Ocelářský průmysl je pro Evropu nepostradatelným základem tvorby hodnot, investic i zaměstnanosti. Představuje klíčové strategické odvětví, které poskytuje 320 tisíc pracovních míst v téměř 500 výrobních závodech a to ve 24 členských státech EU. Vyrobená surová ocel dosahuje cca 165 mil. tun, obrat je v úrovni téměř 170 mld.Eur, což představuje 1,3% hrubého domácího produktu Evropské unie.
V rámci plenárního zasedání této konference v loňském roce jsem vystoupil s prezentací „BUDE ROK 2016 PRO OCELÁŘSTVÍ DALŠÍM PŘELOMOVÝM ROKEM?“. Byly zdůrazněny zejména úvahy, týkající se čtyř základních oblastí, které ovlivňují výrobu oceli a spotřebu ocelářských výrobků v Evropě a ve světě. Jednalo se o problematiku nadkapacit, životního prostředí a energetiky, podmínek v zahraničním obchodu a podporu technického vzdělávání. S podporou technického vzdělávání souvisí i celkový obecný názor na ocel, který právě zájem mladé generace ovlivňuje. Co z těchto faktorů přetrvává do dnešních dnů, jak se jeví pohled na nová řešení, co tedy tvoří otazníky evropského ocelářství v současnosti?
Co se z hlediska uvedených oblastí změnilo – jsou vidět určité pozitivní rysy – jaké jsou priority – Čína vyhlašuje oficiálně uzavírání kapacit (vysoké pece s užitečným objemem pod 400 m3 a ocelářské pece s velikostí tavby pod 30 tun byly již uzavřeny). Nástroje na omezení „unfair trade“ nesplňují veškerá očekávání, legislativa kolem životního prostředí se stále formuje a „dobré jméno – image“ oceli zejména s důrazem na oběhové hospodářství se postupně vylepšuje. Stále však zde je ještě toho mnoho k řešení a tak určité otazníky ve smyslu pohledu do budoucnosti zůstávají.

Při plynulém odlévání oceli různých profilů vzniká velké množství dat. Data lze rozdělit do tří skupin. Za prvé jsou to data týkající se tavby připravené k plynulému odlévání, zejména chemické složení, za druhé měřená data z procesu plynulého odlévání oceli a za třetí data o kvalitě předlitku a případně i hodnocení kvality finálního produktu, resp. válcovaného plechu. Tato získaná dat je nutno uložit do strukturované databáze. Je nutné data vypočítat, agregovat a uložit pro tavbu, proces odlévání, předlitek a finální výrobek. Nad takto vytvořenou databází lze provést celou řadu statistických šetření a rozborů, které vedou k dokonalému poznání procesu výroby, analýze příčin vzniku vad a v optimálním případě i k predikci vad. Článek se zabývá postupem zpracování dat z kontilití a algoritmem přepočtu a přiřazení dat k výrobkům. V druhé části jsou diskutovány možnosti využití statistických metod při hodnocení a optimalizaci výroby plynulého odlévání oceli.

Společnost Fluke Process Instruments doplnila svou řadu pyrometrů Endurance o čtyři nové jednopásmové a dvoupásmové pyrometry. Pyrometry této řady tedy nyní lze měřit teploty od 50 do 3 200 °C. Výrobce také zvětšil maximální optické rozlišení ze 150:1 na 300:1, a tak umožnil měření ještě menších objektů z ještě větší dálky. Nové poměrové pyrometry určené pro náročné měřicí úlohy měří už od 250 °C. Snímače mají galvanicky izolované vstupy a výstupy a kryt z korozivzdorné oceli zaručuje krytí IP65.
Pyrometry odolávají teplotám okolí do 65 °C, s doplňkovým chladičem do 315 °C. Oblasti použití zahrnují primární i sekundární metalurgii, zpracování uhlíku, výrobu křemíku, a nyní také slévárenství nebo svařování stejně jako výrobu pryže a plastů. V řadě Endurance jsou pyrometry pro univerzální použití s širokým rozsahem měřených teplot a různými vlnovými délkami pro přesná provozní měření, které pomáhají výrobcům snižovat zmetkovitost, zlepšovat kvalitu a jakost výrobků, zvyšovat propustnost výroby a minimalizovat náklady na energii. Snímače jsou napájeny po Ethernetu (PoE – Power over Ethernet) nebo ze stejnosměrného zdroje a mají rozhraní pro Ethernet, Profinet a RS-485. Zadní panel s podsvětlením a dotykovým ovládáním umožňuje snadnou, intuitivní navigaci. Software pyrometrů Endurance pro PC zjednodušuje konfiguraci a ovládání za provozu a vestavěný webový server umožňuje archivaci historický dat pro dokladování průběhu technologických procesů, odhalování problémů a dohled nad probíhajícími procesy na dálku. K dispozici jsou různé objektivy, hledáčky a možnosti zaostřování. Například vestavěnou kameru je možné využít pro videodohled po Ethernetu. Upozornění na znečištění objektivu odstraňuje nutnost periodické kontroly a čištění. Všechny pyrometry řady Endurance mají prodlouženou dobu záruky na čtyři roky.

Článek je zaměřen na stručný přehled nastavení systému kontroly bram od externích dodavatelů ve společnosti Vítkovice Steel a.s. Při kontrole bram je kladen důraz na prověření kvality vstupního materiálu, protože se ruku v ruce odráží na kvalitě finálních produktů, Během kontroly se prověřuje rozměr, chemie, kvalita povrchu a vnitřní makrostruktura materiálu. Na základě zjištění při kontrole bram se dále prověřuje i kvalita finálních produktů.

Článek je zaměřen na optimalizaci chemického složení a tepelného zpracování výkovků z martenzitické oceli X20Cr13 dle EN 10088-3. V textu je popsán současný stav výroby a navazující provozní experiment v podmínkách ŽĎAS, a.s. Experimentální část uvádí podmínky tepelného zpracování a dosažené mechanické vlastnosti.

Výroba oceli s nízkým obsahem dusíku vakuováním s chemickým ohřevem vyžaduje nízké obsahy dusíku v oceli z elektrické obloukové pece (EOP). Důvodem je omezená možnost chemického ohřevu, který je příčinou zvyšování množství strusky v pánvi a následně zhoršených podmínek odplynění oceli ve vakuu. Bazicity strusek jsou po chemickém ohřevu nižší a neumožňují účinné odsíření oceli. Snížení obsahu dusíku v EOP při klasické technologii výroby oceli je ztíženo souběžnými požadavky na nízké obsahy fosforu a síry. Dosažení nízkých obsahů dusíku v oceli z EOP je hlavním tématem tohoto příspěvku. K zefektivnění technologie výroby těchto oceli bylo použito přisazení kovonosných briket do vsázky. U zkušebních taveb bylo dosaženo průměrných obsahů dusíku 47 ppm. Úprava technologie umožnila výrobu nových jakostí ocelí na elektroocelárně Třineckých železáren (EO TŽ).

V předloženém příspěvku je uveden návrh technologie výroby vysoce chromových ocelí v provozních podmínkách na EOP s řízenou redukcí strusky. Vlastní návrh provozní technologie vychází z teoretických poznatků redukce oxidů chromu ze strusky při použití různých redukčních činidel, způsobu aplikace a úpravy technologie tavení při výrobě vysoce chromových ocelí v EOP. Uvedené teoretické poznatky byly doplněny o výsledky studia průběhu redukce Cr2O3 ze strusky do oceli v laboratorních podmínkách při použití různých redukčních činidel a způsobu aplikace. Na základě teoretických poznatků a výsledků laboratorních experimentů byla navržena technologie pro podmínky EOP č. 5 podniku VÍTKOVICE HEAVY MACHINERY a.s. V rámci uvedené technologie bude využit prototyp zařízení pro řízenou redukci strusky umožňující dávkování redukčního činidla na hladinu strusky pro dosažení řízené redukce vysoce chromové strusky.

Ve společnosti MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o. byl proveden návrh, kompletace a ověření funkčnosti kyslíko-dusíkové trysky. Tato tryska je implementována do zařízení Vakuová a přetlaková indukční tavící pec (VPIM) a je schopna pracovat za sníženého tlaku, až 10 kPa. V současné době jsou připravovány a prováděny experimentální tavby nadusičení vysoce chromové taveniny pomocí plynného dusíku za sníženého tlaku. Jednak pomocí kyslíko-dusíkové trysky a také pomocí porézní tvárnice umístěné ve dně kelímku indukční tavící pece zařízení VPIM. Tato práce vznikla při řešení projektu č. TA04010036, ve 4. veřejné soutěži ve výzkumu a experimentálním vývoji o podporu od roku 2014 pro Program na podporu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje „ALFA“, financované Technologickou agenturou České republiky.

Je zřejmé, že znalost teplot solidu (TS) a z pohledu odlévání pak především likvidu (TL) u vyráběných jakostí ocelí je v dnešní době stále přísnějších požadavků na kvalitu ingotů nezbytná. Existují možnosti stanovit tyto teploty pomocí empirických vztahů nebo na základě výpočtu celé řady programů využívajících termodynamických databází. Tyto výpočty jsou z principu založeny na chemickém složení oceli a výsledné teploty fázových přeměn jsou pak jeho odrazem. Úskalím těchto výpočtů je, že získané hodnoty TL či TS nemusí odpovídat skutečnosti. Jak již bylo v minulosti prokázáno, pro konfrontaci vypočítaných TL a TS je velmi vhodné využít metod termické analýzy. Na pracovišti Fakulty metalurgie a materiálového inženýrství jsou k dispozici 3 moderní zařízení pro vysokoteplotní termickou analýzu. Při zpřesňování TL a TS reálných jakostí oceli je využíváno nejen v dnešní době nejmasověji rozšířené metody Diferenční termické analýzy (DTA), ale paralelně jsou analogické vzorky ocelí podrobovány metodě Přímé termické analýzy (PTA). Tento přístup je unikátní. Každá z těchto metod má své výhody a nevýhody. Simultánní využití obou umožňuje tyto nevýhody významně omezit a v konečném důsledku doporučit průmyslovým partnerům v praxi využitelné TL a TS. Příspěvek je zaměřen na diskusi TL a TS u ocelí odlévaných do kokil (9 taveb; 7 značek oceli), které byly analyzovány v rámci řešení projektu TA0410035. Předložené vyhodnocení ukazuje význam paralelního nasazení obou metod, jejich přesnost a reprodukovatelnost a také odchylky experimentálně prověřených TL a TS od empiricky stanovovaných hodnot u průmyslového partnera a od hodnot získaných pomocí termodynamických výpočtů.

Průmysl 4.0 si klade za cíl plně automatizovat téměř veškeré činnosti současné společnosti. Tyto cíle mají být naplněny za použití moderních prostředků automatizace komunikační technologií, prostředků umělé inteligence a mnoha dalších. Příspěvek se bude věnovat některých aspektům koncepce Průmysl 4.0 v oblasti metalurgie.

Jak dnes nakládáme s odpady?
Odpadů z výroby železných i neželezných výrobků vzniká celá řada a každý z nich má svá specifika. Pro naši analýzu jsme si vybrali odpady, které ve slévárnách a ocelárnách vznikají nejčastěji:
a) odpadní písek
b) struska
c) žárovzdorné materiály, resp. vyzdívky

Tyto odpady byly řešeny v 7 různých slévárenských a ocelárenských provozech. Ze získaných informací vyplynulo, že nejčastějším způsobem nakládání s těmito odpady je jeho odstranění na skládce odpadů.

Proč tomu tak dnes je?
Důvodů k výběru skládky odpadů může být hned několik. Obecně to mohou být například legislativní, kdy chemické analýzy odpadu nedovolí jiné řešení, důvody ekonomické, kdy je cena za skládku nejnižší, nebo to mohou být důvody jako je neznalost jiných řešení a osobní nezájem.

Jaká jsou řešení a jejich ekonomika?
Pro porovnání možných způsobů nakládání s odpadem jsme vybrali již zmíněné skládkování a recyklaci. Z tohoto porovnání jsou 3 závěry:
a) Recyklace odpadů může oproti skládkování znamenat úsporu 40%
b) Nákup recyklovaného materiálu může oproti nákupu nového materiálu znamenat úsporu 18%
c) Při spojení recyklace odpadu s nákupem recyklovaného materiálu lze uspořit 19%. U počítaného zákazníka při množství 500 tun za rok, znamená úspora přes 0,5 mil. Kč.

Recyklovat ano či ne?
Zda recyklovat odpady či nikoli, je na každém z nás. Pokud ano, mohou být přínosem pro provoz nejen vzniklé úspory nákladů, ale také benefity v podobě návratnosti vlastního vytřízeného železa, vlastních žárovzdorných materiálů či možnost překlasifikování odpadu na vedlejší produkt.

Súčasný trend vo vývoji žiarobetónov na dná liacich paniev sa zameriava na materiály s vysokými úžitkovými vlastnosťami a relatívne nízkou cenou vo vzťahu k merným nákladom na tonu vyrobenej ocele. Na znižovaní merných nákladov sa podieľa najmä výroba ocele v dôsledku zavedenia nových druhov žiaruvzdorných materiálov vyšších akostí, so zlepšenými termo-mechanickými vlastnosťami i zvýšenou odolnosťou proti pôsobeniu panvových oceliarenských trosiek. Za účelom vytvorenia optimálnej tekutej a reaktívnej trosky sa pridávajú troskotvorné prísady. V priebehu odpichu tavby sa do odlievacej panvy pridávajú dezoxidačné, legujúce a odsírovacie prísady. Pri odpichu ocele do liacej panvy sa používa syntetická troska, ktorá slúži ako odsírovacia a rafinačná zmes s tepelno-izolačnými vlastnosťami. Tieto faktory vplývajú na životnosť žiarobetónu na dne liacej panvy.

V príspevku je opísaný postup odlievania ingotov z modelového materiálu do špeciálnej kokily vyrobenej pre tieto skúšky. Materiál bol zvolený stearín, ktorý sa ukázal ako vhodný pre takýto druh laboratórnych skúšok. Počas priebehu procesu tuhnutia modelu ingotu v laboratórnych podmienkach bolo pozorované, ako sa postupne vytvára vrstva po obryse odliatku. Pozvoľné chladnutie ingota malo za následok zmenšovania objemu tekutej fázy v jeho tele. Zmrašťovanie je ľahko pozorovateľné voľným okom a toto sa prejavuje vznikom medzery medzi stenou kokily a telom ingota Ako deliaca vrstvička oddeľujúca taveninu a stenu kokily bol použitý silikónový olej, ktorý spoľahlivo splnil túto úlohu. Odlievanie bolo urobené dvomi spôsobmi , pri stojatej a ležatej kokile. Pri samotnom procese plnenia dutiny bolo snahou vytvoriť podmienky pre lineárne prúdenie taveniny. Pozorovanie ingotu po jeho stuhnutí potvrdilo fakt, že plnenie dutiny prebiehalo pri takýchto podmienkach z hľadiska rýchlosti prúdenia taveniny.

Společnost GIC s.r.o. je výhradní zástupce výrobce rekuperátorů nové generace - Termo Nord Stream Ltd. Táto společnost celosvětového významu, projektuje a vyrábí rekuperátory OPT s výkonem 85 – 30 000 kW.

Efektivní využití energetických zdrojů je klíčovým úkolem každého podniku. Nejvíce zařízení spotřebovávající energii používají metalurgické provozy, chemie, petrochemie, výroba stavebních materiálů a také podniky těžkého strojírenství.
Díky patentované technologií vysokofrekvenčního svařování jsme schopni nabídnout vysoce efektivní a zároveň cenově dostupné řešení.

Klíčové přednosti rekuperátorů OPT:
- vysoka účinnost, malé rozměry a nízká hmotnost;
- nízká cena a rychlá návratnost investice. Z naších zkušeností můžeme konstatovat, že rekuperátory OPT mají návratnost investice v průměru od 4 měsíců do 1 roku. Doba návratnosti investice je nižší, než je doba záruční lhůty! Součástí naší standardní nabídky je mimo technického popisu a cen, i ekonomický výpočet návratnosti investice;
- možnost volné volby kroku a výšky žeber v průběhu projektování dovoluje dosáhnout maximální účinnosti v zadaných geometrických rozměrech;
- malý aerodynamický odpor: možnost dosažení značných rychlostí, potřebných pro samočištění a použiti pro procesy s nízkou tlakovou ztrátou;
- odolnost vůči teplotní roztažnosti;
„projektová přizpůsobivost“ – možnost záměny téměř jakéhokoliv rekuperátoru libovolné konstrukce se zanecháním potrubních rozvodů.
- dlouholetá exploatace v těžkých podmínkách metalurgických provozů – 15 a vice let;
- výpočet a projekce rekuperátoru „na míru“ dle požadavku zákazníka;
- velký počet referencí;
- krátké dodací termíny.

GIC s.r.o.
Obchodní ředitel
Andrey Kurtynin
602 186 668
www.technogicz.cz