe včetně
zkušeností takových firem, jako je Dow Chemical, Whirlpool, General Electric, Deutsche Bank, Boeing a další.
Metoda AL je nepostradatelný nástroj, který by neměl chybět v repertoáru žádného manažera. Publikace představuje
uceleného průvodce, jenž se opírá nejen o osvědčené zkušenosti manažerů velkého množství organizací, ale
současně těží i z posledních inovací v této oblasti. Představuje tak zdroj, jenž i našim organizacím může pomoci
získat obtížně napodobitelnou konkurenční přednost a zajistit si udržitelnou prosperitu v dnešním rychle se měnícím
lokálním i globálním tržním prostředí.
Závěrečnou kapitolu, která se zaměřuje na zkušenosti a aplikacemi metody AL v České republice, napsala Jaroslava
Kubátová spolu s Michalem Henychem. Oba autoři jsou manažeři a lektoři manažerské školy TC Business Schoul.
Současně jako zástupci společnosti Management TC rovněž spolupracovali na českém vydání knihy. Jsou
přesvědčeni, že metoda AL pomáhá vyvinout nový model vzdělávání pro 21. století. Absolventi jsou pak schopni
73
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Recenze
úspěšně navrhnout a realizovat takové změny, které skutečně zlepší fungování jejich firem a organizací. Další
zkušenosti s uplatňováním metody AL u nás, vhodné studijní zdroje a příležitosti ke vzdělávání lze nalézt na
www.actionlearning.cz
____________________________________________________________________________________
Jaromír Mindl, Josef Panchartek
Velký chemický slovník: Část česko anglická a Velký chemický
slovník: Část anglicko-česká
(Recenze Ing. RNDr. Bohumil Tesařík)
Slovníků není nikdy dost! Své o tom věděl již na sklonku 19. století český nakladatel Jan Otto a svým naučným
slovníkem si postavil papírový pomník. Naše odborné slovníkářství má starou tradici, na kterou se po roce 1989
snaží navázat řada nakladatelství. V současné době je největším producentem chemicky orientované technické,
odborné a vědecké literatury v ČR Vydavatelství VŠCHT Praha. Čtenářskou obec představují nejen vysokoškolští a
středoškolští studenti a odborníci z chemických a příbuzných disciplín, ale také zájemci o vědu a techniku z nejširší
veřejnosti. Organickou součást edičních záměrů představují rovněž specializované překladové slovníky. Ačkoliv již
existují jako software pro PC nebo mobilní telefony, jejich tištěná podoba je v praxi stále oblíbená a používaná.
Počátkem letošního roku byla vydána nová lexikografická a frazeologické kniha, která v odborném písemnictví
obvykle vychází nejvýše jednou za generaci. Svým významem a společenským přínosem připomíná Šestijazyčný
chemický slovník česko-německo-anglicko-italsko-latinsko-francouzský, po celá desetiletí nepřekonané a stále
odborníky vyhledávané dílo profesora experimentální anorganické a organické chemie na pražské technice Emila
Votočka. Jde o "Velký chemický slovník: Část česko-anglická" a "Velký chemický slovník: Část anglicko-česká"
(Vydavatelství VŚCHT, Praha 2012, 1. vyd., 688 a 1000 s. ISBN 978-80-7080-792-7 a ISBN 978-80-7080-793-4).
Jeho autoři, doc. RNDr. Jaromír Mindl, CSc. a doc. Ing. Josef Panchartek, CSc., vedle svého vědeckopedagogického působení na vysokých školách chemicko-technologických a vlastní výzkumné práce, patří u nás k
renomovaným znalcům odborného anglického jazyka, jeho současné podoby, slovní zásoby a ustálených slovních
spojení. Využili zde své mnohaleté zkušenosti se sestavováním chemicko-technologických slovníků a zásadami
jejich tvorby, tak, aby mohly co nejlépe a nejefektivněji sloužit jejich uživatelům.
Autoři předkládají zájemcům slovník s více než 85 000 hesly v jedné části a 110 000 hesly ve druhé části ze sedmí
desítek chemických a s chemií spojených podoborů. Slovník obsahuje nejnovější i dříve používané termíny z oblasti
chemie, chemické technologie a blízkých oborů včetně metalurgie a materiálového inženýrství. Byl sestaven z
českých ekvivalentů anglických i amerických termínů, uváděných ve zdrojích Chemical Abstract Service,
chemicko-technologických encyklopedií a kompendií (Kirk-Othmer Encyklopedia of Chemical Technology,
Encyklopedia of Inorganic Chemistry, Encyklopedia od Analytical Science, Academic Press Dictionary od Science,
Perry's Chemical Engineers' aj.). Zahrnuje rovněž často používané zkratky látek, procesů i chemických technik.
Zohledňuje nejnovější nomenklaturní normy pro chemické látky a procesy, přijaté v anglofonních oblastech i v
češtině v nedávné době.
Velký chemický slovník (jako "velké" se označují slovníky s více než 60 000 hesly) je určen vědeckým a
výzkumným pracovníkům, technologům chemického průmyslu či příbuzných rezortů (hutnictví a slévárenství,
keramika, sklo a porcelán, papírenství, plynárenství, potravinářství, vodohospodářství, zemědělství, farmacie aj.) a
vědních oborů (fyzika, biochemie, ekologie atd.), překladatelům odborných textů, učitelům i pokročilým studentům
vysokých škol – všem, kdo využívají anglicky psaných informačních zdrojů či k aktivní komunikaci prostřednictvím
anglického jazyka se svými oborovými zahraničními kolegy a institucemi. Lze předpokládat, že z něho bude těžit
několik generací našich vědců a techniků.
74
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Konference, výstavy, veletrhy
konference, výstavy,
veletrhy
Oborově orientované akce do konce r. 2012
Termín
21. 6.
2012
Název
Co má vědět konstruktér o tepleném
zpracování
26. a 27.
6. 2012
1st International Conference on Energy Bangkok, Thajsko
and the Future of Heat Treatment and
Surface Engineering
www.mtec.or.th./efhtse
2012
27. a 28.
6. 2012
Nitrieren & Nitrocarburieren für
Praktiker
Bremy, Německo
10. – 13.
9. 2012
6th Int. Conf. Quenching and Control
of Distoriation / 4th Intern. Conf. on
Distoriation Eng.
Chicago, USA
http://www.iwtbremen.de/veranstaltun
gen/awt-seminare.html
www.asminternational.
org/qcd
11. – 14.
9. 2012
9th Tooling Conf. / 4th Intern. Conf. on
Heat Treat. of Dies and Tools
Leoben, Austria
www.tool2012.at
16. – 19.
9. 2012
Euro International Powder Metallurgy
Congress & Exhibition
Basilej, Švýcarsko
www.epma.com/PM20
12
10. – 12.
10. 2012
68. kolokvium für Wärmebehandlung,
Werkstofftechnik, Fertigung- und
Verahrenstechnik
Wiesbaden,
Německo
www.awt-online.org
18. a 19.
10. 2012
BALTMATTRIB 21st Intern. Baltic
Conf. Engineering Materials and
Tribology
Talin, Estonsko
www.ttu.ee/baltmattrib
2012
23. – 25.
10. 2012
20th Congress Intern. Fed. Heat Treat.
Surface Eng.
Peking, Čína
www.20ihtse.org
23. - 25.
10. 2012
NANOCON 4. mezinárodní
konference
Hotel Voroněž I,
Brno
www.NANOCON.cz
75
Místo
STU Trnava
Další informace
www.asociacetz.cz
Konference, výstavy, veletrhy
Hutnické list y č.3/2012, roč. LXV
22. mezinárodní veletrh technologií pro zpracování plechu EuroBLECH
Veletrh EuroBLECH je největší světový odborný veletrh průmyslu zpracování plechu. V mezinárodních odborných
kruzích je tento vedoucí veletrh odvětví považován za významného ukazatele technologických a ekonomických
trendů. Pod heslem „Zodpovědnost za budoucnost“ se letošní veletrh EuroBLECH zaměří především na účinné
technologie, výrobní postupy šetrné k životnímu prostředí a odpovědné využívání materiálů.
Na veletrhu EuroBLECH 2012, který se uskuteční 23.-27.10.2012 na hannoverském výstavišti, si již v květnu
rezervovalo stánky na ploše více než 84.000 m2 celkem 1.340 vystavovatelů z 37 zemí. V porovnání s minulým
veletrhem dosahuje nárůst plochy téměř 6 %.
„Jednak je patrné určité ekonomické oživení v oboru a jednak jsou významnými impulzy i ve špičkovém odvětví
zpracování plechu obecné trendy - ekologický přístup, šetrné využívání zdrojů, energetická účinnost a mobilní
struktury. Zpracovatele nenechávají lhostejnými témata jako jsou lehké stavby, uvědomělé využívání prefabrikátů a
zpracování hybridních struktur, využívání dnes již osvědčených výrobních procesů u nových aplikací“, prohlásila
jménem společnosti Mack Brooks Exhibitions, organizátora veletrhu, ředitelka veletrhu EuroBLECH Nicola
Hamann a pokračovala: „Návštěvníci se proto mohou opět těšit na zajímavou návštěvu veletrhu EuroBLECH 2012,
kde uvidí mnoho inovačních strojů, zařízení a systémů na zpracování plechu. Jako vždy budou vystavující firmy
klást důraz na praktické předvádění veletržních novinek. “
Vedle velkého podílu demonstrací vystavovaných zařízení je pro veletrh EuroBLECH i letos typický mezinárodní
charakter. Téměř 48 % dosud přihlášených vystavovatelů je ze zahraničí. Po Německu jsou nejsilněji zastoupeny
Itálie, Turecko, Čína, Švýcarsko, Nizozemí a Španělsko.
Veletrh EuroBLECH 2012 proběhne na výstavišti v Hannoveru v halách č. 11,12,13,14,15,16,17 a 27. Profil
vystavovatelů zahrnuje celý technologický řetězec zpracování plechu: prefabrikáty, subdodavatelské díly,
manipulaci, separaci, tvarování, zpracování ohebných plechů, spojování, svařování, zpracování hybridních struktur,
povrchovou úpravu, nástroje, řídicí a regulační techniku, systémy CAD/CAM, kontrolu kvality, výzkum a vývoj.
K veletrhu EuroBLECH 2012 nyní vyšla nová brožura pro návštěvníky. Obsahuje důležité informace o veletrhu,
plánek výstaviště, výstavní oblasti a informace k příjezdu a ubytování. Brožura je k dispozici ve dvanácti jazycích a
lze ji objednat na internetové adrese veletrhu www.euroblech.de.
Zájemci o pravidelné informace o veletrhu EuroBLECH si mohou zdarma objednat newsletter „EuroBLECH
bulletin“, který jim bude každý měsíc zasílán e-mailem.
red.
(podle Susanne Neuner, PR Director
EuroBLECH Press Office, Mack Brooks Exhibitions,
Romeland House, Romeland Hill, St Albans, Herts AL3 4ET,
Velká Británie, [email protected], www.euroblech.com)
76
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Hutnictví ve světě
hutnictví ve světě
Stres na pracovišti narůstá, uvádí 8 z 10 respondentů celoevropského průzkumu
veřejného mínění
Stres při práci představuje problém pro velkou většinu evropských pracovních sil, konstatuje druhý
evropský průzkum veřejného mínění o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci. Průzkum, který pro
Evropskou agenturu pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (EU-OSHA) provedla organizace Ipsos
MORI, hodnotil názory více než 35 000 osob z řad široké veřejnosti v 36 evropských zemích. Šetření bylo
zaměřeno na současné problémy na pracovišti, včetně stresu při práci, významu bezpečnosti a ochrany
zdraví při práci pro hospodářskou konkurenceschopnost a rovněž na souvislost mezi kvalitní BOZP a
delším pracovním životem.
Osm z deseti osob pracující populace v celé Evropě se domnívá, že počet lidí, kteří trpí stresem při práci,
se v příštích pěti letech zvýší (80 %), přičemž až 52 % respondentů očekává, že tento počet výrazně
vzroste. Odpovídá to zjištěním staršího průzkumu agentury EU-OSHA, který byl pod názvem ESENER
proveden na téma nových a vznikajících rizik na pracovišti a který zjistil, že podle 79 % manažerů stres
představuje v jejich společnostech problém, v jehož důsledku je stres při práci pro společnosti stejně
důležitý jako úrazy na pracovišti.
Stres při práci je jedním z největších problémů v oblasti bezpečnosti a ochrany zdraví v Evropě, protože
znamená obrovské náklady z hlediska zátěže lidí a hospodářské výkonnosti. Průzkum veřejného mínění
dále zjistil, že valná většina Evropanů (86 %) souhlasí s tím, že dodržování správných postupů v oblasti
bezpečnosti a ochrany zdraví při práci je nezbytné pro hospodářskou konkurenceschopnost země,
přičemž zásadně souhlasilo 56 % respondentů. Názory jsou podobné u ekonomicky aktivních i
neaktivních osob (souhlasí 86 %, resp. 85 %).
Dílčí výsledky průzkumu na otázku, jak se bude měnit počet lidí trpících stresem při práci v evropských
zemích v příštích pěti letech:
52 % - výrazně vzroste, 28 % - o málo vzroste, 12 % - zůstane přibližně stejný, 4 % - o málo klesne, 3 % výrazně klesne, 1 % - neví. Základ průzkumu: Evropa - všechny ekonomicky aktivní osoby (19 502)
I v České republice se většina dotazovaných obává, že stres související s výkonem zaměstnání v příštích
pěti letech poroste. Velkého nárůstu stresu se obává 46 % respondentů. 30 % dotazovaných se vyjádřilo,
že stres oproti dnešnímu stavu vzroste alespoň trochu. V souvislosti s plánovanou reformou sociálního
systému se Češi rovněž většinově domnívají (75 %), že pro pozdější odchod do důchodu je důležité, aby
na pracovištích existovala vhodná opatření zabezpečující zdraví a bezpečnost při práci. Dvě třetiny
obyvatel (66 %) jsou také přesvědčeni o tom, že Česká republika může být ekonomicky
77
Hutnictví ve světě
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
konkurenceschopná pouze za předpokladu, že pracoviště budou využívat vhodná bezpečnostní a
zdravotní opatření.
„Finanční krize a měnící se svět práce kladou na pracovníky vyšší nároky, a proto není překvapivé, že
stresu při práci lidé věnují prvořadou pozornost,“ říká Dr. Christa Sedlatscheková, ředitelka agentury EUOSHA. „Bez ohledu na věk, pohlaví a velikost organizace je naprostá většina lidí přesvědčena, že stres
při práci bude narůstat. Existují však zajímavé rozdíly mezi jednotlivými zeměmi z hlediska osob, které
očekávají, že stres při práci výrazně vzroste, přičemž nejmenší obavy mají například Norové (16 %).
Řeky znepokojuje narůstající stres nejvíce (83 % uvádí odpověď „výrazně vzroste“). Zvládání
psychosociálních rizik je důležitým prvkem, na který se činnost agentury EU-OSHA zaměřuje v rámci
zlepšování života pracovníků v celé Evropě.“
A konečně, v Evropském roce aktivního stárnutí a mezigenerační solidarity průzkum veřejného mínění
ukázal, že 87 % respondentů v celé Evropě je přesvědčeno, že správné postupy v oblasti BOZP jsou
důležité, aby lidem pomohly pracovat déle před odchodem do důchodu (včetně 56 % respondentů, kteří
je považují za velmi důležité).
Nedávný průzkum Eurobarometr ukazuje, že mnoho Evropanů je připraveno na aktivní stárnutí, ale jejich
současné podmínky v oblasti BOZP by jim nemusely umožnit pokračování v práci do vyššího věku. Ačkoli
typický věk odchodu do důchodu v celé Evropě činí 65 let, průměrný věk odchodu ze skupiny pracovních
sil v roce 2009 činil podle Eurostatu přibližně 61,5 roku. V průzkumu Eurobarometr se čtyři z deseti
Evropanů (42 %) domnívají, že budou schopni vykonávat svou současnou práci minimálně do věku 65
let, zatímco 17 % očekává, že svou současnou práci nebudou schopni vykonávat po dosažení věku 59
let.
red
(podle zdroje: tisková zpráva Ipsos MORI, zveřejnila
Klára Pechanová, Omnimedia, s.r.o., Praha)
____________________________________________________________________________________
Americká ocelárna objednala zařízení VOD
LJ
Německá firma SMS Meer dodává pro huť
společnosti Baotou Steel Union ve Vnitřním
Mongolsku válcovnu těžkých profilů. Budou se na
ní válcovat nosníky o výšce stojiny 200 až 1000
mm, kolejnice o hmotnosti nad 52 kg/m a další
profily. Na trati budou použity moderní stolice CCS
(compact cartridge stand) a devítiválcová rovnačka
CRS (compact roller straightener), které umožní
přestavbu tratě na jiný profil v čase 20 min. Trať
obsahuje univerzální stolice, které umožňují spojité
válcování. V dodávce SMS Meer jsou zahrnuty i
projekční práce, inženýrink a příprava personálu.
Kapacita tratě bude 1,2 mil. t/r. S uváděním do
provozu se počítá koncem roku 2012.
výrobu
LJ
Ellwood orders VOD for stainless ingots. Forging
January/February 2012, s. 6.
Firma Ellwood National Steel objednala u německé
firmy SMS Siemag dodávku zařízení VOD pro
ocelárnu v Irvine v Pensylvánii. Zařízení se bude
používat především pro výrobu nerezavějících
ocelí s nízkým obsahem uhlíku, u nichž je
zajištěna požadovaná kombinace houževnatosti,
pevnosti a korozní odolnosti. Zařízení bude
vybaveno mechanickým čerpadlem. Součástí
dodávky je i regulace a řízení.
Využití odpadních
elektrické energie
plynů
pro
Nová žíhací linka pro Čínu
Hondan to generate power from waste gas. MPT
International 2012, č. 1, s. 10.
Panzhihua
orders
annealing
International 2012, č. 1, s. 11.
Čínská firma Hondan Iron & Steel připravuje
výrobu elektrické energie z vysokopecního a
koksárenského plynu. Vybrala k tomu zařízení
firmy General Electric. Dosud se tyto plyny
používaly k ohřevu vody. Použitá plynová turbína
bude mít výkon 170 MW.
Čínská společnost Panzhihua Iron and Steel
připravuje výstavbu žíhárny pásů v městě Xichang
v provincii Sichuan. Budou se v ní zpracovávat
pásy pro automobilový průmysl a elektrotechnické
účely. Zařízení budou tvořit dvě žíhací linky. Obě
linky mají stejné uspořádání, budou se lišit jen
šířkou a mezí kluzu zpracovávaných pásů. Každá
linka bude mít dvě odvíječky pásů, svařovací
zařízení, čisticí sekci, vstupní vertikální zásobník,
výstupní vertikální zásobník, šestiválcovou stolici,
inspekční zásobník, nůžky pro ostřih okrajů,
inspekční pracoviště, letmé nůžky a dvě tažné
LJ
Nová těžká profilová trať pro Čínu
Baotou Steel Union orders heavy-section Mill. MPT
International 2012, č. 1, s. 11.
78
line.
MPT
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Hutnictví ve světě
navíječky. Toto zařízení bude dodávat firma SMS
Meer. Firma Driver International pak k němu dodá
vysokokapacitní žíhací pece s velmi rychlým
chladicím systémem. Celková kapacita obou linek
bude 1,7 mil. t pásů ročně. Do provozu by měla jít
koncem roku 2013.
Konsorcium
firem
Siemens
VAI
Metals
Technologies
a
Outotec
Oyl
dodává
Novolipeckému
metalurgickému
kombinátu
(NLMK) paletizační zařízení s ročním výkonem 6
mil. t magnetitových pelet s obsahem železa nad
65 %. Zařízení bude postaveno u dolu ve Starém
Oskolu. Jde o zařízení s pohyblivými rošty. Mělo
by být uvedeno do provozu v r. 2014.
LJ
Modernizace válcovny hliníku
LJ
Novelis Aluminium to extend rolling mill. MPT
International 2012, č. 1, s. 13 a 14.
Zahájení výroby v Maghreb Steel v Maroku
Firma Siemens VAI Technologies získala zakázku
na rozšíření válcovny hliníkových pásů v Ulsanu
v Jižní Koreji. Současná válcovna má jednu
reversní stolici se dvěma navíječkami a dalším
příslušenstvím. Nově se postaví třístolicové pořadí,
které zvýší výkon a rozšíří výrobní možnosti o
válcování slitin s vyšší jakostí. Stávající vratná
stolice bude sloužit pro předvácování. Součástí
nového pořadí jsou také vstupní nůžky, navíječky a
zařízení pro manipulaci se svitky. Modernizovaná
trať by měla začít pracovat v červenci 2013.
With the first heat and the first slab at Maghreb
Steel, Morocco has started slab production. MPT
International 2012, č. 1, s. 32.
Marocký závod Maghreb Steel je jeden z
nejdůležitějších výrobců pásů válcovaných za
studena v severní Africe. V minulosti nakupoval
bramy a plechy. Nyní uvedl do provozu
elektroocelárnu a zařízení pro plynulé odlévání
bram, které dodala firma SMS Siemag. Odlité
bramy se válcují buďto na tlusté plechy na vratné
válcovně nebo se válcují na pásy na Steckelově
trati. Válcovna tlustých plechů byla uvedena do
provozu v roce 2011 a Steckelova válcovna v roce
2010. Nová ocelárna obsahuje elektrickou
obloukovou pec 120 t s hořáky a kyslíkovou
tryskou, pánvovou pec 120 t, zařízení pro
skladování a dávkování přísad a čistírnu plynu.
Instalované zařízení plynulého odlévání umožňuje
vyrábět bramy o šířce 900 až 3150 mm a tloušťce
200 mm.
LJ
Zařízení pro plynulé odlévání těžkých bram
Voestalpine Stahl, Austria. MPT International
2012, č. 1, s. 14.
Rakouská firma Voestalpine Stahl zahájila výrobu
na zařízení pro plynulé odlévání č. 7. které slouží k
výrobě bram o tloušťce až 355 mm a šířce až 2200
mm. Toto zařízení, které dodala firma Siemens
VAI je první zařízení v Evropě, které používá
průmyslové roboty LiquiRob na pracovní plošině
k obsluze odlévacího zařízení.
LJ
První válcovna bezešvých trubek
na Středním východě
LJ
First seamless pipe mill in Middle East starts
operation on the gulf coast in Saudi Arabia. MPT
International 2012, č. 1, s. 40-43.
MPT
První válcovna bezešvých trubek na Středním
východě byla spuštěna v Jubail Industrial City
v Saudské Arábii. Investorem byla Saudi
Industrialization and Energy Services Copany
(Taga), která vyvíjí své aktivity v řadě oblastí, které
mají souvislost s těžbou ropy a plynu.
Běloruská huť Žljabin rozšiřuje kapacity
BMZ to expand production
International 2012, č. 1, s. 14.
capacity.
Firma Siemens VAI Technologies dodává
do Běloruského metalurgického závodu (BMZ)
Žljabin zařízení pro sekundární metalurgii a plynulé
odlévání sochorů. Je to pánvová pec o kapacitě
100 t a vakuovací zařízení typu RH rovněž o
kapacitě 100 t. Dále se dodává vážicí a dopravní
systém pro legující přísady, zařízení pro
odprašování a vodní hospodářství. Zařízení pro
plynulé odlévání je šestiproudé a je určeno pro
výrobu sochorů čtvercového průřezu o straně 125
mm a 140 mm. Zařízení se již montuje a výrobnost
hutě by měla stoupnout na 1,2 mil. t/r.
Válcovna trubek, kterou dodala na klíč firma
Danieli, byla vybudována na ploše 72 ha,
poněvadž se počítá s rozšiřováním výroby. Jelikož
jde o písčité podloží, bylo nutné ke stavbě použít
injektáže. Celkem bylo vytvořeno v zemi 2000
pilířů, některé až do hloubky 30 m.
Vlastní válcovací trať je vybudovaná na plošině ve
výši 6 m nad úrovní závodu, zařízení pro teplené
zpracování je na plošině ve výši 3,2 m. Sochory se
ohřívají v karuselové peci o průměru 30 m. Děrují
se na Mannesmannově stolici.Vzniklá lupa se dále
válcuje na trnu v bloku FQM od firmy Danieli. Blok
se skládá z pěti tříválcových stolic. Při válcování
v tomto bloku je v trubce zasunut trn. Na konci
LJ
Největší paletizační zařízení v Rusku
NLMK to build Russia´s largest pellet plant. MPT
International 2012, č. 1, s. 18.
79
Hutnictví ve světě
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Budete ve snižování stavů pokračovat?
bloku je třívalcová odválcovací stolice, která slouží
k vytažení trnu z vývalku.
Děláme racionalizační opatření, i z hlediska
pracovní síly. Měníme technologické procesy tak,
abychom byli schopni dělat stejně kvalitní výrobky
při nižší spotřebě energie. Soustředíme se na
postupy, při nichž jsme schopni změnou struktury
výroby a bez velkých investic dosáhnout úspor.
Za válcovacím úsekem je normalizační kroková
pec kapacitou 200 tis. t/rok. Za ní je kalibrovací
pořadí, které má deset třívalcových bloků. Chladicí
lože na výstupu z tratě je řešeno jako krokovací.
Hotové trubky mají délku 32 m. Bezprostředně na
chladicí lože navyzuje šestiválcová rovnačka. Za ní
jsou pily pro dělení trubek.
Počítá Evraz s další expanzí hutní výroby do
Evropy?
Na trati se válcují trubky o vnějším průměru od
139,7 mm do 365,1 mm. V budoucnu se počítá i
s válcováním trubek o průměru 406,4 mm.
Tloušťka stěny se pohybuje od 6 do 30 mm.
Používají se tři rozměry výchozích sochorů, a to:
210, 280 a 350 mm. Hodinový výkon tratě závisí
na válcovaných rozměrech. Může činit až 140 t/h.
Roční výroba je plánována ve výši 400 tis. t.
Počítá. Vytvoření Evraz Europe nebyla ani tak
reakce na krizi, jako spíš snaha vytvořit platformu
pro expanzi v Evropě. V nejbližších letech bude
docházet ke konsolidaci evropského ocelářství.
Nemohu vyloučit, že budeme nakupovat další
výrobní aktiva.
SB
V teplé části tratě se k řízení technologického
procesu využívá snímač průměru a délky lupy
umístěný za děrovací stolicí. Dále je za každým
válcovacím blokem laserový ultrazvukový snímač
průměru a tloušťky stěny rozvalku. Ve studené
části tratě se trubky zkoušejí elektromagneticky a
ultrazvukem. Úpravna je vybavená závitovacími
stroji, hydraulickým zkušebním lisem, zařízením na
povlakování trubek a dalším.
Ostravská huť poprvé za rok vypustila
méně než 1000 t prachu
Mladá fronta Dnes, sta
ArcelorMittal Ostrava bývá označován za hlavního
původce špatného ovzduší na Ostravsku. Nyní ale
oznámil, že se ekologické investice z posledních
let
výrazně
projevily v razantním
snížení
vypouštěného nebezpečného polétavého prachu.
Poprvé v padesátileté historii ostravské huti loni
pokleslo množství prachu pod tisíc tun. "Konkrétně
to bylo 669 t. Oproti roku 2010 jsme snížili emise o
40 %" řekl Petr Baranek, ředitel ArcelorMittal
Ostrava pro životní prostředí. Velký podíl na
snížení prašnosti mělo například uzavření světlíků
na ocelárně a její odprášení a hlavně projekt
odprášení provozu aglomerace, který byl
dokončen v loňském roce.
LJ
Ruský Evraz přebudovává Vítkovice Steel
pro nadcházející expanzi do Evropy
ihned.cz, Zuzana Kubátová
4.4.2012
3.4.2012
Ruská hutní společnost Evraz vlastní Vítkovice
Steel a severoitalskou válcovnu Palini e Bertoli.
Evropské hutnictví se mění. Už před třemi lety jím
otřásla krize, pak zdražily suroviny. Na stále tvrdší
podmínky reaguje i ruská skupina Evraz. Obě firmy
právě procházejí přerodem. „V letech 2009 a 2010
se u našich evropských podniků projevily slabiny,
jimiž se teď zabýváme. Mým úkolem je
konsolidace obou provozů tam, kde to má smysl.
Chceme z nich vytvořit platformu pro další expanzi
v Evropě,“ říká Dmitrij Ščuka, šéf Evrazu Vítkovice
a zároveň předseda představenstva nově
vzniklého holdingu Evraz Europe. Dále odpovídá
na otázky HN:
Aglomerace a vysoké pece se ale stále na
množství polétavého prachu vyprodukovaném
ostravskou firmou podílejí největší měrou.
"Prašnost těchto provozů dosahuje téměř 500 t. To
by se mělo změnit. Plánujeme nejen odprášení
druhé aglomerace, ale i další projekty," dodal Petr
Baranek.
Při jejich plánování by si ostravská firma mohla
sáhnout i na dotace, které pro průmyslové podniky
v regionu připravilo ministerstvo životního
prostředí. V letošním roce chce ArcelorMittal
investovat přibližně tři čtvrtě miliardy korun do
odsíření koksovny a energetiky.
Jak se daří českému a italskému závodu Evrazu?
Navzdory slabému trhu se nám podařilo vytvořit
určitý, byť nevýrazný zisk.
SB
Co si představit pod konsolidací evropských částí
Evrazu?
Spolupráce ArcelorMittal Ostrava a VŠBTU Ostrava
Konsolidovali jsme například portfolio klientů. Ti
teď mají jeden kontaktní bod a nemusí je zajímat,
kdo konkrétní výrobek vyrobí. Částečně jsme
konsolidovali i nákup, čímž dosahujeme lepších
podmínek. Také si hodně vyměňujeme technické
zkušenosti.
Moravskoslezský deník, s. 3, lap
17.4.2012
Na spolupráci ve vědě a výzkumu, konferenční a
publikační činnosti a také podpory nejlepších
studentských prací se pro letošní rok dohodla
Vysoká škola báňská – Technická univerzita
80
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Hutnictví ve světě
Vítkovice zprovoznily v Polsku miliardovou
investici
Ostrava (VŠB-TUO) se společností ArcelorMittal
Ostrava (AMO). Smlouvu podepsal Tapas
Rajderkar, generální ředitel huti, a Ivo Vondrák,
rektor univerzity. VŠB-TUO tak na základě
smlouvy obdrží v letošním roce finanční podporu
ve výši 2,3 mil. Kč, která navazuje na předchozí
mnohaletou úspěšnou spolupráci.
Moravskoslezský deník, s. 5, Břetislav Lapisz
19.4.2012
Linka v hodnotě zhruba 1 mld. Kč rozšířila kapacity
polské dceřiné společnosti firmy V´tkovice Heavy
Machinery. Ta je společně s českou společností
Vítkovice Cylinders lídrem evropského trhu
vysokotlakých bezešvých ocelových lahví. Nové
výrobní zařízení v Milmetu posílí pozice skupiny
především v automobilovém průmyslu. Polsku
navíc přinese 120 nových pracovních míst.
Přibližně 240 mil. Kč proto poskytla na toto vysoce
moderní zařízení také Evropská unie.
„Vysoká škola báňská jen spolehlivým a
dlouholetým technologickým partnerem pro naši
huť. Vážíme si inovací místních odborníků včetně
studentů a těší nás, že máme v regionu tak silného
partnera,“ uvedl generální ředitel. Spolupráce mezi
univerzitou a hutí bude probíhal v několika
oblastech. Nejdůležitější z nich je vědy a výzkum,
ve které se podepsala spolupráce pro šest
projektů. „Spojení vědy a průmyslu, obzvláště
v moravskoslezském
regionu
s dlouholetou
průmyslovou tradicí, je pro nás klíčové. Díky
spolupráci se společností ArcelorMittal Ostrava
získá škola nejen finanční prostředky, ale studenti
mohou ve svých projektech řešit konkrétní úkoly
z každodenní praxe,“ vysvětlil rektor.
„Investice v Polsku je pro nás zásadní z několika
důvodů. Kromě miliardové hodnoty, která ji řadí
mezi naše vrcholné investiční akce za poslední
dva roky, posiluje pozici našich dceřiných firem
Vítkovice Cylinders a Vítkovice Milmet jako lídrů ve
výrobě ocelových lahví v Evrop, a to jak kvalitou
produktu, tak kapacitou 300 tis. lahví za rok.
Současně je to první z řady investic, které budeme
jako skupina dlouhodobě směřovat do zahraničí,“
uvedl generální ředitel a předseda představenstva
vítkovického holdingu Jan Světlík.
VŠB-TUO vypracuje např. studii k využití
odpadního tepla z teplárny ArcelorMittalEnergy
Ostrava pro ekologické vytápění, chlazení a lokální
výrobu elektřiny přilehlých průmyslových a
sociálních objektech města. Dalším výzkumným
projektem z praxe bude řešení problematiky
vyzdívek licích pánví. Druhá oblast se týká
konferenční a publikační činnosti, kde AMO
podpoří organizaci řady konferencí a seminářů.
Třetí, neméně důležitá oblast se zaměřuje na
spolupráci přímo se studenty. AMO tak finančně
podporuje mimořádně úspěšné diplomové práce,
z nichž tři budou psány v češtině a jedna
v angličtině.
Nová linka dokáže vyrábět ocelové lahve
s výrazně nižší hmotností. Tyto tzv. ultralehké
lahve jsou světový trend a požadují je jak
automobilky, které dlouhodobě počítají s výrobou
aut na CNG, tak výrobci technických plynů
z celého světa.
Společnost Vítkovice Heavy Machinery je mimo
jiné i lídrem v zavádění virtuálních plynovodů jako
náhrady za klasický způsob přepravy zemního
plynu. Stejně tak usiluje o vybudování sítě plnicích
stanic CNG. Země, kam v automobilovém
průmyslu míří, jsou v Jižní Americe, Evropě i na
Blízkém východu, vč. Turecka, ale je též Indie.
Z dlouhodobé spolupráce mezi AMO a VŠB-TUO
v minulých letech vznikla celá řada vědeckých
projektů, jejichž řešení v praxi pomáhají přímo huti.
Jedním z nich byla simulace chlazení pásových
svitků vyráběných na širokopásové válcovací trati
AMO.
red.
Nové silniční svodidlo vyvinuté v ČR
Dokončeno bylo také řešení projektu optimalizace
výsledné mikrostruktury a mechanických vlastností
ocelových pásů válcovaných za tepla. AMO pro
výzkum zakoupil atypickou laboratorní žíhací pec
5013LS, postavenou na zakázku firmou CLASIC
Řevnice. Pec s délkou nístěje 800 mm dokáže
díky
své
konstrukci
s
ventilátorem
a
regulovatelnými odvětrávacími klapkami zajišťovat
rychlé teplotní změny mezi 300 a 1300 °C, a
umožňuje tak provádět efektivní
simulace
řízeného
ochlazování
vývalků
získávaných
válcováním za tepla na dvoustolicové laboratorní
trati TANDEM Ústavu modelování a řízení
tvářecích
procesů
(Fakulta
metalurgie
a
materiálového inženýrství, VŠB-TUO).
novinky.cz, fdv, ČTK
26.4.2012
Společnost ArcelorMittal Distribution Solutions
vyrobila prototyp svodidla, které má lépe ochránit
motocyklisty. Díky snímačům by se zároveň
motorkářům po nehodě mělo dostat rychlejšího
ošetření. Bezpečnostní novinka byla koncem
dubna představena v Evropském parlamentu
v Bruselu. Novinku vyvinul tým výzkumníků
z AreclorMittal Ostrava (AMO) spolu s partnery v
rámci projektu Smart RRS spolufinancovaného
Evropskou komisí. V případě schválení by se
svodidla vyráběla v ArcelorMittal Distribution
Solutions Czech Republic, což je jediný výrobce
certifikovaných svodidel v ČR.
Svodidlo je vyrobeno z mikrolegované oceli, která
má v porovnání se standardně používanými typy
red.
81
Hutnictví ve světě
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
ocelí lepší mechanické vlastnosti. Oproti běžným
záchytným systémům je toto svodidlo vybaveno
spodní pásnicí, která při nehodě chrání
motocyklisty před nárazem do sloupku. Je
zpevněné, aby utlumilo energii nárazu a přitom
motocyklistu neporanilo. Nové svodidlo má navíc
snímače, které nehodu zaznamenají a informaci i s
přesnou lokalizací vyšlou dispečinkům silniční
kontroly. Při dopravní nehodě hraje klíčovou roli i
to, jak rychle se zraněnému poskytne následná
první pomoc. Díky novému svodidlu se může doba
první záchrany zkrátit.
Zahájení ekonomicky rentabilní těžby této formy
plynu je podle ministerstva zatím řadu let
vzdálené. Je to jen začátek, tento výzkum by ale
mohl vést k potenciálně významným novým
zdrojům zemního plynu. Ministerstvo energetiáky
nabídne v letošním roce na další průzkum metan
hydrátů 6,5 mil. USD (123 mil. Kč).
Spojené státy nyní zažívají boom břidlicového
plynu, díky němuž se za posledních několik let
přeměnily z významného dovozce plynu v plně
soběstačného producenta. Celkové rezervy plynu
v USA už jsou díky plynu z břidlic nejvyšší na
světě.
Svodidlo čeká v příštích měsících takzvaná
bariérová zkouška, tedy náraz figuríny motocyklisty
o hmotnosti 87,5 kg rychlostí 60 km/h. V případě
úspěchu bude nové svodidlo certifikováno podle
EN 1317. Pak bude moci být používáno na všech
silnicích Evropské unie. Klasická svodidla jsou
velkým nebezpečím hlavně pro motorkáře. Cílem
tříletého projektu Smart RRS (Smart Road
Restraint Systems - Inteligentní silniční záchytné
systémy) bylo optimalizovat silniční záchytný
systém tak, aby byl při nehodách bezpečnější pro
motocyklisty, a zvýšit bezpečnost na silnicích
pomocí
včasných
informací.
Na
projektu
spolupracovaly týmy z ČR, Belgie, Itálie,
Španělska a Velké Británie, přičemž z ČR byla
společnost AMO jediná.
Průkopníkem ve využití metan hydrátu je
Japonsko. JOGMEC letos v únoru začala
připravovat u japonského východního pobřeží jeho
dobývání a zkušební těžba by měla začít v prvním
čtvrtletí příštího roku. Japonsko od roku 2001
investovalo do rozvoje technologií pro těžbu metan
hydrátu stovky miliónů dolarů a chce tento
program dovést do komerčního využití do roku
2018. Předpokládá se, že světové zásoby metan
hydrátů až desetinásobně přesahují celkové
pozemské zásoby fosilních zdrojů.
SB
Hyundai připravila v Evropě vzdělávací
program pro studenty
ArcelorMittal Distribution Solutions Czech Republic
je jediným výrobcem certifikovaných záchytných
systémů v ČR, důlní výztuže a za tepla
válcovaných plechů a pásů. Roční kapacita je více
než 500 kt výrobků. Společnost je dceřinou firmou
největší české hutní společnosti AMO a má téměř
400 zaměstnanců.
autofox.cz, Autofox
Hyundai Motor Europe připravila ve spolupráci s
JA-YE Europe (Junior Achievement - Young
Enterprise) tříletý program Skills for the Future
(Dovednosti pro budoucnost), který hodlá
připravovat mladé lidi na požadavky budoucího
trhu práce.
SB
Program poskytne přibližně 10 000 studentů
odborných škol v 15 zemích Evropské unie šanci
vyzkoušet si podnikání, získat dovednosti ve
vědeckých disciplínách, technice, strojírenství a
matematice a prakticky využívat získané znalosti
ve svých budoucích kariérách. Účastníci budou
vystaveni rozmanitým metodám praktické výuky,
jako je například zakládání a řízení vlastních
technických mikrospolečností. Kromě výchovného
uvedení do světa podnikání se program zaměří
také na rozvoj 'měkkých' dovedností, jako je
týmová práce, řízení a organizace.
USA oznámily průlom v průzkumu ložisek
plynu z metan hydrátu
novinky.cz, ČTK
3.5.2012
2.5.2012
Americká vláda počátkem května oznámila průlom
v průzkumu potenciálně ohromných ložisek plynu v
podobě metan hydrátu. Zkušební vrty nalezly na
Aljašce vysoce slibný rezervoár plynu v této formě.
Nové zdroje plynu by mohly v budoucnu dál
výrazně zvýšit již tak masivní americké rezervy této
energetické suroviny. Ministerstvo energetiky USA
ve spolupráci s americkou ropnou skupinou
ConocoPhillips a japonskou státní společností
Japan Oil, Gas and Metals National Corp
(JOGMEC) vhánělo do formace metan hydrátu v
severozápadním aljašské oblasti North Slope
směs oxidu uhličitého a dusíku. První testy ukázaly
stabilní tok plynu z ložiska.
Studenti budou mít příležitost pracovat s více než
400 dobrovolníky ze společnosti Hyundai Motor z
celé Evropy, kteří budou mít roli vzorů a studentům
nabídnou nahlédnutí do svých oborů. Hyundai
Motor udělí každý rok cenu vybrané studentské
společnosti za nejlepší nápad z oblasti
automobilové služby nebo produktu. Program bude
spuštěn v roce 2012 v pěti zemích: Německo,
Velká Británie, Itálie, Španělsko, Česká republika.
Hyundai Motor Europe nejprve vybrala velké
evropské trhy. ČR je zde zřejmě jako místo
Metan hydráty jsou ložiska plynu ve formě
ledových krystalů, které se nacházejí na dně
kontinentálních šelfů a těsně pod arktickým
permafrostem.
82
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Hutnictví ve světě
jediného výrobního závodu Hyundai v Evropě.
Skills for the Future je první celoevropskou
iniciativou společnosti Hyundai.
halu pro koncerty, přednášky, výstavy i sympozia.
Z bývalých vysokých pecí a dalších technických
památek v Dolní oblasti Vítkovic vzniká kulturní a
vzdělávací centrum (pozn. red.: další inf. v
Hutnických listech, 2012, roč. LXV, č. 2, 3. s.
obálky). Projekt regenerace tohoto území běží pod
taktovkou sdružení Dolní oblast Vítkovice (kam
patří i strojírenský holding Vítkovice), za podpory
evropských dotací a částečně je financován i
státem. Je tak jedním z mála úspěšných PPP
projektů, tedy projektů ve spolupráci veřejného a
soukromého sektoru. V sousedství Dolní oblasti
Vítkovice vyrůstá z bývalé koksovny a
průmyslového areálu čtvrť Nová Karolina.
SB
Antikorozní ocel na mostech dálnice D47
masivně rezaví a odpadává po kilech
novinky.cz
3. 5.2012
Dálnice D47 u Ostravy má po zvlněné vozovce
další problém. Z mostních konstrukcí, které jsou
opatřeny speciální antikorozní úpravou, odpadávají
masivní zkorodované pláty a dovnitř zatéká. Na
začátku
května
na
to
upozornil
Radiožurnál.Ocelové prvky mostních konstrukcí
sice mají mít rezavou patinu, skutečnost je však
taková, že ocel, za jejíž antikorozní úpravu si stát
připlatil minimálně u jednoho z mostů přes Odru,
nekontrolovaně koroduje, což může mít za
následek problémy se statikou.
Zpustlých území s původními objekty, jež by
potřebovaly revitalizovat, jsou v České republice
podle studie agentury CzechInvest tisíce. Z
celkové plochy přes 10 tis. ha brownfieldů lze asi u
poloviny předpokládat ekologickou zátěž. Většinou
se jedná o pozůstatek průmyslové nebo vojenské
činnosti. Jenom pár z nich se ale proměňuje. Velké
plány na jejich revitalizaci stojí, areály dál chátrají
a hyzdí města. Developeři čekají na probuzení
poptávky, stát na zdravější rozpočet. „Je
neuvěřitelné, že se továrny v komunistických
zemích stavěly v centrech měst. Nemají tam co
dělat. Téměř vždy demolice a nahrazení novým
objektem městu prospěje. O brownfieldech se ale
mnohem víc mluví, než se s nimi něco dělá.
Nevybavil bych si moc těch, co se přesunuly do
fáze realizace,“ říká Luděk Schmidt ze společnosti
Dandreet, která aktuálně rozjíždí projekty
Šantovka Olomouc na území bývalého závodu
Milo v centru Olomouce a Galerie Teplice na místě
zavřeného obchodního domu Prior v Teplicích.
Jedním z příkladů pozastavených projektů může
2
být záměr společnosti Codeco. Na území 82 tis. m
v pražských Vysočanech, na místě areálu bývalé
Kolbenky (ČKD Trakce), měla vzniknout nová,
moderní čtvrť. Dominovat jí měla 80 m vysoká
administrativní budova Kolben Tower ve tvaru
motorového válce.
Za problémem mostů může být i konflikt zájmů
provázející stavbu a údržbu. Mosty projektovala
pro stavbaře firma Stráský, Hustý a partneři.
Stejnou projekční kancelář si však najalo i
Ředitelství silnic a dálnic (ŘSD), aby mosty
zkontrolovala a odhalila možné problémy v záruční
době. Rozhlas upozornil, že kancelář měla
inspekční činnost zanedbávat. Ta své pochybení
odmítá. "Z mého pohledu je to jasný střet zájmů.
Ty mosty nejsou v pořádku a není to o
nedostatečné údržbě. Právě je to i o věcech
stavebních a konstrukčních vadách,“ citoval
Radiožurnál šéfa ŘSD Reného Porubu.
Nekorodující ocel, která je o 1600 až 1900 Kč na
tunu dražší než běžná ocel, se tak může v
konečném důsledku ještě více prodražit. (pozn.
red.: U oceli pro mostní konstrukce se ve
skutečnosti nejedná o antikorozní materiál nebo
antikorozní úpravu. Má to být ocel se schopností
povrchové samopasivace. Vítkovické železárny již
v minulosti takovou ocel vyvinuly, pod názvem
atmofix, a úspěšně ji aplikovaly na některých svých
stavbách, jako např. ve výstavbě komínů
ohřívacích pecí ve válcovně tlustých plechů kvarto
3,5. Tato ocel byla vyvinuta pro odolnost vůči
atmosférickým vlivům. V prostředí povrchových
splachových vod kontaminovaných chloridy mohou
oceli tohoto typu pravděpodobně reagovat
negativně.)
SB
Výstavba nového závodu v Mexiku
Tyasa orders compact steelmaking plant.
Metallurgical Plant and Technology, 2012, č.2, s. 8
Mexická firma Talleres y Aceros S.A. de C. V.
(Tyasa) objednala u firmy Siemens VAI Metals
Technologies dodávku nového hutního závodu,
který se buduje v Extaczoquitlan a bude mít
výrobnost 1,2 mil. t. Hlavním zařízením bude
oblouková pec Simetal EAF Quantum, dále zde
bude pracovat zařízení sekundární metalurgie a
kombinované zařízení pro plynulé odlévání na
výrobu sochorů a předlitků pro profily. Dokončení
závodu je plánováno na polovinu r. 2013.
LJ
SB
Obnova pozemků po továrnách vázne.
Ostravský plynojem už ale hostil koncert
Nohavici
ihned.cz
8.5.2012
Novou koncertní halou v Ostravě v úterý zněly tóny
skladeb písničkáře Jaromíra Nohavici za
doprovodu Janáčkovy filharmonie. Starý plynojem
Vítkovických železáren se proměnil v multifunkční
83
Hutnictví ve světě
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Výstavba zařízení na přímou redukci
TRAVAGLINI, CARLO; GRIVIC, IVICA; TRUANT,
MARCO: 750 mm diameter bloom caste for highquality steel grades at Acciaierie Bartoli Safau.
Metallurgical Plant and Technology, 2011, č. 11, s.
38 až 44.
Severstal signs MOU. Metallurgical Plant and
Technology, 2012, č. 2, s. 10
Americká firma Severstal North America pracuje
na projektu závodu pro přímou redukci (DRI) ve
státě Trinidad a Tobago. Připravovaný závod bude
mít produktivitu 1,5 mil. t/ rok a vyrobené železo se
bude přetavovat v elektrické peci v městě
Columbus ve státě Mississippi.
Italská ocelárna Acciaierie Bartoli Safau (ABS)
začala v r. 2007 odlévat na zařízení pro plynulé lití
č. 3 sochory o průměru 600 mm. Toto zařízení
umožňuje odlévání sochorů v rozmezí průměrů
400 až 750 mm. Jsou určeny pro výrobu trubek,
železničních kol a pro další náročné výrobky.
Odlévá se široký sortiment ocelí. Nyní se
přistoupilo k odlévání kontislitků o průměru 700
mm, které nahrazuje odlévání ingotů. Vyhodnocení
ukazuje, že se dosahuje vyšší využití kovu,
měřeno poměrem hmotnosti kovu v pánvi po
rafinaci k množství kovu v ingotech po odstranění
hlavy a paty nebo u kontislitků po odstranění
koncových částí. Výtěžnost kovu u ingotů činila 85
%, u kontilití 93 %. Porovnání vnitřní kvality u
výrobků po přechodu z ingotů na kontislitky
ukázalo, že oba polotovary zajišťují vnitřní čistotu
na stejné úrovni.
LJ
Výstavba válcovny v Arménii
ASCE Group OSJC to build bar mill. Metallurgical
Plant and Technology, 2012, č. 2, s. 13
Německá firma Siemens VAI Metals Technologies
obdržela od ASCE Group OSJC objednávku na
dodávku válcovny tyčí , která má být vybudována
v Charentsavan. Bude to prvá válcovna v Arménii
a bude mít výrobnost 125 tis. t/rok. Předválcovací
pořadí tvoří vratné duo, střední pořadí tvoří čtyři
stolice střídavě horizontální a vertikální. Hotovní
pořadí má šest stolic. Trať by měla jít do provozu
počátkem r. 2013.
LJ
Nová vertikální pec v kovárně VHM
LJ
http://www.vitkovicemachinery.com/news/message
/detail/id/731/lang/cs/site/18
Výstavba válcovny pásu v Turecku
http://www.steelgrips.com/newsdesk/Europe/Habas to enter into
flats production.html
VITKOVICE HEAVY MACHINERY a. s. uvedly ve
své kovárně v Kunčicích do provozu novou
vertikální pec pro tepelné zpracování štíhlých
výkovků. Pec umožňuje zpracovávat výkovky o
délce až 6 500 mm a průměru až 2000 mm při
hmotnosti až 50 t.
Turecká ocelárna Habas A.S. zahájila výstavbu
závodu v Aliaga na pobřeží Aegean. Závod bude
vybaven zařízením pro plynulé odlévání bram o
šířce 1000 až 2100 mm při tloušťce 200 a 225 mm.
Krystalizátor
bude
zahnutý
s rezonančním
oscilátorem
a
dynamickým
nastavováním
segmentů s mírnou redukcí tloušťky odlévané
bramy. Širokopásová válcovna bude mít vratnou
předválcovací stolicí typu kvarto s vertikálními
válci,
coilbox
bez
trnu,
příčné
nůžky,
sedmistolicové hotovní pořadí, laminární chlazení,
dvě navíječky, dopravník svitků a inspekční linku.
Chlazení bude uzpůsobeno pro velké rychlosti
ochlazování a diferenční chlazení s cílem dosažení
speciálních vlastnosti. Navíječky jsou uzpůsobeny
pro navíjení pásů o tloušťce až 25,4 mm z vysoce
pevných oceli určených provýrobu svařovaných
trubek. V prvé etapě bude mít trať roční výrobu 2,5
mil. t pásu válcovaného za tepla. Výroba se bude
postupně zvyšovat až na 4,5 mil. t/rok. Šířka pásu
bude 700 až 2100 mm, tloušťka 1,23 až 25,4 mm.
Bude se válcovat široká škála jakostí od
uhlíkových až po vícefázové oceli včetně vysoce
pevné oceli X70.
LJ
Firma Schuler objednává díly lisů u nás
http://www.vitkovicemachinery.com/news/message
/detail/id/724/lang/cs/site/18
Známý německý výrobce lisů firma Schuler SMG
uzavřel s firmou VITKOVICE HEAVY MACHINERY
kontrakt na dodávky hlavních dílů pro rámy
velkých lisů dodávaných do USA a jižní Ameriky.
Jde převážně o lité součásti, které se dodávají do
Německého závodu v opracovaném stavu a zde
se montuje lis.
LJ
Dceřinná společnost turecké ocelářské
skupiny Tosyali kupuje válcovnu dlouhých
výrobků v Černé Hoře za 15,1 mil. EUR
SBB
1.5.2012
Černohorský výrobce dlouhých výrobků ze
speciálních a uhlíkových ocelí Želiezara Nikšič byl
prodán firmě Toscelik Profil, která je součástí
turecké ocelářské skupiny Tosyali. Podle
představitele Želiezara Nikšič se tak stalo poté, co
LJ
Plynulé odlévání sochorů o průměru 750
mm z vysoce kvalitních ocelí
84
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
Hutnictví ve světě
byl popáté nabídnut k prodeji. Obchod musí být
před dokončením potvrzen černohorským soudem,
což by podle mluvčího závodu mělo trvat 7 dnů.
století.Zákazníkem je dánský MAN Diesel & Turbo,
který bude havarovaný motor jakožto licencor a
designér
od
základu
opravovat.
Výroba
zalomených hřídelí má ve společnosti VÍTKOVICE
bohatou historii. První hřídel byla vyrobena už v
roce 1897 pro těžký křižník Kriegsmarine
Habsburg
rakousko-uherského
námořnictva.
Historického maxima dosáhla výroba hřídelí v roce
2008, kdy se vyrobilo 303 kusů.
Podle mluvčího byli zájemci o Želiezara Nikšič dva.
Turecká společnost podala vyšší nabídku – 15,1
mil. EUR (20 mil. USD). Administrátor závodu
Veselin Perišič požadoval v lednu původně cenu
30 mil. EUR. Zatím prý Želiezara Nikšič běží na
velmi nízké úrovni, provozuje se jedna směna
denně, když jsou náklady na elektrickou energii
nízké. Závod byl prohlášen insolventní a v dubnu
2011 bylo zahájeno konkurzní řízení. Počet
zaměstnanců se vloni snížil z 1400 na 304.
Želiezara Nikšič, který vyrábí kruhové tyče a
čtvercové sochory speciálních jakostí a také
betonářskou ocel a válcovaný drát, má výrobní
kapacitu surové oceli do 400 kt/rok.
LJ
Třinecké železárny
závod ŽDB Group
novinky.cz, ab, Právo
drátovenský
14.5.2012
Ocelářská společnost Třinecké železárny (TŽ) se
dohodla se skupinou Bonatrans Group Holding na
koupi
drátovenského
závodu
bohumínské
společnosti ŽDB Group. Transakce podléhá
souhlasu
antimonopolního
úřadu.
Akvizice
bohumínského drátovenského závodu s ročním
obratem přes tři miliardy korun znamená pro
skupinu Třinecké železárny – Moravia Steel
významné posílení produktového portfolia a
postavení
v
oblasti
drátovenství.Součástí
transakce je i dohoda na užší a dlouhodobé
spolupráci skupiny Moravia Steel se strojírenskou
společností Bonatras Group ze skupiny Bonatrans
Group Holding.
LZ
Smederevo přilákalo tři kandidáty
na strategické partnerství
SBB
kupují
1.5.2012
Srbská vláda uvedla v tiskovém prohlášení, že o
strategické partnerství s Železara Smederevo,
dříve US Steel Serbia, požádal v Lucembursku
sídlící
holding United Group, ukrajinský
Doněckstal a ruská Ural Mining and Metallurgical
Company. Podle privatizačního harmonogramu
Železara Smederevo by měli potenciální partneři
podat závazné nabídky do pátku 4. května.
„Jsme rádi, že budeme moci nejen posílit a rozšířit
naši drátovenskou výrobu, ale i dlouhodobě
prohloubit a posílit naši pozici v dodávkách oceli
pro výrobu železničních kol a dvojkolí Bonatransu,“
uvedl
předseda
představenstva
Třineckých
železáren Jan Czudek s tím, že bohumínský
Bonatrans
Group
patří
k
nejdůležitějším
zákazníkům
Třineckých
železáren.
„Prodej
bohumínského
drátovenského
závodu
strategickému
investorovi,
kterým
Třinecké
železárny bezesporu jsou, představuje pro rozvoj
této výroby nejlepší perspektivu růstu,“ nechal se
slyšet člen představenstva Bonatrans Group
Holding Aleš Cechel.
United Group SA je holdingová společnost
českých kováren Plzeň Steel a ruského výrobce
trubek a strojních zařízení Bummash. Doněckstal
je soukromý integrovaný hutní závod vlastněný
Viktorem Nusenkisem.
Ural
Mining
and
Metallurgical
Company
představuje primárně výrobce mědi a zabývá se
také těžbou železné rudy, výrobou železnorudných
koncentrátů a válcované oceli. Soukromým
vlastníkem této společnosti je ruský občan
Iskander Machmudov. Podle mluvčí společnosti
provozuje Smederevo jednu vysokou pec a
všechny válcovací tratě. Odmítla však specifikovat
úroveň aktivity.
ŽDB Group se soustřeďuje zejména na
drátovenství a slévárenství, vyrábí litinové kotle,
radiátory, odlitky, drát, ocelové kordy, ocelová lana
či pružiny. Společnost ŽDB Group nadále zůstává
ve skupině Bonatrans Group Holding a bude
pokračovat v rozvoji svých dalších závodů, včetně
rozšíření a posílení značky Viadrus. Společnost
Bonatrans Group je významným světovým
výrobcem železničních kol a dvojkolí. Třinecké
železárny jsou největším tuzemským výrobcem
oceli. V uzavřeném hutním cyklu podnik vyrábí
zhruba 2,5 mil. t oceli ročně. Hlavní výrobkové
portfólio tvoří především ocelové dlouhé vývalky,
jako je válcovaný drát, kolejnice, speciální tyčová
ocel nebo hutní polotovary.
LZ
Jubilejní čtyřtísící zalomená hřídel
http://www.vitkovicemachinery.com/news/message
/detail/id/727/lang/cs/site/18
V pořadí již čtyřtisící zalomená hřídel byla
vyrobena na konci února 2012 ve společnosti
Vítkovice HEAVY MACHINERY a.s.. Hřídel typu
7L45GBE o hmotnosti 29 t putovala do lotyšské
Rigy, kde bude sloužit třicet let staré lodi. Jelikož
se jedná o náhradu zalomené hřídele po havárii
motoru, jde o poměrně atypický řešení.
Takto navržené zalomené hřídele se používaly pro
motory
vyrobené
v
80.
letech 20.
SB
85
Hutnictví ve světě
Hutnické listy č.3/2012, roč. LXV
V Londýně dokončili stavbu obtočenou
ocelovou stuhou
novinky.cz, tnk, Novinky
Souběžný provoz tří vysokých pecí si vyžádá
krátkodobé navýšení počtu zaměstnanců přibližně
o 50. „Jelikož provoz tří pecí bude krátkodobý,
neočekáváme negativní vliv tohoto provozu na
kvalitu ovzduší v okolí společnosti,“ dodal ředitel
pro životní prostředí Petr Baranek.
24.5.2012
Futuristický projekt 115metrové londýnské věže
nazvané ArcelorMittal Orbit, která má lákat turisty
především na terasu s restaurací, byl oficiálně
dokončen. Autory stavby jsou umělci Anish Kapoor
a Cecil Balmond. Stavba je zároveň nejvyšší
současnou sochou Londýna.
Po stabilizaci výroby pece č. 3 bude z důvodu
generální opravy odstavena z provozu vysoká pec
č. 4. Zde proběhla generální oprava naposledy v
roce 1994.
Věž se nachází u vchodu na olympijský stadion.
Výstavba trvala rok a půl. Ze stavby je
panoramatický výhled na celý olympijský park.
Podle
Lakshmi
N.
Mittala,
předsedy
představenstva a generálního ředitele společnosti
ArcelorMittal, která stavbu sponzorovala, se má
věž stát nejen ztělesněním olympijského ducha,
ale i symbolem prosperity a růstu.
Generální oprava pece č. 3 stála téměř miliardu
korun. "Nově opravená vysoká pec, kde již byly
místo ručně dusané nístěje použity uhlíkové bloky,
bude mít v porovnání s pecí č. 4 mimo jiné
přibližně o 5 let delší životnost nístěje a cca o 200 t
denně vyšší výrobnost. I po uvedení pece do
provozu zůstane objem výroby hotových výrobků
stejný jako v předchozích měsících. „Nemáme v
plánu navyšovat výrobu oceli v ArcelorMittal
Ostrava, protože zatím nic nenasvědčuje tomu, že
by mělo dojít ke zlepšení poptávky na trhu,“ řekl
generální ředitel Tapas Rajderkar.
Autor stavby Kapoor pro stavbu zvolil rudou barvu,
která zdobí i celou plejádu jeho předchozích děl.
Na budovu bylo použito cca 19 tisíc litrů barvy.
Tvary věže jsou velmi nepravidelné a mají
vyvolávat zdání dynamičnosti. Věž by měla být
přístupná a funkční i po skončení olympijských her
v roce 2012.
ArcelorMittal Ostrava a.s. je největší hutní firmou v
České republice a patří do největší světové
ocelářské skupiny ArcelorMittal. Roční kapacita
výroby společnosti jsou 3 mil. t oceli. Zhruba 50 %
produkce se exportuje do více než 60 zemí světa.
Závod zaměstnává 4230 lidí, dohromady s
dceřinými společnostmi má více než 8 tisíc
zaměstnanců. Průměrná mzda zaměstnanců v
roce 2011 činila 32 796 Kč. Jediným akcionářem je
ArcelorMittal Holdings A. G.
Stavbu financoval ocelový magnát Lakshmi Mittal,
a tak není divu, že tato stavba tak vznikla ze dvou
třetin z recyklovatelné oceli.¨Za jasného dne se
návštěvníci ArcelorMittal Orbit budou moci
rozhlížet více než 20 km do dálky. Věž pojme 400
až 600 návštěvníků a je díky dvěma výtahům s
kapacitou cca 20 osob bezbariérová. Večer po
hrách by se měla věž rozsvítit speciálními
světelnými barevnými efekty.
SB
Evropa v úvodu roste, v čele komoditní
společnosti. Arcelormittal po zlepšeném
doporučení +2,5 %
SB
ArcelorMittal Ostrava zprovozní
po generální opravě vysokou pec
mediafax.cz, Ilona Honusová
investujeme.sk
25.5.2012
29.5.2012
Evropské akciové trhy vstoupily do dnešního
obchodování v zelených číslech a posilují tak již
potřetí v posledních květnových dnech. Pozornost
investorů se dnes soustřeďuje kromě dalšího
vývoje v Řecku a Španělsku také na Spojené
státy, kde jsou zveřejněna makrodata v podobě
indexu spotřebitelské důvěry. Nejsilněji rostou
komoditní společnosti, které v průměru přidávají
1,8 %.
SB
V ostravské huti ArcelorMittal uvedli do provozu
dne 25.5.2012 na ranní směně vysokou pec č. 3,
která je po generální opravě. Nahradila vysokou
pec č. 4, jejíž životnost se už blíží ke konci. Od
doby náběhu vysoké pece č. 3 jsou v provozu
dočasně tři vysoké pece, a to po dobu několika
týdnů až do doby, než se výroba na peci č. 3 zcela
stabilizuje a nebude již ohrožen plynulý chod hutě.
„Náběh vysoké pece je delší proces. Teprve po
ustálení
provozu
pec
produkuje
stabilní
ocelárenské železo,“ uvedl ředitel závodu Vysoké
pece Jan Haščin.
86
Koksovna Vítkovických
železáren v dnešním pohledu. První snímek ukazuje koksárenskou baterii
KB 5 s 64 komorami a KB
4 s 36 komorami. Na
vzdálenější KB 4 byla naposledy provedena bloková oprava v r. 1983
a bližší KB 5 byla generálkovaná v r. 1987. Jsou to
Koppersovy pece s cirkulačním topením a sypným
provozem. Doba koksování byla 17,5 hodin.
Valná většina obslužných
s t r o j ů , s t e j n ě j a ko u
ostatních koksoven na
Ostravsku, byla vyrobena
ve Vítkovických železárnách. Mezi oběma koksárenskými bateriemi se nachází uhelná věž, nejstarší objekt koksovny
z r. 1929. Při samém okraji vlevo jsou přilehlé objekty uhelné služby a trafostanice. Druhý
snímek ukazuje v popředí jemnou třídírnu koksu a přesýpací stanici koksu, v pozadí přesýpací
stanici uhlí pro uhelnou věž.
Koksovna se nachází v
tzv. Dolní oblasti Vítkovic.
Stejně jako se v Dolní
oblasti Vítkovic podařilo
revitalizovat hlavní historicky cenné objekty a
technologické agregáty
pro vzdělávací, kulturní a
turistické účely (Hutnické
listy, 2012, roč. LXV,
č. 1), pracuje se dnes i na
cílovém využití koksovny.
Provoz koksovny byl v
rámci delimitace výroby
surového železa z Vítkovických železáren do
Kunčic postupně utlumován, až definitivně zastaven v r. 1998.
VM a red.
Literatura
POČTA, J. Výzkum historie techniky v koksárenství, 2. upravené vydání. [výzkumná zpráva pro Státní památkový
ústav v Ostravě], CSM Ostrava, 9/1994
Download

Číslo 3/2012 - Hutnické listy