Page 1

SLÉVÁRENSTVÍ č. 11– 12 / 2017

SLÉVÁRENSKÁ ŘEŠENÍ PRO BUDOUCNOST

Jste

PŘIPRAVENI zrychlit pomocí INOTEC™?

11–12/2017 VYSOCE ÚČINNÁ IZOLAČNÍ A EXOTERMICKÁ TECHNOLOGIE PLNĚNÍ FOREM

0/0/0/0

Šetrnější k životnímu prostředí, zvýšení produktivity a lepší odlitky 20% black

Rádi Vám poskytneme bližší informace: Tel.: +420 545 219 030 E-mail: info.czech@ask-chemicals.com www.ask-chemicals.com/beyondtomorrow

60% black

Jádrové a formovací směsi

INOTEC™ nabízí jasné přínosy pro životní prostředí, vynikající technické vlastnosti a zvýšení produktivity – abyste zůstali v rychlém pruhu!

Foseco. Přidej se k nám. Tel: +420 558 307 511 | Fax: +420 558 307 510 | www.foseco.cz

+ Partnerství + Globální technologie – lokálně dodávané + Kreativní, novátorská řešení + Odborné poradenství + Spolehlivost + Vůdčí odborné postavení


BEREME TEORII VÁŽNĚ!

AAGM Aalener Giessereimaschinen GmbH Wöhr CZ s. r. o.

Váš dodavatel technologií a zařízení pro slévárny

Průběžné vířivé mísiče Regenerace pro ST směsi Mechanizace formování Komplexní dodávky a servis

Zvýšení kvality je možné jen tehdy, pokud systematicky používáte poznatky z procesu výroby odlitků k úpravám používaných technologií . Simulační program MAGMA5 je postaven na bázi fyziky a matematiky, ale pracuje také s rozsáhlým popisem procesů. Simulace neopomíjí žádné informace, přesto všechny výsledky jsou snadno a rychle přístupné. Simulační program MAGMA5 je současně skvělým tréninkovým a učebním nástrojem, který zajistí prohloubení technických znalostí Vašich technologů a pozvedne Vaše firemní know-how na vysokou úroveň.

MAGMA GmbH K Vinici 1256 53002, Pardubice Czech Republic +420 773 154 664 p.kotas@magmasoft.cz www.magmasoft.de

AAGM GmbH

Gewerbehof 28 D-73441 Bopfingen Tel.: +49 7362 956037-0 Fax: +49 7362 956037-10 info@aagm.de

Wöhr CZ s. r. o.

Valchařská 36 CZ-614 00 Brno Tel.: +420 545 427 014 Fax: +420 545 427 016 info@woehr.cz


Tepelná regenerace s nejnižší údržbou na světě

Více než 150 jednotek v provozu, patentovaný “Dead bed systém” v průběhu let prokázal, že vyžadují minimální údržbu ve srovnání s jinou jednotkou na trhu

• Rychlé spuštění a nízká spotřeba plynu • 3 roky záruka na hořáky a izolaci • Splňuje všechny současné emisní normy po celém světě • Velikosti jednotek od 0,25 až 12 t/h

Pro více informací prosím volejte na číslo: +420 517 324 971 nebo +44 (0) 1733 232 231 SAND TEAM, spol. s r.o. Holubice 331, 683 51 Holubice, Czech Republic www.sandteam.cz Omega Foundry Machinery Ltd - Morley Way, Peterborough, PE2 7BW, UK T: +44 (0) 1733 232231 F: +44 (0) 1733 237012 E: sales@ofml.net W: www.ofml.net


Časopis Slévárenství získal osvědčení o zápisu ochranné známky. Odborné články jsou posuzovány jedním recenzentem. Recenzní posudky jsou uloženy v redakci v elektronické podobě. Časopis a všechny v něm obsažené příspěvky a obrázky jsou chráněny autorským právem. S výjimkou případů, které zákon připouští, je využití bez svolení vydavatele trestné. Vydavatel není dle zákona č. 46/2000 Sb. § 5 zodpovědný za obsah reklam. Firemní materiály nejsou lektorovány. Texty reklam nejsou bez vyžádání zadavatele korigovány. Vydávání časopisu se řídí zásadami publikační etiky. SDO.

časopis pro slévárenský průmysl foundry industry journal

®

ISSN 0037-6825

r o č n í k L X V . 2 0 1 7 . č í s l o 11 – 1 2

Číslo povolení Ministerstva kultury ČR – registrační značka – MK ČR E 4361 Vydavatel l Publisher © Svaz sléváren České republiky IČ 44990863

obsah

tematické zaměření: jádrové a formovací směsi topic: moulding and core sands odborná garance l exper t guarantee: Ing. Alois N euder t, Ph.D.

Redakce l Editorial office Technická 2896/2, CZ 616 00 Brno tel.: +420 739 665 590 slevarenstvi@svazslevaren.cz www.slevarenstvi.svazslevaren.cz Předplatné l Subscription Rozšiřuje Svaz sléváren ČR. Informace o předplatném podá a objednávky přijímá redakce. ČR právnické osoby – 1 ks: 130 Kč; rok: 6 × 130 Kč + DPH + poštovné + balné. ČR fyzické osoby – 1 ks: 80 Kč; rok: 6 × 80 Kč + DPH + poštovné + balné. SR: Objednávky přijímá SUWECO, spol. s r. o., tel.: +420 242 459 202–3, www.suweco.cz. Objednávky do zahraničí vyřizuje redakce. Subscription fee in Europe: 80 EUR (incl. postage), other countries: 140 USD or 90 EUR (incl. postage). Vychází 6krát ročně l 6 issues a year Číslo 11–12/2017 vyšlo 14. 12. 2017

ÚVODNÍ SLOVO

Introductory word

359

H L AV I N K A , J .

360

N EU D ER T, A .

JÁDROVÉ A FORMOVACÍ SMĚSI

Moulding and core sands

361

V Y KO U K A L , M .; B U R I A N , A .; P Ř ER OV S K Á , M .

Anorganické pojivové systémy v historii, v současnosti a budoucnosti

Inorganic binder systems in the past, at present and in the future

375

N EU D ER T, A .

Vlhkost bentonitových formovacích směsí

Moisture of bentonite moulding mixtures

380

B E Ň O, J .; O PAČI T Ý, R .; B A J ER , T.

Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů

Non-silica base sands on aluminosilicate basis

385

K Ř E N KOVÁ , P.; PA Z D ER K A , J .

Vliv hydraulického oleje na bentonitové směsi

Influence of hydraulic oil on bentonite mixtures

Tisk l Printing house Reprocentrum, a. s., Blansko www.reprocentrum.cz

PŘEKLADY

Translations

Do sazby 1. 11. 2017, do tisku 30. 11. 2017. Náklad 470 ks Inzerci vyřizuje redakce

390

L I E DT K E, A .

vedoucí redaktorka l editor-in-chief Mgr. Milada Písaříková

Formovací směs 4.0. Úprava formovacích směsí v éře Průmyslu 4.0 aneb zpřístupnění „velkých dat“ uživateli

redakční a jazyková spolupráce editorial and language collaboration Edita Bělehradová Mgr. Helena Šebestová Mgr. František Urbánek

Moulding mixture 4.0. Treatment of moulding mixtures in the era of Industry 4.0 or making available of “big data” to the user

Z PRAXE

Articles oriented to praxis

395

K A Ň OVÁ , Z .; P ER Ů T K A , M .

Využití softwaru řízení kvality a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

The use of the software for quality control and the dosing of raw materials for the preparation of unit bentonite moulding mixture

LITERÁRNÍ PŘEHLEDY

Literary overviews

Sazba l Typeset by Ludmila Rybková

redakční rada l advisory board prof. Ing. Dana Bolibruchová, Ph.D. Ing. Jan Čech, Ph.D. Ing. Martin Dulava, Ph.D. prof. Ing. Tomáš Elbel, CSc. Ing. Štefan Eperješi, CSc. Ing. Jiří Fošum Ing. Josef Hlavinka prof. Ing. Milan Horáček, CSc. Richard Jírek Ing. Václav Kaňa, Ph.D. Ing. Radovan Koplík, CSc. doc. Ing. Antonín Mores, CSc. prof. Ing. Iva Nová, CSc. Ing. Radan Potácel doc. Ing. Jaromír Roučka, CSc. prof. Ing. Karel Rusín, DrSc. prof. Ing. Augustin Sládek, Ph.D. prof. Ing. Karel Stránský, DrSc. Ing. František Střítecký doc. Ing. Jaroslav Šenberger, CSc. Ing. Jan Šlajs Ing. Ladislav Tomek doc. Ing. Iveta Vasková, Ph.D. Ing. Zdeněk Vladár (předseda)

402

Formovací a jádrové směsi ve slévárenských časopisech

Moulding and core sands in foundry journals


p ř í š tí č ísl o l n e x t is su e: 1–2 / 2018 oceli | steels A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

F o r m o v a c í s m ě s 4 . 0 . Ú p ra v a fo r m o v a c í c h s m ě s í v é ř e P r ů m y s l u 4 . 0 a n e b z p ř í s t u p n ě n í „v e l k ý c h d a t “ u ž i v a t e l i A . L i e d t ke

B a r b o r a B r y k s í St u n o v á l A l e š H e r m a n

5 4 . s l é v á r e n s ké d ny

Vysoké školy informují

její zavedení do centrálního systému SPS. A co se pak stane při následující změně systému řízení (např. přechod z S5 na S7)? Z tohoto důvodu je důležité, aby řízení přebíralo systémové návaznosti (orchestraci) z dílčích procesů.

Information from universities

Obr. 23. Jádro vodního pláště vyrobené pomocí anorganického pojiva [19] A core of water jacket manufactured with the use of inorganic binder [19]

Fig. 23.

Obr. 20. Vývin plynů při odlévání; srovnání pojivových systémů: organického cold box amin, hot box a anorganického pojiva [17] Fig. 20. Gas generation during casting; comparison of binder systems: organic cold box amine, hot box and inorganic binder [17]

Obr. 24. Porovnání tvorby emisí při odlévání: vlevo technologie PUR cold box amin, vpravo Cordis [19] Fig. 24. Comparison of emission formation during casting: PUR cold box amine technology (left), Cordis (right) [19]

Cordis (Hüttenes-Albertus GmbH) Anorganický pojivový systém Cordis je Obr. 21. Jádro vodního pláště hlavy válce a odlitek sacího a výfukového potrubí vyrozcela anorganický dvousložkový systém bený technologií AWB [17] Fig. 21. A core of water jacket of cylinder head and a casting of suction and exhaust line manuskládající se z pojiva Cordis a aditiva factured by AWB technology [17] Anorgit. Pojivem je modifikovaný silikátový roztok a rozpouštědlem je voda. Pojivo má nízkou viskozitu 20–59 mPa · s a hustotu asi 1,1–1,4 g/cm3. Aditivum Anorgit je syntetická anorganická prášková přísada s objemovou hustotou 400–600 g/dm 3. Přísada se skladuje v suchém prostředí [18]. Pojivo Cordis a přísada Anorgit se smíchají s křemenným ostřivem a promísí. Tato jádrová směs se vstřeluje do jaderObr. 22. Vytvrzení a vznik pojivových můstků u systému: Cordis – pojivo a Anorgit – níku. Vytvrzování jader probíhá půsoaditivum [15] Fig. 22. Hardening and formation of binder bridges at Cordis—binder and Anorgit—additive bením tepla jaderníku (150–200 °C), systems [15] uvolňuje se voda (fyzikální způsob vytvrzování). Nejefektivnějším odstraněním vody je proplachování horkým vzduchem o teplotě 140 °C. Přísada Anorgit obsahuje reaktivní částici, která se podílí na chemické vytvrzovací výše než u chemicky tvrzených směsí. Zpočátku se pracovalo reakci. Zrna ostřiva se propojují trojrozměrně jako organické především s horkým vzduchem. Použití horkých jaderníků systémy, vzniká trojrozměrný pojivový můstek (obr. 22) [15], představovalo další vývojový krok. Bylo tak zajištěno zvýšení [18]. produktivity, pevnosti při současně krátké době vytvrzování. Pro výrobu jader je možné upravit stávající vstřelovací stroj. Použití horkých jaderníků je odůvodněné jen při sériové výroVýhodnější je pořídit nový vstřelovací stroj konstruovaný pro bě jader. výrobu anorganických jader. V případě, že se přistoupí k úpravě vstřelovacího stroje, je nutné věnovat pozornost zabezpeTyp pojiva: modifikované vodní sklo. čení stroje před sáláním tepla (pohyblivé části, zásobník). Příprava: dávkový mísič. Zásobník a vstřelovací trysky je nezbytné chladit, aby se zaDávkování: pojivo 2,0 až 3,0 hm. d. bránilo osychání směsi. Několik výrobců nabízí dodatečné Zhutnění: vstřelování, pěchování zvlhčování směsi. Vstřelovací trysky by neměly mít průměr Vytvrzování: vyhřívaný jaderník 140–170 °C, horký vzduch. menší než 6 mm. Hmotnost jaderníků je větší než u technoPevnost: 2,5 až 3,5 MPa.

370

K problematice bentonitu a Pr ů my s l u 4 .0 Popsané časové změny bentonitových směsí je třeba vzít v potaz. Je to významné, zvláště při nasazení prostředků Průmysl 4.0. Tyto proměny formovací směsi musí být součástí procesů i v Průmyslu 4.0. Zde konkuruje formovací směs s přesně zadanou jednotkou – časem. To je také důvod, proč je chladnička (a předvlhčení) považována za nej- významnější stanici přípravy formovací směsi. Zásobník vratné směsi je zaříze- ní, ve kterém při dostatečné vlhkosti vratu dochází k dosažení rovnovážného stavu exponenciálně se měnících vlastností formovací směsi. Odležení nebo projití „zbahněním“ není žádný vynález

Ing. Barbora Br yksí Stunová, Ph.D. Ing. Aleš Herman, Ph.D. foto: Jiří Ryszaw y

Už potřetí proběhla na jaře v prostorách Fakulty strojní ČVUT v Praze (v Dejvicích, na Karlově náměstí, v Horské ulici a v Roztokách) kampaň „Zajímá tě, co je uvnitř?“ Exkurze do laboratoří fakulty a workshopy byly opět určeny nejen žákům základních škol, ale také studentům středních

Obr. 3. Fig. 3.

Znázornění části procesu s živými daty – jako příklad chladnička 1 Representation of a process parts with live data—a refrigerator 1 serves as an example

S l é vá re ns t v í . L X V . lis to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Společenský večer na konci prvního dne konference nabídl prostor pro neformální setkání, občerstvení a načerpání sil do dalšího dne. O kulturní zážitek se postarala, stejně jako v několika předchozích letech, kapela Ivančický dixieland.

391

391

Zelená skupina s Ing. Vojtěchem Petrem formuje reliéf indiána v prostorách slévárny

škol a gymnázií. Přibližně 500 žáků mělo možnost se během dvou měsíců seznámit s aktivitami fakulty, navštívit halové laboratoře a zažít kreativní workshopy. Žáci a mladí studenti se tak na chvíli stali nejen výzkumníky a konstruktéry, ale také designéry produktů a v neposlední řadě propagátory svého projektu.

S l é vá re ns t v í . L X V . lis to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

429

429

438

Příprava taveniny slitiny hliníku v odporové peci

Odformování

Povedlo se

Zasloužená odměna ze sušicí pece

S l é vá re ns t v í . L X V . lis to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

438

FIREMNÍ PREZENTACE

Presentations of companies

406

ASK Chemicals Czech, s. r. o., Brno Materiálové vlastnosti a procesní požadavky při výrobě anorganických jader

408

410

412

Mohli si vyzkoušet, jaké to je připravovat výkresovou dokumentaci ke svému výrobku, postavit formuli, bagr, multifunkční zařízení a mnoho dalšího. Mimo jiné si studenti prošli laboratoře Ústavu strojírenské technologie, kde navštívili slévárnu, svařovnu a kovárnu a dostali buřta ze sušicí pece.

SEKCE B: metalurgie litin. Druhý přednáškový sál byl v tu dobu vyhrazen „litinářům“. Úvodní příspěvek o povrchovém indukčním kalení feritické LKG přednesl doc. Ing. Antonín Mores, CSc.

Dozvědět se leccos zajímavého bylo možno i mimo přednáškové sály. V galerii prvního patra hotelu Avanti mohli účastníci navštívit stánky vystavovatelů nebo diskutovat o slévárenství. Na snímku vpravo noví účastníci Slévárenských dnů – tým kolegů z Kopřivnice.

S l é vá re ns t v í . L X V . lis to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

370

Dětská univerzita aneb „Zajímá tě, co je uvnitř?“ SEKCE A: metalurgie oceli na odlitky a ingoty. V úterý odpoledne se svými přednáškami vystoupili v hlavním sále kromě jiných Ing. Martin Dulava, Ph.D., (vlevo) a Ing. Pavel Fila, Ph.D.

V Y S O K É Š K O LY I N F O R M U J Í

Příprava formovací směsi sama představuje fyzikální a zasíťovaný systém. Směs prochází různými agregáty, jako chlad- ničkou, zásobníkem a mísičem, a je přitom ovlivňována spousObr. 1. Přeměna klasické řídicí pyramidy na Průmysl 4.0 tou dalších prvků zařízení a vnějších vlivů. Například cyklony, Fig. 1. The conversion of the classic control pyramid to the Industry 4.0 rozrušovači, odsáváním, dopravníky, místy přepadů, výrobním programem (odlitky), okolním prostředím atd. V mnoha slévárnách jsou tyto stanice řízeny izolovaně a chybí inteligentní propojení (síť). Tím nemohou být splněny požadavky na efektivní a plně ovládanou produkci. Vzájemné souvislosti dílčích procesů a příčiny kritických situací nejsou známy nebo jsou přisu- zovány nesprávným dílčím procesům. Tak se může například dojít k závěru, že snížení spěchovatelnosti na formova- cí lince je způsobeno okolní teplotou, ačkoliv skutečnou příčinou je nízká vlhkost vratu. To může způsobit špatná funkce chladničky, která se začala projevovat už před několika hodinami. Formovací směs je v čase stále se měnící struktura. Přidávání vody, změny teploty, odpařování a transport, mísení a odležení, to vše se neprojevuje sou- časně. Adsorpční procesy vody ve vyplavitelných látkách, bobtnání bentonitu a mnoho dalšího jsou funkce času. Obr. 2. Integrace síťového modulu (Cyber-Physical-Systems) do přípravny formovací Zkouška provedená v laboratoři dává směsi Fig. 2. Integration of the network module (Cyber-Physical-Systems) into the moulding mixture pouze momentální hodnoty. Proto je preparation velmi nutné, aby se parametry směsi zjišťovaly online v procesu. Z tohoto důvodu je v konceptu FoMaSys od firmy Michenfelder spěchovatelnost zjišťo- vána ne u mísiče, ale až u formovacího stroje. Tedy tam, kde jsou vlastnosti požadovány.

PŘ EK L A DY

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

O b ě h f o r m ova c í s m ě s i

in ze r c e

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

OBÁLKA Cover FOSECO, Ostrava MAGMA GmbH, Pardubice

WÖHR CZ s.r.o., Brno Technologie WÖHR pro výrobu forem z chemicky pojených směsí

WÖHR CZ s.r.o., Brno

F.lli Mazzon S.p.A., Itálie Velký návrat alkydové pryskyřice

ASK Chemicals Czech, s. r. o., Brno

Abydos s.r.o., Hazlov Abydos – víc než jen apretace odlitků

INZERCE Advertisements

MCAE Systems, s.r.o., Kuřim Využití přesné průmyslové 3D metrologie ve slévárenství

ROZHOVORY

388 Eurovision, a.s., Brno

Interviews

416

54. slévárenské dny z pohledu účastníků a vystavovatelů

414

413 Abydos s.r.o., Hazlov

411 F.lli Mazzon S.p.A., Itálie 358 Chem-Trend (Deutschland)

GmbH, Německo

RUBRIKY

Sections

418

Roční přehledy | Annual overviews

415 MCAE Systems, s.r.o.,

421

Kalendář akcí | Schedule of events

422

Zprávy Svazu sléváren České republiky | News from the Association of Foundries of the Czech Republic

384 MECAS ESI, s.r.o., Brno

425

Zprávy České slévárenské společnosti | News from the Czech Foundrymen Society

389 NPP Group & Chemcostar

428

54. slévárenské dny

Zprávy Spolku přesného lití – CICA | News from the Czech Investment Casting Association

433

Slévárenské kongresy | Foundry congresses

434

Transactions AFS 2016

434

Zahraniční slévárenské časopisy | Foreign foundry journals

438

Vysoké školy informují | Information from universities

439

Ze zahraničních časopisů | From the foreign journals

440

Blahopřejeme | Congratulation

441

CELOROČNÍ OBSAH SLÉVÁRENSTVÍ 2017

Volume contents Slévárenství 2017

432

405 KERAMOST, a.s., Most

Kuřim

Europe s.r.o.

379 NürnbergMesse GmbH,

Německo, EUROGUSS 2018

355 SAND TEAM, spol. s r.o.

Omega Foundry Machinery Ltd., UK

PF 2018 437 ALFE Brno, s.r.o. 394 ČSS, KOFOLA 437 Slévárenství & SSČR


Snadné odformování.

Naše výrobky dají produktivitě a kvalitě tlakových odlitků křídla. Díky zkrácení cyklů, vyšší kvalitě dílů a nižší zmetkovitosti stoupne efektivita Vaší výroby. Naše výrobky navíc umožňují vynikající odformování i u složitých odlitků.

ChemTrend.com


Josef Hlavinka

ještě nedoschl inkoust mého článku z posledního čísla ročníku 2016 a již držíte v  rukou poslední číslo ročníku 2017. Dovolte mi, abych trochu rekapituloval. Přes nejistý začátek roku došlo během jara ke zvratu; postupně se začaly zvedat objemy zakázek, což potěšilo zejména výrobce odlitků ze slitin železa. Naplněnost sléváren zakázkami by pravděpodobně překonala půlmilionovou hranici roční produkce, „kdyby…“. Bohužel vnější vlivy působily proti. Politický populizmus (samozřejmě ovlivněn i volbami) závratného růstu naší ekonomiky stimuloval enormní tlak na růst mezd, což vedlo k  nedostatku financí do investic, které slévárny tolik potřebují k rozvoji a vykrytí rostoucí zakázkové náplně. V hierarchii zaměstnanců sléváren průběžně docházelo k odlivu dělníků do jiných oblastí. Je smutné, že slévárny mají zakázky a stroje, na kterých nemá kdo vyrábět. Je tento stav pouze česká anomálie? Není, vyspělé země si tím také prošly. Lidé, které potřebujeme, tu zkrátka nejsou (míra nezaměstnanosti v  ČR v červenci 2017 byla 2,9 %, nejnižší v Evropě) a není to jen otázka ohodnocení. Řešení tu je a stačí tak málo, otevřeme dveře do zahraničí jako v sousedním Německu, kde ve slévárnách pracuje 60 % zahraničních dělníků, na rozdíl od nás s  8 %. Ministerstvo zahraničí za podpory vlády po celou dobu záměrně blokovalo jakékoliv snahy o otevření prostoru volných pracovních míst lidem ze zahraničí, kteří o práci mají zájem. Stále chceme jet v rychlém pruhu evropské ekonomiky Průmyslu 4.0, ale zásadní problémy vláda řešit nechce. Je zaslepena „mantrou“ chceme být zemí „high-tech“. Tyto investice jsou však dost často neslučitelné s reálnými potřebami průmyslu a návratnost je v  dalekém budoucnu, otázka zdali vůbec. Málokdo si uvědomí, že jedním ze základních stavebních kamenů počítače, robota, manipulátoru, auta či letadla je tvarově náročný kovový díl, který se vyrábí ve slévárně klasickou formou, na kterou jsme zvyklí, či laserovým tiskem z kovového prášku. 3D tisk kovových dílů je zatím v „plenkách“, ale do budoucna se dá očekávat masové zavádění ve slévárnách na úkor stávajících technologií. Zatím tato doba ale nenastala. Proto se zaměřme na řešení stávajícího problému, pro který budeme potřebovat pochopení a podporu ze strany státu. Otevřeme prostor cizincům a nabídněme jim naše volná pracovní místa v našich podnicích. Vzhledem k vysoké životní úrovni ČR je to jediná cesta. Obavu z bezpečnosti naší země snad dokážeme řešit, a to i díky pravidelnému navyšování rozpočtu ministerstev obrany či vnitra.

ÚVODNÍ SLOVO

Vážení a milí čtenáři,

Ing. Josef Hlavinka v ýkonný ředitel Svazu sléváren ČR

Zazněly i takové signály, že nová doba přinese nové profese a ty staré zaniknou. Pokuste si představit, kdyby na celém světě ze dne na den nebyl dodán ani jeden odlitek. „Rychlé pruhy“ vyspělých ekonomik, či „Průmysl X.0“ by se rázem sesypal jako hromádka z karet. Myslím, že toto je pro naši činnost základní impulz a veliká výzva, proč se musí obor slévárenství nadále udržet v  prioritních průmyslových odvětvích naší země. Přestože nejsme viditelným vrcholem moderních oborů, jsme nedílným a pevným základem pro všechny navazující. Je třeba si uvědomit, že i ty nově vzniklé obory se opírají o produkty s nenahraditelným podílem manuální lidské práce. Stále věřím v pochopení a zdravý lidský rozum, který náš obor z  hlediska českého prostředí nejvíc potřebuje. Měl-li bych možnost splnit našemu oboru nějaké přání, bylo by to právě tohle – uvolnění zábran a růst produkce kvalitních odlitků. Slovo přání bych ještě jednou rád použil v souvislosti s blížícím se koncem roku. Přeji vám, abyste období Vánoc prožili s  úsměvem a se vzpomínkami pouze na to dobré, co nám tento rok přinesl. V  poklidu a podle svého si vychutnejte vánoční atmosféru v kruhu rodiny a přátel.

Všem čtenářům, přátelům i známým přeji šťastné a veselé prožití svátků vánočních a v novém roce hodně zdraví, štěstí a úspěchů jak v zaměstnání, tak i v osobním životě.

pf 2018 S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

359


ÚVODNÍ SLOVO

Alois Neuder t

Vážení čtenáři, pod záštitou Odborné komise pro formovací materiály jsme s kolektivem autorů připravili předložené číslo Slévárenství věnované formovacím a jádrovým směsím. Problematice v této oblasti nyní vévodí, stejně jako ve slévárenství celkově, snaha o zlepšení ekologických vlastností. Samozřejmě při respektování požadavků na kvalitu a ekonomičnost slévárenské produkce. Ukazuje se, že existují cesty, jak tyto vzájemně se podporující i popírající požadavky můžeme postupně plnit. Je třeba přitom v yužívat současné možnosti dodavatelů hlavních surovin a hlavně to vše propojit s řízením celého výrobního procesu až po spolupráci se zákazníkem na začátku i na konci výroby. Toto vzájemné propojení je také

Ing. Alois Neudert, Ph.D.

hlavní myšlenkou systémů s přívlastkem 4.0. Jak se to může

o d b o r n ý g a r a n t S l é v á r e n s t v í 11 – 12 / 2 0 17

týkat přípravy bentonitových formovacích směsí, nám ukazuje přeložený článek z časopisu Giesserei. Jedná se sice o příspěvek firmy Michenfelder, ale stejnou problematiku musí řešit i ostatní dodavatelé řídicích systémů. Jedním ze základních požadavků je zajištění stability všech

i pojivo, a úplný rovnovážný stav nastane až po téměř

procesů. Obor formovacích směsí zůstával z hlediska trvání

100 obězích. Novým problémem je mísení se zbytky jádro-

na dodržování předepsaných hodnot vždy trochu v závěsu

vé směsi z nově nastupujících anorganických technologií.

za těmi obory, které se podílejí přímo na parametrech od-

Většinou byly tyto technologie původně nasazeny v pro-

litku – tavení, tepelné zpracování, apretace apod. Pokud

středí bez jednotné formovací směsi. Zvládnutí vzájemného

však jdeme do důsledků, tak pro splnění náročných tole-

mísení je tak jedním z úkolů hlavně pro dodavatele bento-

rancí u odlitků se ani v oboru formovacích a jádrových

nitů a jádrových pojiv.

směsí neobejdeme bez stabilních a plně zvládnutých pro-

Proto, abychom dokázali procesy držet ve stabilizovaném

cesů. Jen těžko si můžeme představit slévárnu, která dodá-

stavu, je třeba jim dobře rozumět. Zvýšení potřebných zna-

vá odlitky na technicky náročné trhy a přitom nemá dobře

lostí slévárenské veřejnosti je hlavním cílem tohoto čísla

zvládnutou přípravu formovacích a jádrových směsí.

Slévárenství.

Naprostá většina vyrobených odlitků je formována do jednotných bentonitových směsí. Problematika stability, a tedy i jejich řízení, je asi nejsložitější z celého oboru formovacích

Protože se jedná o poslední vydání v roce 2017, přeji

směsí. Důvodem je vzájemné působení všech parametrů

nám všem příjemné prožití vánočních svátků a hodně

v opakujícím se procesu, kdy se vrací jako vratná směs vše,

úspěchů v novém roce.

360

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Inorganic binder systems in the past, at present and in the future 621.742.4 binders

Inorganic binders are of mineral origin and they provide the moulding sands with binding proper t y yet in raw state, or they harden af ter chemical or physical strengthening. Inorganic binders include clays, cement, gypsum, water glass (alkaline silicates), geopolymers and inorganic salt s. The submit ted ar ticle present s a detailed sur vey of inorganic binders including advantages and disadvantages of their usage.

Ú vo d Anorganická pojiva jsou minerálního původu a udělují formovací směsi vaznost již v syrovém stavu nebo vytvrzují po chemickém nebo fyzikálním zpevnění. Do anorganických pojiv se řadí jíly, cement, sádra, vodní sklo (alkalické silikáty), geopolymery a anorganické soli. Anorganické pojivové systémy mají ve slévárenství dlouhou historii. Jílové formovací materiály jsou používány již po staletí, z toho bentonitové formovací směsi od roku 1920 [1], cementové formovací směsi od 40. let 20. století [2] a od 50. let 20. století také formovací směsi využívající jako pojivo vodní sklo. Z  pohledu generací jsou řazeny anorganické pojivové systémy do skupiny směsí I. a II. generace. Do popředí zájmu, pokud jde o gravitační lití do kokil a nízkotlaké lití, se dostávají lisovaná solná jádra. Široké využití a velkou budoucnost mají ve slévárenství pojiva ze skupiny alkalických silikátů a geopolymerů. Na obr. 1 jsou znázorněny skupiny anorganických pojiv. Anorganické pojivové systémy budí v současné době ve slévárnách stále větší zájem, protože přicházejí s ekologickým řešením výroby slévárenských forem a jader, nabízejí zlepšení pracovního prostředí v každém procesu výroby odlitků a také zvýšení konkurenceschopnosti a prosperity sléváren. Tento článek přináší přehled procesů z oblasti anorganických pojivových systémů s ohlédnutím do minulosti, zmapování současnosti a snahou odhadnout budoucnost. Současně se zaměřuje na výhody a nevýhody použití jednotlivých pojivových systémů a jejich využívání a další rozvoj ve světě. Příspěvek může posloužit jako přehledný materiál o pojivových systémech nebo jako podnět k diskuzím a k zamyšlení. Př e h l e d a n o r g a n i c k ýc h p o j i v Jílová pojiva Jak již bylo uvedeno, jílová pojiva jsou používána po staletí a jsou stále nejrozšířenějšími slévárenskými pojivy. Ze skupiny jílových pojiv jsou nejrozšířenější bentonitové formovací směsi. Použití kaolinitických a illitických jílů je v současné době značně omezené, nahradila je jiná anorganická a organická pojiva. V určité podobě se však budou používat i dále v budoucnosti. Mají řadu nezpochybnitelných výhod, jako je cenová dostupnost, výborné technologické vlastnosti, jsou vhodné pro strojní výrobu, mají příznivé hygienické vlastnosti, snadnou přípravu směsi a možnost opakovaného použití. Významnou předností je, že nezatěžují pracovní ani životní prostředí.

Ing. Michal Vykoukal S A N D T E A M , s p o l . s r. o ., H o l u b i c e v ykoukal@sandteam.cz

Ing. Alois Burian, CSc. S A N D T E A M , s p o l . s r. o ., H o l u b i c e burian@sandteam.cz

Ing. Markéta Přerovská, Ph.D. S A N D T E A M , s p o l . s r. o ., H o l u b i c e prerovska@sandteam.cz

Sádra jako pojivo Sádra se získává tepelným rozkladem sádrovce. Po procesu vypalování výsledné fáze dehydratace se používají různé typy sádry. Sádru lze použít třemi způsoby pro výrobu odlitků: jako pojivo ve smyslu formovací směsi, jako formovací materiál s vodou a jako materiál na modely [2]. Do sádrových forem se odlévají složité odlitky ze slitin hliníku a mědi. Odlitky jsou hladké a dosahují vysoké přesnosti [3]. Cement jako pojivo Cementové formovací směsi patří k  nejstarším syntetickým formovacím směsím a technologiím pro výrobu forem masivních odlitků. Jde o hydraulická pojiva. Konečných pevností se dosahuje po 24 a více hodinách stání na vzduchu [1], [3]. V zahraničí jsou cementové směsi mnohem rozšířenější a využívají se pro výrobu velkých, těžkých odlitků, např. lodních šroubů (obr. 2). S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

361

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Anorganické pojivové systémy v historii, v současnosti a budoucnosti

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Obr. 1. Skupiny anorganických pojiv Fig. 1. Groups of inorganic binders

silikát (C3S), cementy). Začátkem 2. tisíciletí byla prášková tvrdidla ze sléváren zcela vytlačena. V 70. letech se do sléváren rozšiřovala technologie samotvrdnoucích směsí s kapalnými tvrdidly (organické estery). Technologie, vlivem organického tvrdidla, tak již není zcela anorganická, nicméně dávkování tvrdidel je nízké, 12 % na množství pojiva. Tvrdidla esterového typu jsou bez zápachu, netoxická, nehořlavá a nemají agresivní účinky. Při odlévání nedochází k vývoji obtěžujících výparů a zápachu. Základními parametry vodního skla charakterizujícími jeho vlastnosti jsou mo-

Keramické formovací hmoty Keramika – keramická hmota – je anorganický nekovový materiál s heterogenní strukturou, tvořenou krystalickými látkami o různém složení a uspořádání, . které mohou být prostoupeny skelnou fází. Výroba keramiky je založena na vytvarování a tepelném zpracování směsi práškovitých a pojivových systémů, Obr. 2. Forma a odlitek lodního šroubu, celková hmotnost až 160 t a průměr až 11,6 m které se žárem zpevní a zhutní. Použí[2], [4] . . Fig. 2. A mould and a casting of a propeller, total weight up to 160 t and diameter up to 11.6 m vají se následující technologie formová[2], [4] ní: lisování při použití trvalého modelu, oblévání trvalého modelu a technologie vytavitelného nebo spalitelného modelu [3]. K nejrozšířenějším pojivům patří alkosoli SiO2 (koloidní dul, hustota a koagulační práh. Ve slévárenství se téměř výroztoky SiO2 v alkoholech) a hydrosoli SiO2 (koloidní roztoky hradně používají sodná vodní skla. SiO2 ve vodě) [1]. Současným trendem jsou modifikovaná vodní skla, která naJílové, sádrové, cementové směsi a keramické hmoty v tomto bízejí vyšší užitné hodnoty, především rozpadavost směsi po článku dále rozvíjeny nebudou. Pozornost bude zaměřena odlití a zlepšenou regenerovatelnost. pouze na skupinu pojiv alkalických silikátů, geopolymerů a na Používané technologie s  vodním sklem jsou: samotvrdnoucí skupinu anorganických solí vytvrzovaných teplem. směsi s  kapalnými (v minulosti i práškovými) tvrdidly, CO2 proces, vazné směsi s bentonitem a směsi vytvrzované teplem. Přehled způsobů vytvrzování je znázorněn na obr. 3, vliv Alkalické silikáty způsobu vytvrzování na konečné pevnosti pak dokumentuje Pojivová „adhezivní“ vlastnost těchto systémů byla v  Anglii obr. 4. Jednoznačně nejvyšších pevností se dosahuje fyzikálznámá na konci 19. století a byla také popsána příslušným ním mikrovlnným vytvrzováním. Nejběžněji používané ST patentem, ale bez praktického použití. Společný název „vodsměsi a CO2 proces dosahují přibližně čtvrtinových pevností. ní skla“ zavedl chemik Johann Nepomuk von Fuchs začátkem 19. století [1], [2]. Geopolymery Vodní sklo – roztoky alkalických křemičitanů – se řadí mezi V  70. letech byly objeveny geopolymery – materiály, které koloidní systémy, kde částice jsou menší než průměrná vlnová patří mezi alkalické alumosilikáty; jsou to čistě anorganické délka světla. Rozměr částic se pohybuje mezi 1 až 500 nm. Při materiály. Geopolymery obsahují křemík, hliník a alkalický hodnocení koloidních vlastností vodního skla je nutno sledovat prvek jako sodík nebo draslík. V přírodě se takové materiály dva stavy: vodní sklo jako disperzní soustavu (sol) a vodní sklo . jako přechodovou soustavu (gel) [5]. Použití anorganického pojiva pro slévárenské potřeby je známo od 50. let 20. století. V roce 1947 patentoval Lev Petržela formovací směs s vodním sklem (CT směsi, CO2 proces). Tento objev byl pro slévárenství převratný, umožnil výrobu forem a jader bez sušení a odstartoval další vývoj anorganických a následně i organických pojivových systémů druhé generace. Vodní sklo lze vytvrzovat i práškovými nebo kapalnými tvrdidly. V  minulosti Obr. 3. Způsoby vytvrzování vodních skel podle Polzina [2] převládala prášková tvrdidla (ferosiliFig. 3. Means of soluble glass hardening according to Polzin [2] cuim, dikalciumsilikát (C2S), trikalcium-

362

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

vyskytují a nazývají se zeolity. Geopolymery nevznikají geologickými procesy, jsou připravovány uměle a nazývají se tak proto, že se složením blíží přírodním horninám. Geopolymery sestávají z řetězců tetraedrů SiO 4 a AlO 4 (obr. 5). Geopolymery jsou středem zájmu v řadě průmyslových oborů. Poměr zastoupení hliníku a křemíku se pohybuje od 1 : 1 až 1 : 35 (různé poměry tetraedrů SiO 4 a AlO 4). Podle obsahu hliníku se mění vlastnosti výsledného polymeru, a tedy i jeho aplikace. Použití geopolymerů je velmi široké, zejména ve stavebnictví se věnuje těmto alkalicky aktivovaným alumosilikátům značná pozornost. Při těchto aplikacích vzniká geopolymer v průběhu procesu, vytváří se v průběhu reakce mezi

materiálem obsahujícím křemík a hliník (popílky, strusky) a alkalickým aktivátorem. Výsledný produkt vykazuje proti klasickým materiálům řadu předností. Další použití geopolymerů je např. pro solidifikaci nebezpečných odpadů, v keramice a průmyslu žárovzdorných materiálů. Obecně je možno konstatovat, že hlavní vlastností geopolymerů, pro kterou jsou využívány, je nehořlavost, vysoká tepelná odolnost a nízká teplotní roztažnost. Geopolymery s vysokým molárním poměrem SiO2 /Al2O3 někdy nazývané geopolymerní pryskyřice jsou tekuté látky s  obdobnými vlastnostmi jako koloidní roztoky alkalických křemičitanů – vodní skla. Jednou z možností využití geopolymerních pryskyřic je použití jako slévárenského pojiva. Pro vytvrzení se používá buď zvýšená teplota, nebo chemické vytvrzení. Geopolymerní pojivo je možné využít pro tři technologie: technologie GEOPOL® ST, technologie GEOPOL® CO2 a technologie GEOPOL® W, vytvrzování teplem. Ve slévárenství můžeme již delší dobu pozorovat tendence k používání anorganických systémů na úkor pojivových systémů organických. Je to odezva na environmentální požadavky legislativy, požadavky odběratelů odlitků, ochranu zdraví a bezpečnost pracovníků. Organické pojivové systémy, které v současné době dominují ve slévárnách a působí jako hlavní konkurenční překážka, mají bezesporu i řadu nevýhod plynoucích z jejich chemické podstaty. Mezi hlavní nevýhody patří uvolňování těkavých organických látek při přípravě formovací a jádrové směsi a při manipulaci s  formami a jádry. Dále jsou velmi obtěžující a nebezpečné emise vznikající při odlévání, chladnutí a vytloukání odlitků. Odpady jsou klasifikovány jako nebezpečné a významně zatěžují životní prostředí. Při manipulaci a skladování samotných vstupních surovin – chemických látek, je nutné dodržovat řadu bezpečnostních předpisů. Stále častěji je kladen větší důraz na čisté a ekologické provozy. Řada sléváren je vystavena velkému tlaku. To vede k zavá-

Hodnoty BTEX při použití nového ostřiva

Obr. 5. Základní strukturní jednotka geopolymerů Fig. 5. Basic structure unit of geopolymers

Hodnoty PAU při použití nového ostřiva

Obr. 7. Výsledky měření škodlivin při odlévání – porovnání organických a anorganických systémů [8] Fig. 7. Results of measurement of pollutants during casting—comparison of organic and inorganic systems [8]

Obr. 6. Schéma a model anorganického polymeru [7] Fig. 6. A scheme and a model of inorganic polymer [7]

dění nových technologií, nejčastěji na bázi anorganiky, které jsou z hlediska ekologie a udržitelného rozvoje přijatelnější. Mezi ně se bezpochyby řadí geopolymerní pojivové systémy a technologie GEOPOL®. V České republice byl vyvinut nový pojivový systém GEOPOL® šetrný k životnímu prostředí využívající geopolymerní anorganické pojivo pro výrobu běžných forem a jader. Tyto polymery jsou také označovány jako polysialáty a jsou složeny z řetězců tetraedrů SiO 4 a AlO 4 (obr. 5). Výsledné vlastnosti pojiva závisí na poměru těchto složek a na způsobu přípravy geopolymeru. Rozložení základních strukturních jednotek geopolymerního pojiva je uvedeno v tab. I. S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

363

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Obr. 4. Vliv různých chemických, fyzikálních i smíšených postupů vytvrzování na konečnou pevnost směsí s alkalickými křemičitany [6] Fig. 4. Influence of various chemical, physical and miscellaneous hardening methods on final strenght of mixtures with alkaline silicates [6]

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á


M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Tab. I. Rozložení základních strukturních jednotek geopolymerního pojiva Tab. I. Distribution of basic structure units of the geopolymer binder

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Typ geopolymerního pojiva

monomery

dimery

vyšší polymery

GEOPOL® 618

86,9

4,5

8,6

GEOPOL® 510

91,4

6,6

2,1

GEOPOL® W10

81,4

11,6

7,1

Pojivem je anorganický geopolymerní prekurzor s nízkým stupněm polymerace. K vytvrzení dochází působením tvrdidel nebo tepla. Během vytvrzovací reakce dojde ke zvýšení polymerace a vzniku anorganického polymeru (obr. 6). Pojivo GEOPOL® je dodávané do sléváren od roku 2005. Je používáno v řadě evropských a asijských zemí, v Egyptě a od roku 2010 je vyráběno také v USA. Obdobně jako další anorganické pojivové systémy mají i geopolymerní směsi velmi nízký vývin škodlivin. Z obr. 7 je patrné srovnání BTEX a PAU nejčastěji používaných směsí. Anorganické soli Anorganické soli rozpustné ve vodě pro výrobu jader jsou známé již od 70. let 20. století. V 90. letech jsou jádra vyráběna pro specializovanou velkosériovou výrobu pístů dieselových motorů k předlévání kanálků nepřístupných mechanickému čištění. Po roce 2003 se dostávají znovu do popředí zájmu jako pojiva pískových jader [9]. Anorganické soli patří mezi důležité inovace v oblasti anorganických pojivových systémů. Používá se široká řada solí rozpustných ve vodě, nejpoužívanější jsou NaCl, KCl, MgSO 4, Na2SO 4 a polyfosfáty sodné. Anorganické soli se používají jako pojiva pískových jader vytvrzovaných dehydratací (Hydrobond®, BeachBox®), pro vysokotlaké lisování jader, odlévání jader z roztavených solí a krystalické soli tvoří směs s pojivem (organickým nebo anorganickým) (obr. 8). K  přednostem patří rozpustnost ve vodě, rozměrová stálost, hladký povrch odlitků a šetrnost k životnímu prostředí. Vývin plynů při lití je minimální, při přípravě a výrobě jader nevznikají nebezpečné exhalace a je zde možnost aplikace v uzavřeném cyklu s recyklací solí i vody [2], [6], [9], [10]. Odlévání jader z roztavených solí. Roztavená sůl se odlévá do kovových jaderníků. Jádra mají tendenci k lineárnímu a objemovému smršťování a mají vysokou hustotu (bez pórovitosti), což zhoršuje jejich rozpouštění ve vodě. Proti navlhání je doporučováno skladování jader v peci s minimální teplotou 200 °C. Roztavená sůl se rovněž používá k  impregnaci pískových jader cestou máčení. Vytváří se tím obálka s hloubkou průniku až do 12 mm, která brání penetraci kovu. Také se navrhuje vytvoření směsi tavené soli s pískem, která se vyhřeje při použití KCl na teplotu 870 °C a tato směs se odlévá do jaderníku za spoluúčasti tlaku; přísada písku minimalizuje smrštění jader [9]. Lisovaná solná jádra jsou vyráběna lisováním mírně ovlhčených krystalických solí v jadernících vysokým tlakem. Zpevnění se dociluje dvěma mechanizmy: slinováním povrchově naleptaných zrn (mechanicky) a konečnou rekrystalizací po hranicích zrn (fyzikálně-chemický proces) [9].

364

Technologie solných jader lisovaných z anorganických solí nachází možnosti uplatnění jak v gravitačním, tak nízkotlakém a perspektivně i ve vysokotlakém lití, především u odlitků automobilového průmyslu (obr. 9). Vysoká rozpustnost jader ve vodě umožňuje předlévání otvorů nedostupných mechanickému čištění; vysoké primární pevnosti (podstatně vyšší než u PUR CB) dávají možnost získání i tvarově složitějších jader obráběním. Výsledky optimalizují důležité faktory k dosažení vysokých mechanických vlastností jader z KCl, NaCl a perspektivních kompozitních solí i možnost aplikací solných jader do oblasti slitin s vyššími teplotami lití [10], [11]. Pojení solí pojivy. Směs krystalických solí je zhušťována vstřelováním do horkého jaderníku s anorganickými nebo organickými pojivy. K  nejčastějším anorganickým pojivům patří alkalické křemičitany (vodní sklo), kde lze vytvrzování ještě urychlovat profukováním jader oxidem uhličitým nebo horkým vzduchem. Z organických pojiv jsou nejčastěji využívány fenolické a furanové pryskyřice. Předností této technologie je možnost využití stávajících zařízení pro výrobu pískových jader [9]. CO2 proces Použití anorganického pojiva pro slévárenské potřeby je známo již od 50. let 20. století. V  roce 1947 patentoval Lev Petržela formovací směs s vodním sklem [12]. Tento objev byl pro slévárenství převratný – umožnil výrobu jader i forem bez sušení, tedy zvýšení produktivity a snížení pracnosti, a odstartoval další vývoj anorganických a následně i organických pojivových systémů druhé generace. Technologie se rozšířila pro výrobu odlitků ze všech odlévaných materiálů nejen do mnoha sléváren v bývalém Československu, ale také po celém světě. V  České republice jsou minimálně dvě slévárny odlévající i odlitky z keramických materiálů. Použití vodního skla není omezené jen pro křemenná ostřiva, ale je možné také pro chromit, olivín, lupek, Kerphalite, magnezit a další. Vzhledem k chemické povaze anorganického pojiva i plynného média CO2 zatěžuje technologie vodní sklo CO2 životní prostředí jen minimálně a nabízí velmi dobré hygienické podmínky při formování, manipulaci, skladování, odlévání i vytloukání.

Obr. 8. Přehled použití anorganických solí [6] Fig. 8. A survey of inorganic salts usage [6]

Obr. 9. Lisovaná solná jádra pro olejový chladicí kanál pístu dieselového motoru [10] Fig. 9. Pressed salt cores for oil cooling channel of a diesel engine piston [10]

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

sand with ZII clay [1]

(3) 6% binder with module 3.0 [2]

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

365

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Modifikovaná vodní skla pro technologii vodní sklo CO2 Proces vytvrzování je chemického a fyzikálního charakteru. Vodní sklo jako pojivo má vedle mnoha výhod i řadu nevýhod. Fyzikální působení CO2 napomáhá produkci sklovité vazby Nejvýznamnější nevýhodou je rozpadavost jader po odlití vzniklé dehydratací vodního skla. Převládající a hlavní je chev oblasti teploty kolem II. maxima. Otázku zlepšení rozpadamické působení CO2 na vodní sklo při pochodu vytvrzování vosti a také dalších technologických vlastností částečně řeší [3]. vodní skla modifikovaná sacharidy, hliníkem atd. V minulosti se pro výrobu jader využívala vodní skla 36/38 °Bé. Jádra z tohoto typu vodního skla měla sice lepší rozpadavost Desil® J (Vodní sklo, a.s.) po odlití, ale nižší pevnosti, kratší životnost směsi a jader. Slévárenské pojivo Desil® J je aktivované vodní sklo s dobrou V  současné době se pro tuto technologii používá nejčastěji skladovatelností jader i při vyšší relativní vlhkosti (75 %). Jádra vodní sklo 48/50 °Bé. Z hygienických důvodů se přestala pomají dobrou rozpadavost v intervalu teplot 300 až 800 °C [13]. užívat uhlíkatá přísada Rexol, která zlepšovala rozpadavost Základ pojivové kompozice tvoří alkalický silikát modifikovajader po odlití. ný alditoly (redukční produkty alkalických monosacharidů) K  výhodám této technologie patří nízká cena, dostupnost, v kombinaci s organokřemičitany. Aditivované pojivo lze vysnadná příprava, rychlé vytvrzení, dlouhá životnost namítvrzovat chemickou (CO2 proces, estery) i fyzikální cestou chané směsi, nízká plynatost a odolnost proti vzniku vad z na(warm box, mikrovlnné vytvrzení). Jádra vytvrzená chemicky pětí (zálupy, výronky). K nedostatkům se řadí sklon k chemickému zapékání a proti jiným technologiím zhoršená rozpadavost po odlití – obr. 10, na němž jsou patrná dvě maxima zbytkových pevností. Na obr. 11 a 12 je znázorněn vliv přísad na II. maximum zbytkových pevností; přísada jílu (4) na obr. 12 odsunula II. maximum do vysokých teplot a oddálila vznik cristobalitu. Je to jedna z reálných cest řešení rozpadavosti u ocelových odlitků. Obdobně přísada bauxitu (3) a bauxitu a jílu (2) na obr. 12. Příprava směsí je možná jak v dávkových mísičích (kolových, s-mísičích), tak i v míObr. 10. Zbytková pevnost směsi s křesičích průběžných. Nejčastěji se jádra menným ostřivem a vodním vyrábějí vstřelováním na vstřelovacích sklem (CO2 proces) [1] strojích při větších sériích nebo ručním Fig. 10. Residual strength of a sand with Obr. 12. Vliv přísad žíhaného kaoliniticpěchováním v menších slévárnách nebo quartz base sand and water glass kého jílu a bauxitu na zbytkovou (CO2 process) [1] při kusové výrobě. pevnost II. maxima, (1) CT směs Ekonomicky významná je spotřeba plyns žíhaným jílem ZII, (2) CT směs s  bauxitem a jílem ZII, (3) CT ného oxidu uhličitého. Teoretická sposměs s bauxitem [1] třeba CO2 je 0,266 % na množství směFig. 12. Influence of ingredients of annealed si, pokusně zjištěná spotřeba 0,32 % kaolinitic clay and bauxite on rea maximálně přípustná spotřeba je 1 % sidual strength of the IInd maximum, (1) CT sand with annealed ZII clay, CO2 na množství směsi. Při vyšších spo(2) CT sand with bauxite and ZII clay, třebách je to už plýtvání [3]. Skutečnost (3) CT sand with bauxite [1] ve slévárnách je taková, že dochází k několikanásobnému přefoukání proti teoretické spotřebě (až 9 % [2]). Je to neekonomické a současně technologicky nepříznivé, dochází ke snížení pevnosti a zvýšení otěru. Přebytečný CO2 způsobuje dehydrataci gelu, vzniká napětí, které relaxuje vznikem trhlin, snižuje se pevnost a zvyšuje otěr [1]. Obvyklé složení CT směsí: – ostřivo 100 hm. d.; Obr. 11. Vliv látek obsahujících Al2O3 na – 4,0–6,0 hm. d. vodního skla 48/50 °Bé; II. maximum zbytkových pev- – 0–2 hm. d. přísada na ostřivo. ností a cristobalitickou expanzi, (1) CT směs se šamotem, (2) CT Pevnosti v tlaku jsou obvykle v rozmezí směs s  korundem, (3) CT směs Obr. 13. Vliv modulu vodního skla na pev- 1,5–2,0 MPa. Vliv dávkování vodního s  kalcinovaným Al 2 O 3 , (4) C T nost v tlaku při vytvrzování CO2 , skla a vliv modulu v závislosti na době směs s jílem ZII [1] (1) 4 % pojiva s modulem 2,0, vytvrzování plynným CO2 na pevnosti Fig. 11. Influence of substances containing (2) 4 % pojiva s modulem 2,5, Al2O3 on the II nd maximum of re(3) 6 % pojiva s modulem 3,0 [2] v tlaku dokládá obr. 13. sidual strengths and cristobalitic Fig. 13. Influence of water glass module on K významným dodavatelům vodního skla expansion, (1) CT sand with fireclay, compression strength at hardening na český a slovenský trh patří Vodní sklo, (2) CT sand with corundum, (3) CT by CO2, (1) 4% binder with module sand with calcined Al 2O3, (4) CT 2.0, (2) 4% binder with module 2.5, a.s., a SAND TEAM, spol. s r.o.


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

vykazují při skladování výrazné zpevnění. Pojivo si v praxi našlo uplatnění jako náhrada technologie CO2 rezol s následujícími přednostmi [6]: – vyšší primární pevnost po vytvrzení CO2; – při lití nevznikají nebezpečné exhalace; – nevznikají draselné soli (K 2CO3), které při vyšší koncentraci jader v  bentonitových formách mohou vést k  přeaktivaci montmorillonitu a poklesu pevnosti v  zóně kondenzace vody. Za přípustnou koncentraci jádrové směsi v jednotné bentonitové směsi je považováno 10 %; – dobrá vstřelovatelnost jader a skladovatelnost; – dobrá rozpadavost. Pojivo Desil® J si našlo uplatnění ve slévárnách hliníku a litiny s lupínkovým grafitem.

s označením GEOTEK, jsou kapalné a práškové. Rozpadavost jader po odlití je obdobná jako u směsí alkalický rezol vytvrzovaný plynným CO2. Akcelerátor výrazně zlepšuje rozpadavost jader po odlití při teplotách kolem 800 °C. Typ této přísady se volí podle požadavků na vlastnosti směsí a vyráběných jader a v závislosti na použitém ostřivu. Směs je možno skladovat 24 h beze změny kvality při dostatečném zabránění přístupu vzduchu. Akcelerátory urychlují vytvrzení jader a snižují spotřebu CO2. Proti vodnímu sklu se doba vytvrzování zkrátí, v porovnání s technologií rezol CO2 je potřeba vytvrzování delší. Pro účinnější vytvrzování je možno využít cyklování proudění plynného CO2 přes jádro, nebo ředění CO2 vzduchem a případně využít ohřev CO2. Voda v pojivu je pevně vázaná a zmenšuje nebezpečí vzniku Dilab® (Vodní sklo, a.s.) bublin z důvodu vznikajících vodních par. Jádra vykazují nízkou Pojivo Dilab® je na bázi Na silikátu s vysokou rozpadavostí plynatost. zvláště za vyšších teplot 600 až 1000 °C [13]. Složení směsi pro výrobu jader technologií GEOPOL® CO2: – ostřivo 100 hm. d.; Jde o anorganické pojivo se strukturní úpravou báze alkalic– pojivo GEOPOL® 510, dávkování 2,3 až 3,0 hm. d.; kého křemičitanu (substitucí křemičitanových a fosfátových – akcelerátor GEOTEK, dávkování 0,5 až 0,8 hm. d. na ostřivo. tetraedrů), vytvrzované chemickou cestou (CO2 proces, ST směsi, estery). Vysoká primární pevnost u ST směsí umožňuje Použití akcelerátorů: snížení koncentrace pojiva pod 3 %, při použití regenerátu – akcelerátor GEOTEK 007 je základní typ, který se používá do 80 %. Po odlití má forma/jádro velmi dobrou rozpadavost ve směsích s geopolymerním pojivem, vytvrzovaných půi po tepelné expozici na vysoké teploty (oblast II. maxima) [6]. sobením CO2. Používá se především pro ostřiva křídového původu, jako např. Provodín, Střeleč; – akcelerátor GEOTEK 001 se používá především pro ostřiva Dorsil® V (Vodní sklo, a.s.) Pojivo Dorsil® je univerzální křemičitanové slévárenské pojivo z  lokalit Šajdíkove Humence (Slovensko), Badger Mining určené pro výrobu forem a jader technologií CT a ST [13]. (Polsko), Szczakowa (Polsko); – pro potřeby vyšších počátečních pevTechnologie GEOPOL® CO2 ností a zajištění dobré rozpadavosti (SAND TEAM, spol. s r.o.) při vyšších teplotách (v oblasti teplot Anorganický geopolymerní systém je II. maxima) se používá přísada akcepoužitelný i pro výrobu jader, případně lerátoru GEOTEK 005. i forem, vytvrzovaných zásahem zvenčí Do směsí není vhodné přidávat vodu (jako pomocí plynného CO2. Pojivem je anorje běžné u směsí s vodním sklem), zhorganický geopolymerní prekurzor s nízšují se tak vlastnosti vytvrzené směsi. kým stupněm polymerace. Pro směsi Schéma výroby jader ze směsi vytvrzovytvrzované CO2 je optimální pojivo vané plynným CO2 je znázorněno na GEOPOL® 510. V řadě sléváren se osvědobr. 14. Pro přípravu jádrové směsi lze čilo pojivo GEOPOL® 515. Tvrdidlem je využít dávkový (kolový, s-mísič) nebo plynný oxid uhličitý. Během procesu vyprůběžný mísič. Nejčastěji se jádra vyrátvrzovací reakce plynným CO2 dochází bějí vstřelováním na vstřelovacích stroke zvýšení polymerace a vzniku anorgajích při větších sériích nebo ručním pěnického polymeru. chováním v menších slévárnách nebo při Obr. 14. Schéma výroby jader – technologie GEOPOL® CO2 Pro dosažení vyšších okamžitých pevnoskusové výrobě. Obr. 15, 16 a 17 předFig. 14. A scheme of core manufacture— tí a také pevností při skladování jader se stavují snímky jader vyrobených na vstřeGEOPOL® CO2 technology do směsi mohou přidávat akcelerátory lovacím stroji a odlitku z LLG.

Obr. 15. Velké jádro vyrobené na vstřelovacím stroji Fig. 15. A big core manufactured at shooting machine

366

Obr. 16. Malá jádra vyrobená na vstřelovacím stroji, dávkování: 100 hm. d. ST55, 3 hm. d. GEOPOL® 515, 0,7 hm. d. Geotek 007 Fig. 16. Small cores manufactured at shooting machine, batching: 100 weight parts of ST55, 3 weight parts of GEOPOL® 515, 0.7 weight parts of Geotek 007

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Obr. 17. Odlitek z LLG, jádro vyrobeno technologií GEOPOL® CO2 Fig. 17. A GJL casting, the core manufactured by GEOPOL® CO2 technology


A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

S a m o t v r d n o u c í s m ě s i (ST s m ě s i) Samotvrdnoucí směsi jsou vytvrzovány reakcí, která probíhá mezi pojivem a tvrdidlem. V současné době je nejrozšířenější výroba forem a jader ze směsí, kde je jako pojivo vodní sklo (modifikované) a jako tvrdidlo kapalné estery. Technologií na vzestupu jsou směsi, kde se používá geopolymerní pojivo a jako tvrdidlo také kapalné estery. Ze sléváren zcela vymizely směsi s  práškovými tvrdidly jako C2S, C3S, ferosilicium aj. S pokrokem techniky se začínají uplatňovat 3D tiskárny pro výrobu forem a jader.

Vodní sklo – ester Pojivem u této technologie je vodní sklo a tvrdidlem kapalné estery, v současné době nejčastěji estery kyseliny octové, diacetin a triacetin nebo rychlejší ester kyseliny uhličité, propylenkarbonát. Pro směsi vodní sklo – ester jsou nejčastěji využívána křemenná ostřiva, bez omezení je možno používat také nekřemenná ostřiva jako chromit, lupek, dunit, Kerphalite, LK-SAND®, olivín a v minulosti šamot, magnezit, chrommagnezit. Příprava směsi je možná na dávkovém mísiči, avšak příprava směsi pomocí průběžného mísiče je v současné době nezbytností (produktivita, kvalita směsi, manipulace). Moderní průběžné mísiče umožňují připravit směs s konstantní dobou rozeVa z n é s m ě s i s   vo d n í m s k l e m bírání. Řídicí systém mísiče zaznamenává teplotu ostřiva vstua bentonitem pujícího do mísiče (případně i teplotu okolí) a podle přednastavených parametrů mění poměr rychlého a pomalého tvrdidla. Tato technologie je v  podstatě českou specialitou, která se Vytvrzování směsi vodní sklo – ester má tři stadia (obr. 18). v některých slévárnách stále používá. Základem směsi je vodPrvní stadium (I) se nazývá inkubační doba, v této etapě doní sklo a bentonit. Tyto směsi byly zavedeny do českých sléváchází ke štěpení esterů na alkohol a kyselinu. Délka tohoto ren oceli začátkem 60. let na základě vynálezu Ing. Rottera stadia závisí na obsahu volné vody a typu esteru. Inkubační (Šmeralovy závody, Brno). doba v podstatě určuje zpracovatelnost směsi. V tomto staPřínosem této technologie bylo významné zvýšení produktidiu je směs sypká, má nízkou vaznost, pevnosti nevzrůstají. vity práce a možnost vyrábět těžší odlitky, od 300 kg a více. Formování má být dokončeno během tohoto stadia. Ve stadiu Nevýhodou vazné CT směsi proti samotvrdnoucím směsím plasticity (II) začínají nabíhat pevnosti. Plastický stav umožňu(hlavně furanové, alkalicko-fenolické), které téměř tuto techje uvolnit i velmi komplikované modely a rozebrání jaderníků. nologii nahradily, je především větší pracnost, pomalé vytvrVe třetím stadiu (III) končí plastický stav a forma/jádro získává zování (až 48 h), nízká produktivita, nižší rozměrová přesnost požadovanou pevnost [1], [3]. a vyšší požadavky na kvalifikované pracovníky. Obvyklé složení směsi vodní sklo – ester: Proces vytvrzení směsi je fyzikálně-chemický. K vytvrzování – ostřivo 100 hm. d.; vodního skla dochází působením bentonitu, vzdušného CO2 – pojivo vodní sklo 48/50 °Bé, dávkování 2,5 až 3,5 hm. d.; a dehydratací. Vodní sklo se volí co nejvíce alkalické o hustotě – tvrdidlo, dávkování 12 až 14 hm. d. na množství pojiva (dle 50/52 °Bé a modulu 2,2 až 2,4. Alkalita se zvyšuje také příliteratury 8 až 12 hm. d.). davkem hydroxidu sodného [14]. Pevnost směsi po 24 h 1,5 až 2,0 MPa Obvyklé složení směsi: v ohybu. – 6,0 až 6,8 hm. d. vodního skla Největší a nedoceněnou předností tech50/52 °Bé; nologie je hygienická nezávadnost – 2,7 až 3,8 hm. d. bentonitu; a fakt, že jen minimálně zatěžuje životní – až 0,2 hm. d. hydroxidu sodného prostředí. (40 %). Nevýhodou technologie je horší rozpaPříprava směsí je výhradně v dávkových davost jader a forem (způsobená vysomísičích, nejčastěji v kolových. kou sekundární pevností), obtížná regeTato technologie pravděpodobně nemá nerovatelnost vratné směsi (vlivem dobrou budoucnost. Je náročná na vlastkohezního charakteru destrukce pojivoní technickou přípravu, vyžaduje zručvé obálky) a využití regenerátu zpět pro nost a zkušenosti pracovníků, kterých se výrobu forem a jader (přítomnost octanu už nedostává, jisté požadavky jsou na sodného při použití esterů kyseliny ocvýrobní zařízení, produktivita není roztové). Nezbytností pro odstranění pojiObr. 18. Průběh vytvrzování směsi vodní hodně předností. Je však možné, že sklo – ester [1] vové obálky z povrchu ostřiva je zařazeFig. 18. Hardening course of a mixture of např. díky šetrnosti k pracovnímu a žiní druhého stupně regenerace (vodní, water glass—ester votnímu prostředí přetrvá i nadále. mechanická, pneumatická).

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

367

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Geopolymery se uplatňují jak v českých a slovenských, tak i v zahraničních slévárnách (německých, polských, anglických, egyptských, amerických atd.) litiny, oceli a slitin hliníku a mědi. Charakter geopolymerní zrnové obálky zaručuje dobrou rozpadavost po odlití. V oblasti nízkých teplot při odlévání hliníkových slitin je rozpadavost po odlití lepší než u organických pojivových systémů. Přednosti technologie GEOPOL® CO2: – pojivový systém je šetrný k životnímu prostředí a k pracovníkům slévárny; – nízké dávkování pojiva (podobné jako u technologie rezol CO2); – po 24 h skladování dosahují pevnosti úrovně 0,8 MPa ve střihu, tato pevnost neklesá ani po dlouhodobém skladování; – velmi dobrá rozpadavost po odlití; – technologie není náchylná k tvorbě bublinatosti a výronků na odlitcích; – voda ve vytvrzeném pojivu je pevně vázána a zmenšuje nebezpečí vzniku bublin z důvodů vznikajících vodních par; – u velkých jader nedochází k segregaci volné vody do spodních částí jader jako u směsí s vodním sklem; – směsi jsou vhodné pro výrobu jader vstřelováním; – směsi nemají sklon k přetvrzení působením CO2.

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

V současné době je jen několik sléváren využívajících tuto „pro životní a pracovní prostředí příznivou“ technologii, nejvýznamnější slévárnou je tak ZPS – SLÉVÁRNA, a. s. Nedávno tuto technologii opustily dvě významné české slévárny a přešly na furanové směsi. K významným dodavatelům vodního skla na český a slovenský trh patří Vodní sklo, a.s., a SAND TEAM, spol. s r.o. Ve slévárnách jsou používána modifikovaná vodní skla. Popis jednotlivých typů je v části CO2 proces. Pojivové systémy: – DESIL® J (Vodní sklo, a.s.); – Dilab® (Vodní sklo, a.s.); – Dorsil® V (Vodní sklo, a.s.); – vodní sklo (SAND TEAM, spol. s r.o.). K dalším známým pojivům patří např. SOLOSIL (Foseco).

rovněž ovlivňuje dobu rozebírání. Lze tedy konstatovat, že vhodným výběrem nebo kombinací tvrdidel lze nastavit požadované parametry pro konkrétní výrobu. Schéma výroby forem a jader ze samotvrdnoucí směsi je znázorněno na obr. 19. Příprava: průběžný, případně dávkový mísič. Dávkování: pojivo 1,4 až 2,0 hm. d., tvrdidlo 14 až 18 hm. d. na množství pojiva. Zhutnění: ruční pěchování, zhutňovací stoly. Pevnost: nové ostřivo: 1,4 až 1,8 MPa v ohybu za stude na po 24 h, regenerát 85/15: 1,4 až 1,8 MPa v ohybu za studena po 24 h. Regenerace: primární mechanická nebo i sekundární stupeň. Využití regenerátu: primární mechanická do 70 %, sekundární stupeň až 85 % (90 %) pro jednot nou směs.

Technologie GEOPOL® ST Jde o technologii samotvrdnoucích směsí pro výrobu forem 3D tisk a anorganická pojiva a jader. Geopolymerní pojivo pro tuto technologii je čirá visJiž několik let si hledají ve slévárenství místo 3D tiskárny, téměř kózní kapalina s nízkým stupněm polymerace. Působením výhradně ve spojení s organickými systémy. Na řadu přichátvrdidla se zvyšuje stupeň polymerace a dochází k  tvorbě zejí také anorganické systémy, např. 3D tiskárny firmy voxeljet polymeru s vysokou pojivou schopností. a Hüttenes Albertus. Průběh polymerace tohoto pojiva je zcela odlišný např. od Formy a jádra jsou tvořeny tenkými vrstvičkami směsi. Ostřivo gelace vodního skla. Vodní sklo působením esterového tvrdije ošetřené anorganickým pojivem, přetištěno tekutou složkou dla vytvoří po uplynutí inkubační doby prakticky v  jednom a dochází k aktivaci pojiva. Postupuje se vrstva po vrstvě do okamžiku gel. V gelu se uzavře veškerá kapalná fáze. Během požadovaného tvaru. Vyrobené formy a jádra se vysouší v peci stání gelu pak dochází k jevu označovanému jako synereze, a poté jsou připraveny k odlévání [15]. při němž dochází k vydělování kapalné fáze z gelu. Množství S m ě s i v y t v r z ova n é t e p l e m , v ý r o b a j a d e r vycezené kapaliny se pohybuje kolem 10 až 15 % a odpovídá obsahu volné vody koloidního roztoku. Počátek nového tisíciletí je ve znamení nástupu nových anorU geopolymerního pojiva dochází působením tvrdidla k poganických systémů usilujících o výrazný zásah do skladby stupné polymeraci, takže postupně kapalina zvyšuje viskozitu užívaných pojivových systémů. Zpřísňující se požadavky státa mění se v pevnou látku, polymer. Nedochází k žádné syneních orgánů, sílící nároky zákazníků na užívání příznivějších rezi. Výsledkem procesu polymerace je pevný anorganický technologií, zajištění hygienických pracovních podmínek polymer s charakteristickou strukturou (obr. 6). Voda je uzav průběhu celého výrobního cyklu a minimální ovlivňování vřená uvnitř pevného anorganického polymeru. životního prostředí jsou faktory, které usnadňují cestu k dalGeopolymerní pojivo má vysokou pojivou schopnost. Možnost šímu prosazování. Anorganické systémy vytvrzované chenízkého dávkování geopolymerního pojiva do samotvrdmickou cestou, nejčastěji oxidem uhličitým nebo pomocí noucích směsí potvrzují i dlouhodobé zkušenosti ze sléváren, tvrdidel, neumí plně využít své pojivové schopnosti. Naproti kde je geopolymerní pojivový systém používán. Pro dosažení tomu fyzikální postupy vytvrzování teplem zhodnotí pojivopotřebných provozních pevností a vlastností forem a jader vé schopnosti efektivněji (obr. 4). Pevnosti dehydratovaných stačí dávkování 1,4 až 1,8 hm. d. pojiva ve směsích s novým směsí jsou o řád vyšší [16]. pískem a ve směsích se 75 až 100 % regenerátu je dávkováno V současné době se ve slévárenství prosazují tři typy anorga1,8 až 2,0 hm. d. pojiva. nických pojiv: alkalické silikáty (včetně modifikovaných), Významným parametrem u všech samotvrdnoucích směsí je alkalické alumosilikáty (geopolymery) a anorganické soli doba zpracovatelnosti směsi a doba rozebírání. Pro laboratorv roztoku. ní i provozní měření doby zpracovatelnosti se osvědčuje jako velmi praktická metoda měření pomocí Tyto postupy se prosazují pro výrobu vaznoměru. Na zkušebních tělíscích i na jader a přednostně velkosériovou výrobu konkrétních formách či jádrech lze v popro automobilní průmysl. Nespornou čátečních fázích vytvrzování rychle výhodou technologií anorganických a snadno měřit nárůst pevností v závispojiv vytvrzovaných teplem jsou příznilosti na čase. Poměr doby zpracovatelvé environmentální vlastnosti. V  každé nosti a doby rozebírání je srovnatelný se fázi výroby dochází ke zlepšení pracovstávajícími organickými a anorganickými ního prostředí s ohledem na organické pojivovými systémy (alkalické fenolické pojivové systémy používané v minulosti systémy, furany, vodní sklo – ester). a aktuálně nahrazované. Jedná se téměř Dobu zpracovatelnosti samotvrdnouo bezemisní technologie. Další přednoscích směsí s geopolymerním pojivovým ti technologie vytvrzování teplem jsou systémem lze nastavit vhodným kapalnásledující: Obr. 19. Schéma výroby forem a jader ným tvrdidlem, používají se tvrdidla řady – Během přípravy směsi, vstřelování, při technologií GEOPOL® ST SA nebo nová řada tvrdidel GEOFIX. manipulaci, skladování a při odlévání Fig. 19. A scheme of moulds and cores manufacture by GEOPOL® ST techZpracovatelnost směsi je možno nastavit se netvoří žádné emise, kouř, zápach, nology v rozmezí od 2 do 90 min. Typ tvrdidla žádné BTEX, žádné PAU, žádné aminy.

368

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

AWB Technologie AWB (Anorganische Wasserglasbinder) pro výrobu jader je založena na pojivovém systému na bázi sodného vodního skla. Proces vytvrzování jader je čistě fyzikální dehydratací bez chemické reakce. Proces je vratný (reverzibilní), je tedy možná jednoduchá regenerace směsí. Dehydratace je v kombinaci vyhřívaného jaderníku, vakua a mikrovlnného sušení. Pojivo bylo rozsáhle zkoušeno na Univerzitě Duisburg – Essen a v laboratořích Hydro Aluminium. Technologií AWB bylo vyrobeno mnoho hliníkových odlitků hlav válců gravitačním litím do kokil pro ověření vhodnosti pro sériovou výrobu. Vývoj technologie byl zahájen v roce 1995, v roce 1996 byl podán první patent a v roce 2000 zahájena první sériová výroba hlav válců. V roce 2017 je realizována sériová výroba pro automobilní části (BMW, VW, Mercedes Benz aj.) [17]. Modifikovaný alkalický silikát má sníženou viskozitu, což přináší lepší vstřelovatelnost. Odsáváním vodní páry je umožněno zkrácení času přeměny sol – gel. Dále ještě následuje mikrovlnné dotvrzení jader. Po vychladnutí na teplotu okolí má jádro svou maximální pevnost a lze ho použít k odlití. Výhody této technologie [17]: – zvýšení produktivity; – jádra neobsahují vodu, jsou dobře skladovatelná; – velmi hladké povrchy odlitků; – omezeno riziko vzniku vad způsobených plynem, viz obrázek vývinu plynů (obr. 20); – netvoří se soda, tzn. netvoří se skelná fáze ani při vyšších licích teplotách; – vratnost vytvrzovací reakce (výhoda pro čištění odlitků a regeneraci); – vynikající vytloukatelnost jader; – vyšší pevnosti než u CO2 procesu; – možná kombinace s jednotnou bentonitovou směsí; – při kokilovém odlévání není nutné čištění kokily (nezanáší se kondenzáty); – při odlévání nevznikají žádné škodlivé kouře, emise; – snížené náklady na odsávání a čištění vzduchu; – snížené/žádné náklady na odpady; – jednoduché dávkování tekutého pojiva; – kromě odlitků ze slitin hliníku (obr. 21) se dosahuje velmi dobrých výsledků také u odlitků litinových, ocelových i jiných kovových slitin.

Po mechanické regeneraci zůstává v regenerátu asi 30 % pojiva, je možná úspora pojiva při přípravě nové směsi. Vratná směs se znovu aktivuje přidáním vody do regenerátu a přispěje k pojení nové směsi. Typ pojiva: Příprava: Dávkování: Zhutnění: Vytvrzování: Pevnost:

nízkoviskózní modifikované vodní sklo. dávkový mísič. pojivo 1,5 až 2,5 hm. d. + přísada. vstřelovací tlak 0,3–0,6 MPa. vyhřívaný jaderník 140–180 (200) °C po dobu 10–60 s, mikrovlnné dotvrzení. až 3,5 MPa v ohybu po vychladnutí.

BeachBox® Pojivový systém BeachBox® je anorganický materiál založený na solích, vyvinutý ve dvou generacích jako pojivo LK600 a LK700. Pojivem je práškový MgSO 4 a polymer hydroxy boritan hořečnatý a ve druhé generaci kapalná směs silikátů, sulfátů a anorganických přísad [2]. Typ pojiva: Příprava: Dávkování: Zhutnění: Vytvrzování: Pevnost:

LK 600: MgSO 4 práškový a polymer hydroxy boritan hořečnatý, LK700: kapalná směs silikátů, sulfátů, anorganických přísad. dávkový mísič. LK600 pojivo 2,0 až 3,0 hm. d., voda 1,0 až 2,0 hm.d. na ostřivo, LK700 pojivo 2,5 až 3,5 hm. d. vstřelovací tlak 0,4 až 0,6 MPa. vyhřívaný jaderník 140 až 160 °C po dobu 10–20 s, horký vzduch 80–100 °C. 2,5 až 3,5 MPa v ohybu za studena po 24 h.

Systém s čistým síranem hořečnatým přinášel řadu problémů, zejména s řízením vlhkosti. To vedlo k paralelnímu vývoji pojiva a zařízení, integrovaný systém pojivo–stroj se nazývá BeachBox® proces. Jádrová směs se připravuje v utěsněném mísiči přímo nad vstřelovacím strojem. Při přípravě se jádrová směs ohřívá na teplotu 70–100 °C. V tlakově utěsněném mísiči je zabráněno předčasnému vytvrzení směsí osycháním. Jádrová směs se vstřeluje do jaderníku, který je vyhříván na 130–150 °C a následně dochází k  vypařování vody z jádra. Proces vytvrzování se urychluje profukováním směsi v jaderníku horkým vzduchem nebo odsáváním vzduchu z jaderníku. Vyhřívání jaderníku je možné elektricky nebo plynem. Jaderníky jsou hliníkové nebo litinové. Je možné i mikrovlnné vytvrzování. Předností směsi je vysoká tekutost, proto má využitelnost hlavně pro tenkostěnná a složitá jádra. Naopak nedostatkem je nižší pevnost jader. Odjádrování je možné buď za sucha, nebo rozpouštěním ve vodě. Směs je možno regenerovat. Vývoj tohoto pojivového systému byl přerušen [2]. Cast clean Cast clean je pojivový systém vyvinutý na TU Bergakademie Freiberg v Německu. Pojivo je modifikovaný jednokomponentní alkalický silikát (vodní sklo), které obsahuje anorganická i organická aditiva. Vytvrzování probíhá fyzikální cestou (horký jaderník a profukování horkým vzduchem). Pojivo je možno vytvrzovat i chemickou cestou (CO2 proces, ST směsi). Možné jsou kombinace obou postupů. Tato technologie je využitelná pro jádra i formy pro odlévání slitin hliníku, mědi, ale také pro litiny s lupínkovým grafitem a oceli. Nabízí ekonomické výhody, zlepšenou rozpadavost a regenerovatelnost.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

369

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

– Výrazně jsou potlačeny emise oxidu uhličitého. – Na kokilách se netvoří žádné nánosy, není nutno je čistit, prodlužuje se životnost nástrojů. – Je možno vyrábět vysoce kvalitní odlitky složitých tvarů. – Kvalita odlitků je srovnatelná a v některých případech dokonce lepší ve srovnání se stávajícími organickými systémy. Jádra vyrobená technologií anorganických pojiv mají potenciál pro další zmenšování rozměrů odlitků při zachování výkonu. – Anorganické pojivové systémy vyžadují investice do nové výrobní technologie, ale na druhé straně přinášejí úspory formou snížení potřeby odsávání, není nutné čisticí zařízení (pračka), nejsou nutné neutralizační roztoky, odpadá likvidace těchto roztoků a úměrně je snížena hladina hluku. Snižují se náklady na čištění kokil a na pomocné materiály. Prodloužená životnost nástrojů přináší také úsporu nákladů. – Ukazuje se, že pracovníci pracující s anorganickými systémy se nechtějí vracet k práci s organickými pojivy. – Výhody související s výrobou a výhody z pohledu životního prostředí dávají těmto technologiím ekonomický smysl.

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Obr. 23. Jádro vodního pláště vyrobené pomocí anorganického pojiva [19] Fig. 23. A core of water jacket manufactured with the use of inorganic binder [19]

Obr. 20. Vývin plynů při odlévání; srovnání pojivových systémů: organického cold box amin, hot box a anorganického pojiva [17] Fig. 20. Gas generation during casting; comparison of binder systems: organic cold box amine, hot box and inorganic binder [17]

Obr. 24. Porovnání tvorby emisí při odlévání: vlevo technologie PUR cold box amin, vpravo Cordis [19] Fig. 24. Comparison of emission formation during casting: PUR cold box amine technology (left), Cordis (right) [19]

Cordis (Hüttenes-Albertus GmbH) Anorganický pojivový systém Cordis je zcela anorganický dvousložkový systém skládající se z pojiva Cordis a aditiva Anorgit. Pojivem je modifikovaný silikátový roztok a rozpouštědlem je voda. Pojivo má nízkou viskozitu 20–59 mPa · s a hustotu asi 1,1–1,4 g/cm3. Aditivum Anorgit je syntetická anorganická prášková přísada s  objemovou hustotou 400–600 g/dm 3. Přísada se skladuje v suchém prostředí [18]. Pojivo Cordis a přísada Anorgit se smíchají s křemenným ostřivem a promísí. Tato jádrová směs se vstřeluje do jaderObr. 22. Vytvrzení a vznik pojivových můstků u systému: Cordis – pojivo a Anorgit – aditivum [15] níku. Vytvrzování jader probíhá půsoFig. 22. Hardening and formation of binder bridges at Cordis—binder and Anorgit—additive bením tepla jaderníku (150–200 °C), systems [15] uvolňuje se voda (fyzikální způsob vytvrzování). Nejefektivnějším odstraněním vody je proplachování horkým vzduchem o teplotě 140 °C. Přísada Anorgit obsahuje reaktivní částici, která se podílí na chemické vytvrzovací Pevnosti získané fyzikálním vytvrzením leží mnohonásobně výše reakci. Zrna ostřiva se propojují trojrozměrně jako organické než u chemicky tvrzených směsí. Zpočátku se pracovalo předesystémy, vzniká trojrozměrný pojivový můstek (obr. 22) [15], vším s horkým vzduchem. Použití horkých jaderníků předsta[18]. vovalo další vývojový krok. Bylo tak zajištěno zvýšení produktiPro výrobu jader je možné upravit stávající vstřelovací stroj. vity, pevnosti při současně krátké době vytvrzování. Použití Výhodnější je pořídit nový vstřelovací stroj konstruovaný pro horkých jaderníků je odůvodněné jen při sériové výrobě jader. výrobu anorganických jader. V případě, že se přistoupí k úpravě vstřelovacího stroje, je nutné věnovat pozornost zabezpeTyp pojiva: modifikované vodní sklo. čení stroje před sáláním tepla (pohyblivé části, zásobník). Příprava: dávkový mísič. Zásobník a vstřelovací trysky je nezbytné chladit, aby se zaDávkování: pojivo 2,0 až 3,0 hm. d. bránilo osychání směsi. Několik výrobců nabízí dodatečné Zhutnění: vstřelování, pěchování zvlhčování směsi. Vstřelovací trysky by neměly mít průměr Vytvrzování: vyhřívaný jaderník 140–170 °C, horký vzduch. menší než 6 mm. Hmotnost jaderníků je větší než u technoPevnost: 2,5 až 3,5 MPa. Obr. 21. Jádro vodního pláště hlavy válce a odlitek sacího a výfukového potrubí vyrobený technologií AWB [17] Fig. 21. A core of water jacket of cylinder head and a casting of suction and exhaust line manufactured by AWB technology [17]

370

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Typ pojiva: Příprava: Dávkování: Zhutnění: Vytvrzování: Pevnost:

modifikovaný silikátový roztok s nízkou viskozitou (kombinace modifikovaného fosfátu, silikátu a boritanových skupin [2]), rozpouštědlem je voda. dávkový mísič. pojivo 2–2,6 hm. d., aditivum 0,6–1,6 hm. d. na ostřivo. vstřelovací tlak 0,4–0,6 MPa. vyhřívaný jaderník 150–200 °C, horký vzduch 140 °C, doba vytvrzování 20–50 s. až 5,5 MPa v ohybu za studena po 24 h.

Dryset [20] Literární prameny představují také pojivový systém Dryset, ale jsou velmi omezené, v podstatě jen na článek autorů Jasson a Magnier. Dryset je ekologický pojivový systém vyvinutý francouzskou slévárenskou poradenskou kanceláří. Pojivo je založeno na modifikovaném vodním sklu, které umožňuje dosáhnout vysoké pevnosti s nízkým obsahem pojiva a krátkými vytvrzovacími časy. Technologie lze z tohoto pohledu srovnávat s  moderními organickými pojivovými systémy. Vytvrzení je výsledkem dehydratace pojiva při nízké teplotě. Je možno použít jakékoliv materiály nástrojů (kovové, plasty nebo dřevo). Technologie je možno využít pro hromadnou výrobu forem a jader, stejně jako pro středně sériovou nebo kusovou výrobu odlitků.

Typ pojiva: Příprava: Dávkování:

modifikované vodní sklo. planetový mísič, průběžný. pojivo 2,1 hm. d. + přísady, vztaženo na ostřivo AFS 55/60.

Příklad použití směsi. Ostřivo s počáteční vlhkostí 1,1 % se ohřívá v uzavřené nádobě na teplotu 62 °C a promíchává se s pojivem. Po namíchání se zapěchuje jádro (válcové s průměrem 130 mm, 90 mm na výšku o hmotnosti 1800 g). Pěchování v 18litrové vakuované komoře (obr. 25). Cyklus vakuování: 30 s při 100 hPa, 30 s při 45 hPa a 30 s při 30 hPa, celkem 90 s. Jádra mají po rozebrání perfektní protvrzení přes celý průřez, ztráta vlhkosti jádra 0,58 % při rozebrání a 0,68 % po ochlazení na vzduchu. Při použití čerpadla s vyšším nominálním výkonem bude doba vytvrzení kratší. Při ohřevu ostřiva a pojiva na teplotu 50/60 °C je příprava směsi mnohem snadnější, viskozita vodního skla se sníží na desetinu viskozity naměřené při 20 °C. Obalování ostřiva pojivem je velmi krátké. Hydrobond® Pojivový systém byl uveden na trh na veletrhu GIFA 2003. Pojiva byla navržena hlavně pro odlitky ze slitin neželezných kovů. Pojivový systém je rozpustný ve vodě, jde o anorganický systém založený na polyfosfátu sodném. Vytvrzení jádra/ /formy probíhá fyzikální cestou, odstraněním vody. Hlavními složkami pojiva jsou tak soli, voda jako rozpouštědlo a řada přísad, které jsou anorganické povahy. Pro výrobu jader je možno použít tradiční vstřelovací stroje. Profukování jader horkým vzduchem probíhá při teplotě 80 °C [2]. Typ pojiva: Příprava: Dávkování: Zhutnění: Vytvrzování: Pevnost:

vodný roztok polyfosfátu sodného + přísady. dávkový mísič. pojivo 1,2–2,0 hm. d., přísada vody 2,0–3,0 hm. d. na ostřivo. vstřelování. vyhřívaný jaderník 80–100 °C, horký vzduch, doby vytvrzení 20–60 s. 2,4–3,0 MPa v ohybu za studena po 24 h.

Směs po vytlučení/odjádrování je možno zpracovat v mokré regeneraci a je možno zpracovat a využít až 100 % regenerátu. Emise vznikají pouze ve velmi omezeném množství. Nejsou zaznamenány potíže s rozpadavostí po odlití, není zaznamenán výskyt vad. Pevnosti jsou vyšší než u procesu PUR cold box amin. Nevýhodou jsou dlouhé vytvrzovací časy. Pojivový systém se do sléváren zatím výrazně neprosadil.

Obr. 25. Schéma vytvrzování jádra: a), b) odvzdušnění, c) vakuovací čerpadlo Fig. 25. A scheme of core hardening: a), b) deaerating, c) vacuuming pump

INOTEC (ASK Chemicals GmbH) Anorganická technologie INOTEC byla speciálně vyvinutá pro výrobu odlitků ze slitin hliníku, zvlášť pro výrobu bloků motorů a hlav válců odlévaných do kokil. Technologie výroby jader je bez zápachu, bez tvorby nebezpečných emisí během odlévání. Během výroby jader je méně časté čištění zařízení a nástrojů, což znamená vyšší výkon a produktivitu a výhody v podmínkách odlévání, jako rychlejší krystalizace vlivem snížených teplot kokily. Tyto výhody technologie INOTEC jsou velmi dobře známé při srov-

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

371

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

logie PUR cold box amin. Ohřev jaderníků je možný následujícími způsoby: elektricky, párou, kapalinou [18]. Vysušení jader má vliv na jejich skladovatelnost během různých ročních období. Během léta se doporučuje skladovat anorganická jádra při relativní vlhkosti nižší než 50 %, nejlépe pod 30 % při teplotách 20–25 °C. Za těchto podmínek je garantované skladování po dobu pěti pracovních dnů. Anorganický pojivový systém mění materiálový tok výrobou. Vstřelovací stroje se umisťují blízko odlévacího pracoviště. Jádra je možno manipulovat manipulátory, jiný manipulátor začišťuje jádra. Sestavení jader je manuální pracovníky slévárny. Ve výrobě není klasické skladování jader, výroba jader je na principu just-in-time nebo jde o totální propojení. Tento pojivový sytém se používá pro sériovou výrobu jader (obr. 23) a zajišťuje emisně čisté odlitky v automobilkách Volkswagen a Mercedes [15], [18]. Výhody technologie Cordis: – žádné emise a škodliviny (obr. 24) = menší kapacita odsávání; – zvýšení produktivity; – automatizace manipulace s jádry; – kokila se nezanáší kondenzáty; – menší opotřebování nástrojů; – prodloužená životnost kokily; – srovnatelná nebo vyšší kvalita odlitků; – stabilní a spolehlivá výroba; – dobrá rozpadavost; – pro různé aplikace v sériové výrobě pro svou ekonomičnost i s ohledem na emise. Nevýhodou jsou vyšší náklady na energie (ohřev jaderníků a vzduchu, chlazení nástrojů) a náklady na jaderníky (vyhřívání, trysky).

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Obr. 26. Mechanizmus účinku nové generace promotorů [22] Fig. 26. Mechanism of effect of a new generation of activators [22]

Obr. 27. Hlava válce pro šestiválcový dieselový motor a písková jádra [23] Fig. 27. A cylinder head for a six-cylinder diesel engine and sand cores [23]

ného kouře nebo zápachu během výroby jádra a během odlévání. Nedochází k tvorbě kondenzátů na kokile, což znamená méně čištění a nižší náklady. Je nutno poznamenat, že jádra také tvoří plyny při odlévání, anorganická pojiva obsahují určité množství zbytkové vody, která se vypaří při působení tepla. Ze srovnání vývoje plynů při odlévání je u technologie INOTEC patrný významně nižší vývin plynů (obr. 28). Anorganické pojivové systémy není nutno odsávat a vzdušninu dále zpracovávat, což představuje úsporu v investicích. To, že nevzniká žádný zápach při odlévání, znamená velký přínos pro ochranu životního prostředí a také pro ochranu pracovního prostředí ve slévárně. Na obr. 29 je zřejmý rozdíl vývoje plynů u technologie INOTEC a PUR cold box amin. Rychlejší krystalizace odlitků vede k lepším pevnostním vlastnostem odlitků, a tak k velkým možnostem pro další rozvoj [2], [21], [22]. Typ pojiva: Příprava: Dávkování: Zhutnění:

cold box

INOTEC

pojivo je směs silikátů. dávkový mísič. pojivo 2–3 hm. d., protomor 0,2–1,9 hm. d. vztaženo na ostřivo. vstřelovací tlak 0,4–0,5 MPa.

Obr. 28. Vývoj plynů při od- lévání: technologie INOTEC a organický PUR cold box amin [24] Fig. 28. Gas generation during casting: INOTEC technology and organic PUR cold box amine [24]

nání s klasickými organickými technologiemi. Stále více sléváren přechází z organických na anorganické pojivové systémy [21]. INOTEC je anorganický pojivový systém, který je založen na dvou různých složkách – kapalné pojivo INOTEC a pevná složka nazývaná INOTEC Promotor. Mechanizmus účinku promotorů je patrný z obr. 26. Druhá složka není pouze přísada, ale přesněji řečeno složka 2 pojivového systému, která je důležitá pro počáteční pevnost, tepelnou stabilitu, rozpadavost atd. Obě složky se smíchávají dohromady s  ostřivem. Jádra Obr. 29. Srovnání vývoje plynů: vlevo technologie INOTEC, vyrobená technologií INOTEC se vytvrzují v  rozmezí teplot vpravo organický PUR cold box amin [24] Fig. 29. Comparison of gas generation: INOTEC technology (left), 150–210 °C v závislosti na geometrii jádra. Ohřev jaderníku organic PUR cold box amine (right) [24] může být elektrický, nicméně ohřev pomocí oleje činí proces stabilnější, teploty se pohybují v úzkém teplotním rozmezí. Rozhodující pro technologii INOTEC je horký vzduch, kterým se profukuje jádro a urychluje se vytvrzování. Pevnosti jsou dostatečně vysoké pro manipulaci. Jádra jsou křehčí, vzhledem k  povaze pojivového systému je větší afinita k  vodě. Jádra je nezbytné ochránit před vysokou vlhkostí. Technologií INOTEC je možné úspěšně vyrábět složitá jádra (obr. 27), jako vodní plášť Obr. 31. Porovnání vývinu plynů po odlití; vlevo: odlitky bezprostředně po odlití jader, hlavy válců, a to díky průběžné optimatechnologie PUR cold box amin (organické pojivo), vpravo: otevření kokily lizaci produktu a významnému technicbezprostředně po odlití jader GEOPOL® [16] Fig. 31. Comparison of gas generation after casting; left: castings immediately after pouring of kému přizpůsobení designu jaderníku. cores, PUR cold box amine technology (organic binder), right: opening a die immediJe nepochybné, že jádra vyrobená techately after pouring of cores, GEOPOL® technology [16] nologií INOTEC nevedou k tvorbě žád-

372

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Vytvrzování: Pevnost:

vyhřívaný jaderník 150–210 °C, horký vzduch 150–200 °C. 2–4 MPa v ohybu za studena po 24 h.

Typ pojiva: Příprava: Dávkování: Zhutnění: Vytvrzování: Pevnost:

modifikované vodní sklo + prášková přísada. dávkový průběžný mísič. pojivo 2,0 hm. d., přísada 2,0 hm. d. vztaženo na ostřivo. vstřelování. vyhřívaný jaderník 150 °C, horký vzduch. až 4 MPa, srovnatelné nebo vyšší vzhledem k PUR cold box amin.

Pojivo neobsahuje žádné organické složky, vyrobená jádra neuvolňují žádné výpary a během odlévání uvolňují pouze vodní páru. Pojivový systém splňuje požadavky na environmentální výrobu jader, úsporu surovin, zlepšení pracovního prostředí slévárny. Pevnosti jader odpovídají stávajícím systémům PUR cold box amin, v mnoha případech jsou vyšší. Směs má vysokou tekutost, spolehlivě je možno vyrábět složitá, tenkostěnná jádra, např. vodní plášť [25], [26].

cuje na vývoji pojiva pro odlitky z oceli a litiny. Pojivo GEOPOL® W je vhodné pro většinu křemenných i nekřemenných ostřiv. Schéma výroby jader vytvrzovaných teplem je na obr. 30. Příznivý je vliv geopolymerního pojivového systému na pracovní i životní prostředí ve srovnání s organickými pojivovými systémy. Rozdíly mezi anorganickým a organickým pojivovým systémem jsou významné. Při odlévání jader z  technologie GEOPOL® W nedochází k vývinu kouře a zápachu, po rozevření kokily se tvoří jen minimální zápach [16]. Jádra technologií GEOPOL® W je možno vyrábět ve stejném výrobním taktu jako u technologie PUR cold box amin. Vyrobeným jádrům není nutno věnovat nadstandardní péči, jádra lze opatřovat běžnými nátěry. Skladování jader je možné za běžných podmínek bez vlivu na výslednou kvalitu odlitků, nedochází k  deformaci jader. Významné je potvrzení velmi dobré rozpadavosti jader po odlití a podstatné zkrácení doby odjádrování (odlitky ze slitin hliníku) [16] (obr. 31). Typ pojiva: geopolymerní pojivo. Příprava: dávkový mísič. Dávkování: pojivo 1,4–2,0 hm. d., akcelerátor 0,3–0,9 hm. d. na ostřivo Zhutnění: vstřelovací tlak 0,3–0,6 MPa Vytvrzování: vyhřívaný jaderník 100–200 °C, horký vzduch 90–200 °C, možné je i mikrovlnné dotvrzení. Pevnost: až 4,5 MPa v ohybu za studena po 24 h. Možnost aplikovat lihové nátěry. Dávkování pojiva 1,8 hm. d. a 0,5 hm. d. akcelerátoru zaručuje dosažení optimálních pevností, což bylo potvrzeno provozním ověřováním a výrobou. B u d o u c n o s t a n o r g a n i c k ýc h p o j i v

Rok 2017 je rokem 70. výročí patentu dr. Petržely (prosinec Technologie GEOPOL® W (SAND TEAM, spol. s r.o.) 1947). V období 60.–80. let se vodní sklo rozšířilo téměř do Pojiva technologie GEOPOL® W jsou určena pro výrobu jader, všech sléváren. V 80. letech se začínaly více prosazovat orgakterá jsou vytvrzována teplem. U této technologie proběhne nické pojivové systémy a v 90. letech byl drtivý nástup dovytvrzování fyzikální cestou – dehydratací. Technologie je vršen. Začátek tisíciletí, jak uvádějí mnozí slévárenští odborvhodná pro sériovou až hromadnou výrobu jader. Celá techníci, je ve znamení renesance anorganických systémů. Stanou nologie je čistě anorganická a má tedy minimální vliv na životse anorganické systémy standardem? Bude se odlévat zcela ní prostředí a zaručuje příznivé hygienické podmínky [16]. bez emisí? Vše k tomu spěje. Přísnější emisní limity, rostoucí Princip této technologie spočívá ve vstřelení směsi do vyhřáceny energií a surovin (organických, furanu aj.) jsou motorem tého jaderníku a vytvrzení směsi teplem jaderníku za soupro další vývoj a inovace. Věříme, že se anorganické systémy časného profukování jaderníku teplým vzduchem. Vhodná stanou standardem bezemisních sléváren a současně udržitelteplota jaderníku a teplého vzduchu se pohybuje v rozmezí ných, energeticky přijatelných a zdrojově stabilních sléváren100 až 200 °C. Použití teplot 150 až 200 °C umožňuje dosáhských procesů a naplní se prohlášení, že již nebude postavena nout dlouhou skladovatelnost jader a zabraňuje zpětnému žádná jaderna na bázi organiky. navlhání. Dehydrataci lze dosáhnout také mikrovlnným vytvrzováním. Uplatnění anorganických systémů pro Doporučeno je použít práškovou přísadu výrobu jader je na vzestupu. Například GEOTEK W, která příznivě působí na v Německu významně roste spotřeba sníženou navlhavost jader a zvýšení pevanorganických pojiv a za posledních nosti za tepla i za studena. několik let se několikanásobně zvýšila. Při srovnání s technologií PUR cold box Některé slévárny úspěšně zavedly anoramin je dosahováno srovnatelných ganické systémy do sériové výroby. Přesa vyšších pevností při stejných nebo to anorganika tvoří poměrně malý podíl kratších vytvrzovacích časech, rozpadapoužívaných pojivových systémů. Za jeho Vytvrzení teplem jaderníku a teplým vost jader po odlití je výrazně lepší. Pevzvyšováním stojí jen procesy vytvrzované vzduchem nosti jader a další vlastnosti závisí na teplem pro sériovou výrobu jader pro složení směsi a na parametrech výrobautomobilní odlitky ze slitin hliníku. Sléních procesů. Pevnosti v ohybu po vytvrvárny po celém světě následují tento zení a vychladnutí dosahují až 4,5 MPa. trend výroby odlitků. Obr. 30. Schéma výroby jader technologií Velmi dobrých výsledků je dosahováno GEOPOL® W Anorganické samotvrdnoucí systémy Fig. 30. A scheme of core manufacture using při výrobě odlitků ze slitin hliníku a nežev rozšiřování do sléváren významně poGEOPOL® W technology lezných kovů. V současné době se prakulhávají. Přitom technologie jsou k dis S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

373

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

SOLOSIL TX (Foseco) Anorganický pojivový systém pro vytvrzovaní teplem. Kombinuje výhody organických pojivových systémů s ohledem na pevnost a produktivitu s výhodami silikátových pojiv a jejich šetrnosti k životnímu prostředí. Pojivový systém je dvousložkový. Pojivem je modifikované vodní sklo s modulem 2,0 a 2,4. Kapalné pojivo je doplněno práškovou přísadou – jemným práškem skládajícím se z  různých minerálů. Nastavení vlastností směsí je možné pouze změnou těchto dvou složek pojivového sytému.

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

pozici; možná nejsou legislativní tlaky dostatečné a důrazné, globální dodavatelé se stále drží zavedených organických systémů a slévárny nemají dost odvahy na změnu. Pokud se to stane, je to zatím dílem vnějších tlaků na ochranu životního prostředí v dané lokalitě. A naopak, některé české slévárny zavedly organické systémy na úkor anorganických. Převažuje produktivita, ziskovost, „nízké provozní náklady“ nad příznivými pracovními podmínkami, přijatelností pro životní prostředí a „celkovým hospodářským smyslem“. V  některých státech je stav jiný, například Írán. Íránské slévárenství zahrnuje přes tisíc sléváren; částečně vlivem politické a hospodářské izolace, vyspělosti, ale i vztahem k životnímu prostředí a jeho ochraně jsou v íránských slévárnách nejrozšířenějším pojivem vodní skla, používají se jako CO2 proces (i pro výrobu forem). Důležité je směřování čínského slévárenství jako největšího světového producenta odlitků. Čínská vláda dala v tomto směru jasnou politickou i finanční podporu technologiím příznivějším k pracovnímu a životnímu prostředí. Můžeme tedy čekat, že stávající slévárny v krátké době ve velkém změní výrobní technologie. Dále je to ekologický program USA, jehož cílem je změna environmentální stopy slévárenství a podpora příznivých technologií. P. Gröning v článku [15] uvádí: „Evropské země se zavázaly a cítí odpovědnost za to, být průkopníky v otázkách životního prostředí a ochrany klimatu.“ Zajímavý bude další vývoj technologie 3D tisku, spojení této nové progresivní technologie a výhod anorganických pojiv podporuje myšlenku bezemisních, čistých, zdrojově udržitelných a ekonomicky prosperujících provozů. Otázkou tedy zůstává, kdy, jak rychle a v  jakém rozsahu se anorganická pojiva uplatní i v našem prostředí. České slévárenství k  tomu má velmi dobré předpoklady dané historií anorganiky u nás. Anorganická pojiva mají velkou budoucnost, suroviny pro jejich výrobu jsou snadno dostupné, cenově přijatelné, stabilní. Dovolujeme si odhadnout, že nehrozí obrovské cenové výkyvy nebo nedostatek některé suroviny. Navíc slévárenství tvoří jen menší část odběru vyráběných a používaných anorganických pojiv, silikátů, geopolymerů napříč všemi průmyslovými obory. Anorganické pojivové systémy přinášejí podstatné zlepšení pracovních podmínek a ekologických parametrů výroby ve srovnání se současnou praxí. Pomáhají tedy řešit hygienické a environmentální problémy sléváren a jejich dopady na zdraví, bezpečnost pracovníků a celkové dopady na životní prostředí. Prostředí ve slévárnách nebude pravděpodobně nikdy patřit k  nejčistějším provozům, avšak změny ve smýšlení a vhodnou volbou technologií se lze dopracovat ke slévárnám, ve kterých budou okna pečlivě čistá a průhledná a umožní pohled do čistého provozu slévárny. L i t e ra t u ra [1] JELÍNEK, P.: Pojivové soustavy slévárenských formovacích směsí (Chemie slévárenských pojiv). Ostrava, 2004. [2] POLZIN, H.: Inorganic binnders for mould and core production in the foundry. Berlin: Fachverlag Schiele und Schön GmbH, 2014. [3] RUSÍN, K. a kol.: Slévárenské formovací materiály. Praha: SNTL, 1991. [4] MMG | Mecklenburger Metallguss GmbH [online]. Dostupné z: http://www.mmg-propeller.de/en.html. [5] ANTOŠ, P.; A. BURIAN: Vodní sklo. Výroba, struktura, vlastnosti a použití. Ústí nad Labem: SILCHEM spol. s r.o., SAND TEAM, spol. s r.o., 2002. [6] JELÍNEK, P.: Anorganická pojiva si razí cestu do sléváren. Slévárenství, 2012, 60(3–4), 66–70. ISSN 0037-6825.

374

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

[7] ŠKÁRA, F.: Alkalicky aktivované materiály geopolymery. Prezentace přednášky pro betonářskou společnost. Ústav skla a keramiky, VŠCHT v Praze. [8] HOLZER, M.; A. KMITA; R. DAŃKO: Vývoj plynů při tepelném rozkladu formovacích směsí – srovnání anorganických a organických pojiv. Slévárenství, 2015, 63(7–8), 240–247. ISSN 0037-6825. [9] JELÍNEK, P.; F. MIKŠOVSKÝ; J. BEŇO; E. ADÁMKOVÁ: Vývoj technologie výroby solných jader. Slévárenství, 2013, 61(1–2), 28–31. ISSN 0037-6825. [10] CeramTec [online]. Dostupné z: https://www.ceramtec. com/foundry-cores/. [11] JELÍNEK, P.; F. MIKŠOVSKÝ; E. ADÁMKOVÁ: Ovlivňování pevnostních charakteristik solných, ve vodě rozpustných jader. Slévárenství, 2012, 60(3–4), 85–89. ISSN 0037-6825. [12] PETRŽELA, L.: Vodní sklo CO2 proces. Československo, Patent 81931, 12 12 1947. [13] Vodní sklo, a.s., [online]. Dostupné z: www.vodnisklo.cz/cz. [14] FOŠUM, J.: Chemicky vytvrzované směsi s anorganickými pojivy – současný stav využívání v českých slévárnách. Slévárenství, 2012, 60(3–4), 95–97. ISSN 0037-6825. [15] GRÖNING, P.; C. KUHLGATZ: Budoucnost pojivových systémů pro výrobu jader v regionu Německo. Slévárenství, 2015, 63(1–2), 34–36. ISSN 0037-6825. [16] VYKOUKAL, M.; M. PŘEROVSKÁ; A. BURIAN; P. KUBEŠ: Jádra vytvrzovaná teplem – provozní zkušenosti ze zkoušky pojivového systému GEOPOL® W ve slévárně BENEŠ a LÁT, a. s. Slévárenství, 2016, 64(7–8), 236–239. ISSN 0037-6825. [17] STEINHÄUSER, T.: Inorganic binders—benefits—state of the art—actual use. South African Metal Casting Conference 2017. [18] LÖCHTE, K.: Inorganic core production and casting application. 72nd World Foundry Congress, Nagoya, 2016. [19] BOEHM, R.; J. ASAL; B. MUNKER: Cesta k ekonomické a bezemisní slévárně. Slévárenství, 2013, 61(3–4), 124–126. ISSN 0037-6825. [20] JASSON, P.; P. MAGNIER: Dryset: en ecologically sound universal foundry sand binder system. Hommes & Fonderie, 2006, sv. 367, č. srpen/září, s. 32–45. [21] DETERS, H.; K. MASE: Inorganic Technology – The End of Shell Sand. 72nd World Foundry Congres, Nagoya, 2016. [22] MÜLLER, J.; H. DETERS; M. OBERLEITER a kol.: Nothing is impossible—advancements in the field of inorganic binder systems. Foundry Trade Journal International. 2016, January/February, s. 26–30. ISSN 1758-9789. [23] MÜLLER, J.: Inorganic Binder System Sandwiched Between “Technology Push” and “Market Pull”. Giesserei, 2012, 89(2), 52–58. ISSN 0016-9765. [24] INOTEC® New Inorganic Binder for Foundry Serial Production. Congresso Assofond, Vicenza, říjen 2012. [25] Foseco, The new environment-friendly binder system SOLOSIL TX for core making for the mass production of complex cast components, Foseco, 2015, issue 263, s. 15–23. [26] Foseco, SOLOSIL* TX—Inorganic warm set binders, Foseco, 05 2015. [27] BURIAN, A.: Formovací směsi pro výrobu forem a jader – aktuální trendy. Slévárenství, 2012, 60(3–4), 65. ISSN 0037-6825. [28] Interní dokumentace a výrobní předpisy společnosti SAND TEAM, spol. s r.o., Holubice.

Recenzent l Peer-reviewer Ing. Alois Neudert, Ph.D.


V l h ko s t b e nto n i to v ý c h fo r m o v a c í c h s m ě s í

Vlhkost bentonitových formovacích směsí

621.742.4 : 621.742.42 moulding sands—properties

Moisture control is a major task during qualit y control of the unit moulding mix tures. There are three basic rules: a casting has the bet ter sur face, the less water was necessar y for the produc tion of the high- qualit y mould; the higher is the compac tibilit y of the moulding mix ture, the higher toughness of the mould; as much water need to be added into the moulding mix ture so it will be optimally moistened. Optimal moistening depends mainly on the moulding method, on the composition of the moulding mix ture and on the qualit y of mixing.

Ú vo d U jednotných bentonitových formovacích směsí obecně platí několik pravidel: – odlitek má tím lepší povrch, čím méně vody bylo třeba na výrobu kvalitní formy. Proti snaze o minimální vlhkost však mluví druhé pravidlo, které lze v obvykle používaných rozsazích spěchovatelnosti formulovat zhruba následovně: – čím vyšší je spěchovatelnost formovací směsi, tím má forma vyšší houževnatost. Voda v bentonitové formovací směsi je tedy složitý problém a jako vždy ve slévárenství musíme zvolit přijatelný kompromis. Při každém oběhu formovací směsi se odpaří minimálně ⅔ vody, které musíme zpět doplnit. Pokud máme chlazení vratné směsi, pak během přípravy formovací směsi přidáváme vodu v množství přibližně 1,5násobku výstupní vlhkosti. Aby situace nebyla tak jednoduchá, musíme ještě důsledně rozlišovat mezi vlhkostí a navlhčením formovací směsi. Doslova platí, že: – do formovací směsi musíme při přípravě přidat tolik vody, aby směs byla pro daný způsob formování optimálně navlhčena. Optimální navlhčení, a tedy i vlhkost formovací směsi, závisí především na způsobu formování, ale také na řadě dalších podmínek. O p t i m á l n í n av l h č e n í Vliv způsobu formování Tak, jak se vyvíjely metody formování – od ručního pěchování po moderní formovací linky –, tak se měnil i požadavek na optimální navlhčení. Lze konstatovat, že čím lepší máme způsob formování (a tomu odpovídající modely), tím sušší směs můžeme používat. V minulosti se vyvíjely různé metody, jak toto optimální navlhčení měřit a hodnotit. Dnes už se při měření v laboratoři obvykle používá jen spěchovatelnost nebo sypná objemová hmotnost. Důvodem je, že každá formovací linka vyžaduje co nejužší dodržení optimální spěchovatelnosti. Princip měření spěchovatelnosti je znázorněn na obr. 1. V  první pozici se 100 mm vysoká pěchovací trubice naplní volně nasypanou formovací směsí, která je pro zaručení stejných podmínek protlačena přes síto s oky 3,15 mm. Následuje seřezání přebytečné směsi a upěchování – obvykle třemi údery pěchovadla nebo lisováním tlakem 1 MPa. Měří se hloubka, o kolik se podaří směs upěchovat. Protože byla výška nasypané směsi 100 mm, hloubka v mm se rovná hodnotě spěchovatelnosti v %.

Tab. I. Obvykle používané rozsahy spěchovatelností Tab. I. Usually used compactibility ranges Technologie formování

Ing. Alois Neudert, Ph.D. K E R A M O S T, a . s ., M o s t aneudert@seznam.cz

spěchovatelnost [%]

impulzní formování

30–40

foukání s dolisováním

30–40

střásání s dolisováním

40–55

ruční formování

50–60

V tab. I jsou uvedeny obvyklé rozsahy spěchovatelností při různých způsobech formování. Je třeba si uvědomit, že správnou spěchovatelnost musí mít směs u formovacího stroje. To se podle podmínek může lišit od hodnoty naměřené na výstupu z mísiče. Důvodem bývá obeschnutí během dopravy

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

375

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Moisture of bentonite moulding mixtures

A. Neudert


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

A. Neudert

V l h ko s t b e nto n i to v ý c h fo r m o v a c í c h s m ě s í

k lince. Moderní formovací linky vyžadují v ideálním případě dodržení ± 1 % spěchovatelnosti, přijatelný výsledek bývá ± 2 % od optimální hodnoty. Například pro optimum 40 % je přijatelný rozptyl 38–42 % spěchovatelnosti. Optimální hodnota může být podle složitosti modelů pro každou modelovou desku jiná, ale během celého formování musí být dodržena požadovaná tolerance. Spěchovatelnost řídíme pomocí vlhkosti – čím vyšší vlhkost, tím vyšší spěchovatelnost. V obvykle používaném rozsahu je vzájemná závislost vlhkosti a spěchovatelnosti lineární. Hodnota vlhkosti závisí na mnoha podmínkách. Vliv složení formovací směsi Pro určení optimální vlhkosti je třeba si uvědomit, že formovací linka vyžaduje dodržení nastavené spěchovatelnosti. Každý zkušený formíř dokáže hmatem posoudit, zda je směs optimálně navlhčena. Tomuto pocitu odpovídá v  laboratoři naměřená spěchovatelnost, ne vlhkost. Pokud se mění složení formovací směsi – obsah vyplavitelných látek, obsah aktivního bentonitu –, pak se také mění optimální vlhkost – hodnota vlhkosti nutná pro dosažení optimální spěchovatelnosti. Závislost vlhkosti na spěchovatelnosti pro různá složení je patrná z obr. 2 [1]. Z  průběhu spojnic v  grafu na obr. 2 vyplývá, že pokud se budeme snažit dodržet rozptyl ± 2 % od optimální spěchovatelnosti – např. 40 %, tak: – pro 8 % vyplavitelných látek je třeba dodržet vlhkost v rozmezí 2,7 až 2,8 %; – pro 11 % 3,4 až 3,6 %; – pro 15 % 4,4 až 4,7 %. Pokud se tedy i neúmyslně mění složení formovací směsi, je třeba na tuto skutečnost reagovat úpravou vlhkosti, aby bylo dodrženo správné navlhčení – optimální spěchovatelnost. Doslova musíme do mísiče dát vždy tolik vody, aby byla dodržena předepsaná spěchovatelnost. Ideální je automatické dovlhčování s  kontrolou výsledné spěchovatelnosti. Podle výsledku pak lze měnit množství vody pro následující mísič. Na potřebnou vlhkost má bohužel vliv i řada dalších podmínek, ne pouze složení formovací směsi. Vliv kvality mísení formovací směsi Během správného mísení dochází po přidání vody k postupnému nárůstu spěchovatelnosti až na hodnotu odpovídající dané vlhkosti. Průběh je zřejmý z obr. 3. Normální průběh znázorňuje křivka optimum vody. Po přidání vody postupně narůstá spěchovatelnost (stejně jako ostatní technologické vlastnosti), až po dostatečném umísení dosáhne svého maxima. Pokud nedochází k  odpařování vody, tato hodnota se už dále nemění. Červená křivka znázorňuje průběh v případě, kdy přidáme více vody, než odpovídá požadované spěchovatelnosti. Výsledkem je mokřejší směs s vyšší spěchovatelností. Pokud však používáme kolový mísič s  ručním ovládáním, obsluha mísiče může ukončit mísení (vypustit směs) dříve, v okamžiku, kdy zdánlivé navlhčení (spěchovatelnost) odpovídá požadavku. Ve směsi je však větší množství vody, která pouze není dokonale vsáklá do bentonitu. Této přebytečné vodě se říká volná voda a ve skutečnosti je pro formovací směs to nejhorší. Nadměrné množství volné vody je příčinou řady vad odlitků. Hlavním důvodem nadměrného dávkování vody bývá přidávání vody bez měření množství – například pouze otevíráním a zavíráním ventilu. Obsluha potom nemá možnost svoji chybu napravit a opakovaně napouští zbytečně velké množství vody.

376

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Pokud dojde k poruše mísiče, tj. sníží se kvalita mísení, dojde po ukončení nastavené doby mísení za  mokra k  vypuštění směsi, aniž by bylo dosaženo úplného rozmísení. V podstatě musíme přidat více vody, abychom dosáhli požadovanou spěchovatelnost. Opět tedy budeme mít zbytečně velké množství volné vody, a může dojít ke vzniku vad odlitků. Závěr tedy je, že pokud nemáme dostatečnou intenzitu mísení, tak pro stejnou spěchovatelnost potřebujeme vyšší vlhkost. Příčinou může být zkracování doby mísení kvůli vyššímu výkonu nebo opotřebení a špatné seřízení mísiče. Vliv úpravy vratné směsi K  pochopení tohoto problému je nutné vysvětlit, k  čemu dochází v  bentonitové obálce zrn ostřiva formovací směsi. Je zásadní rozdíl mezi mísením modelové směsi z  nových surovin a mísením jednotné formovací směsi. Jednotná směs už má vytvořenou obálku z pojiva kolem zrn ostřiva a pouze musíme tuto obálku znovu aktivovat – odkrýt nový povrch bentonitových krystalů. U modelové směsi musíme tuto obálku vytvořit, což trvá mnohem delší dobu. Rozhodující je pro oba děje vlhkost bentonitu. Bentonit je tvořen balíčky deskových krystalů. V jednom gramu suchého bentonitu je řádově 1016 destiček, které jsou spolu spojeny do paketů podobným balíčkům karet. Pokud je vlhkost sodného nebo aktivovaného bentonitu do 15 %, tvoří pevnou a tvrdou hmotu. Když vlhkost stoupne nad 25 %, je ve stavu plastické hmoty – bentonitové těsto. Pokud bychom dále zvyšovali vlhkost až nad 80 %, pak dojde k vytvoření tekuté suspenze. Ve formovací směsi je bentonit ve formě těsta, tj. v plastickém stavu. Celý děj zvyšování vlhkosti si můžeme zjednodušeně představit jako pronikání molekul vody mezi destičky bentonitu. S každou vrstvou molekul vody dojde k oddálení destiček, až jejich vzájemná přitažlivost klesne natolik, že se mohou vnější silou posouvat. Přesně tento okamžik je začátkem plastického stavu. Voda ve formovací směsi je v  naprosté většině v  bentonitu, protože tento má mnohem větší aktivní povrch, schopný vázat molekuly vody, než ostatní složky formovací směsi – ostřivo, oolitické obálky ostřiva, mrtvý jíl, přísady, nečistoty. Pro příklad si vezměme směs z obr. 2 s 11 % vyplavitelných látek a předpokládejme, že má 8 % aktivního bentonitu. Při 40% spěchovatelnosti je asi 3,5 % vlhkosti. Pokud bude všechna voda v bentonitu (ve skutečnosti asi 90 %), bentonit bude obsahovat 30,4 % vody – je tedy ve stavu plastického těsta. Nový bentonit, který se přidává do mísiče, má vlhkost asi 8 %. Bentonit ve vratné směsi, která má vlhkost 1,8 %, obsahuje přibližně 18,4 % vody, je tedy mnohem vlhčí. Jaký má význam vlhkost vratné směsi, názorně ukazuje pokus pana Michenfeldera [2], který je dokumentován na obr. 4–7. V  tomto pokusu byla formovací směs vysušena na tři různé úrovně a potom na ni bylo nalito ve stejném čase stejné množství vody (obr. 5). Pak byl měřen čas, za jak dlouho se voda vsákne do formovací směsi. Z  výsledků rychlosti vsakování lze vytvořit diagram na obr. 8, z něhož je patrné, jak obrovský vliv na rychlost vsakování vody má vstupní vlhkost vratu. Za daného složení (v literatuře [2] není uvedeno) vzrostla rychlost vsakování mezi vlhkostmi 1,4 a 2,46 % osmkrát! Zvyšování vlhkosti nad 2,2 % již takový efekt nemá. Pokud jde o děje v mísiči, povrch zrn vratné směsi je znečištěn a pouhým navlhčením nelze získat požadované vlastnosti. Zlepšování technologických vlastností nastává teprve s odkrytím nového povrchu bentonitu, a to díky posunování destiček krystalů bentonitu procesem mísení. Tento děj však nastane


V l h ko s t b e nto n i to v ý c h fo r m o v a c í c h s m ě s í

A. Neudert

vlhkost [%] 25

8%

11 %

35 40 45

40 45 50 55

55

60 2 2

15 % vyplavitelných látek

15 %35vyplavitelných látek

50

60

11 %

3

4

5

Formovací směs se třemi rozdílnými 5vlhkostmi 4

3

Obr. 2. Závislost vlhkosti na spěchovatelnosti při různých obsazích vyplavitelných látek [1] Obr. 1. Princip měření spěchovatelnosti Fig. 2. Dependence of moisture on compactibility with different contents of elutriating subFig. 1. Principle of measuring the compactvlhkost % stances [1] ibility 25

8%

30

11 %

15 % vyplavitelných látek

spěchovatelnost %

Formovací směs se třemi rozdílnými vlhkostmi

35 40 45 50 55

Formovací 60 směs se třemi rozdílnými vlhkostmi

2

3

4

5

Obr. 3. Nárůst spěchovatelnosti během mísení po přidání vody Fig. 3. The increase of compactibility during mixing after adding the water

Obr. 4. Tři formovací směsi stejného slo- žení s rozdílnou vlhkostí Fig. 4. Three moulding mixtures of the same composition with different moisture

Obr. 5. Ke každé směsi bylo přidáno stej- né množství vody Fig. 5. The same amount of water was added to each mixture

Obr. 7. Teprve po 40 s se vsákla voda i ve sklenici s vlhkostí 1,4 % Fig. 7. Only after 40 s the water in the glass with moisture of 1.4% was soaked

Obr. 6. Situace po 9 s po nalití vody – ve střední sklenici je stále hladina nevsáknuté vody Fig. 6. The situation after 9 s after pouring the water—in the middle glass there is still a level of non-soaked water

Obr. 8. Závislost rychlosti vsakování vody na počáteční vlhkosti směsi Fig. 8. Dependence of water soaking speed on the initial moisture of the mixture

Obr. 9. Závislost změny jednotné formovací směsi na počtu oběhů a velikosti oživování Fig. 9. Dependence of the change of the unit moulding mixture on the number of circulations and the revival extent

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

377

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

spěchovatelnost %

30

spěchovatelnost [%]

25

8%

30

vlhkost %


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

A. Neudert

V l h ko s t b e nto n i to v ý c h fo r m o v a c í c h s m ě s í

teprve tehdy, až se bentonit navlhčí na vlhkost kolem 25 %. V té době má směs z  výše uvedeného příkladu zdánlivou vlhkost 2,6 %. Vše, co se dělo v mísiči do této doby, je „pouze“ homogenizace. Teprve při dalším mísení nastává zlepšování technologických vlastností. Pokud tento okamžik nastane včas, je zaručena dostatečně dlouhá doba na účinné mísení. Obvykle se za vhodnou vlhkost vratu považuje více než 1,8 %. Horní hranice je dána nalepováním během dopravy nebo tvořením klenby v zásobnících. Pokud je vrat příliš suchý (například pod 1,0 %), pak v moderních rychlomísičích nezbude na vylepšování technologických vlastností dostatek doby mísení za mokra. Výsledkem je křehká směs se sklonem k trhání forem, k obesychání a k erozi. Vlastnosti jako houževnatost jsou u formovací směsi jen obtížně hodnotitelné a obvykle měřená vaznost nevykazuje žádný významný pokles. Také spěchovatelnost bude v obvyklých mezích. Vliv vlhkosti vratu je natolik významný, že nízkou vlhkost už žádným dalším zásahem nemůžeme napravit. Nelze totiž účinně prodloužit dobu mísení, protože by docházelo k zahřívání směsi, které má stejný negativní dopad jako krátká účinná doba mísení za mokra. Kvalita mísení se tedy z významné části vytváří už při přípravě vratu – předvlhčování, chlazení, a ne až v mísiči. Jedinou okamžitou možností alespoň částečné nápravy je zvýšit spěchovatelnost (vlhkost) směsi. Tím se částečně zlepší houževnatost směsi, například při trhání forem. Jsme samozřejmě omezeni požadavky na kvalitu povrchu (viz první pravidlo v úvodu). Nízká vlhkost nového bentonitu je hlavním důvodem, proč se nově přidaný bentonit plně projeví až v dalším oběhu. Pokud vyhodnocujeme vliv formovací směsi na kvalitu odlitků, neměli bychom zapomínat na vlhkost vratu. Pokud ji neměříme, je třeba sledovat dávku vody do mísiče. K  suchému vratu musíme pro stejnou spěchovatelnost (vlhkost) přidat více vody. V l i v t v r d o s t i p o u ž í va n é vo d y a z by t k ů z j a d e r Jak již bylo konstatováno, množství odpařené vody je ⅔ až 1,5násobek výsledné vlhkosti. Odpařuje se ale pouze destilovaná voda. Vše ostatní, co obsahuje používaná voda, zůstává ve formovací směsi a bohužel především tam, kde takové látky mohou nejvíce škodit, tj. v pojivu. Ve vodě rozpustné soli totiž mohou denatrifikovat bentonit, a tím snížit jeho odolnost

Tab. II. Rozdělení technologií výroby jader z pohledu škodlivosti v jednotné směsi Tab. II. Classification of core manufacture technologies from the point of view of harmfulness in a unit mixture Působení na bentonitovou směs

technologie výroby jader

doporučený přídavek čistého ostřiva k přísunu ostřiva z jader

silně škodlivé

vodní sklo furan fenolová směs

50 %

středně škodlivé

rezol + CO2 alfaset hot box

30 %

téměř neškodlivé

obalovaná směs CB – amin pep set

0–10 %

378

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

proti zálupům a zhoršit i ostatní vlastnosti, které souvisejí s natrifikací. Pokud nemáme nákladnou stanici na demineralizaci, nebo alespoň filtraci průmyslové vody, tak máme jen málo možností obrany. Pokud má jednotná formovací směs při obvyklém složení a oživování kvůli vysoké tvrdosti vody nevyhovující vlastnosti, je třeba využít některé z následujících řešení: – přidat plastifikátor; – přidat sodu; – zvýšit oživování novým pískem; – zvýšit obsah aktivního bentonitu. Vliv vody se samozřejmě sčítá s vlivem ostatních příměsí, především ostřiva a zbytků pojiva z rozpadlých jader. Pokud používáme jádrařské technologie, které škodí bentonitu, při intenzivním přísunu ostřiva z jader, bývá tento vliv dominantní. Protiopatření jsou stejná jako u příliš tvrdé vody. Typy pojiv jader se z  pohledu škodlivosti dají rozdělit do tří kategorií (tab. II). Do doporučeného přídavku čistého ostřiva lze obvykle započítat přísun ostřiva z poslední neškodlivé kategorie jader. Byly zaznamenány případy, kdy nedodržení této podmínky způsobilo bodliny u tlustostěnných odlitků z litiny s lupínkovým i kuličkovým grafitem. Některé problémy se dají vyřešit přídavkem plastifikátoru nebo sody. Před jejich nasazením je výhodné nejdříve provést zkoušku jejich účinnosti. U plastifikátoru do několika mísičů přidáme jednorázově tolik plastifikátoru, kolik bude výsledný obsah po nasycení při pravidelném dávkování – obvykle 1 až 4 % k aktivnímu bentonitu. U takto jednorázově nasycené směsi je třeba vyhodnotit, zda došlo k požadovanému zlepšení. Podle výsledku se pak rozhodneme, zda plastifikátor nasadíme, nebo ne. Zlepšení můžeme očekávat ve snížení procenta utržených forem anebo ve snížení výskytu vad odlitků. U přídavku sody je třeba provést zkoušku vlivu sody na pevnost v  kondenzační zóně. Obvyklý postup je, že do laboratoře přivezeme alespoň 10 kg směsi, změříme základní vlastnosti a poté směs rozdělíme na 2 díly. Postup prací: – dodaný stav – měříme minimálně vlhkost, spěchovatelnost, vaznost, pevnost ve štěpu a pevnost v kondenzační zóně; – první díl přemísíme 10 min na stejnou spěchovatelnost a změříme stejné vlastnosti; – druhý díl přemísíme opět 10 min, ale s přídavkem 1 % sody na obsah aktivního bentonitu, opět na stejnou spěchovatelnost a opět změříme stejné vlastnosti. Poté porovnáme hlavně pevnost v tahu v kondenzační zóně u posledních dvou zkoušek. Pokud při použití sody nedojde k nárůstu alespoň o 10 % výsledné pevnosti, sodu raději nepřidáváme. Zvýšený obsah sody totiž může iniciovat některé další potíže, jako např. vady povrchu. Samozřejmě lze provést kompletní rozbor formovací směsi a využít tuto příležitost i k posouzení celkového stavu dodané směsi. Porovnáním hodnot z dodaného stavu a po přemísení bez sody můžeme posoudit kvalitu mísení ve slévárně. Pokud se rozhodneme řešit problém snížením obsahu nežádoucích solí, pak řešením je zvýšit oživování. Zvýšením přísunu nových surovin se zrychlí výměna formovací směsi. Výsledkem je pokles škodlivin ve formovací směsi. Stejný problém řešíme, i pokud hledáme zdroj znečištění odpadního písku. Je třeba si uvědomit, že to, co je součástí složek formovací směsi (i zbytky jader), se kumuluje jen do výše celkového obsahu dané složky a jejích zbytků. Kdežto to, co je přítomno ve vodě, se sčítává za každý oběh podle množství přidávané vody.


Pro výměnu formovací směsi platí známý diagram na obr. 9 [3], z něhož vyplývá, že při oživování 3 % nových surovin (včetně ostřiva z  jader) dojde k  výměně složek (z 95  %) asi za 100 oběhů. To znamená, že průměrně každé zrnko formovací směsi vykoná 50 oběhů, než se dostane do odpadu. Během každého oběhu na něm (v pojivové obálce) zůstává vše, co zbylo z odpařené vody. Pokud v každém oběhu dodáme 1,5násobek výsledné vlhkosti, znamená to, že konečný obsah solí z vody na zrnku se průměrně zvedne na 75násobek toho, co je obsaženo ve vlhkosti formovací směsi. Zvýšením oživování na 6 % (dvojnásobek) snížíme průměrný počet oběhů na přibližně 25 (stejný stupeň výměny bude za 50 oběhů). To znamená, že koncentrace solí z vody klesne na polovinu, takže i jejich vliv bude asi poloviční. Samozřejmě za cenu zvýšené spotřeby nových surovin a nákladů za odvoz odpadu. Někdy stačí zvýšit obsah aktivního bentonitu, a tím nahradit nežádoucí pokles jeho vlastností. Celá problematika je velmi složitá a výhodné je využít servis dodavatele bentonitu. Z ávě r Regulace vlhkosti je základní úkol řízení kvality jednotné formovací směsi. Obsah vody je jediný parametr, který můžeme plně ovlivňovat, protože v mísiči dodáváme více než polovinu výsledné vlhkosti. Obsah ostatních složek formovací směsi nemůžeme tak intenzivně měnit. Změna obsahu aktivního bentonitu, obsahu uhlíkaté přísady nebo obsahu vyplavitelných látek probíhá za normálních okolností jen velmi pomalu. Podstatné je, že kritérium pro navlhčení formovací směsi není její vlhkost, ale spěchovatelnost. To, zda je směs suchá, nebo mokrá, poznáme podle spěchovatelnosti. Neznáme-li přesné složení, nemůžeme dopředu předepsat přesnou hodnotu vlhkosti. Pokud při správné spěchovatelnosti není dosažena očekávaná vlhkost, je nutno hledat příčiny. Musí se však pokračovat se stejnou vlhkostí; teprve až je odstraněna příčina změny, pak směs dovolí (přikáže) vlhkost změnit. Všechny technologické vlastnosti, jako pevnosti, prodyšnost apod., jsou silně závislé na navlhčení. Pokud nemáme správnou spěchovatelnost, naměřené hodnoty nelze bez přepočtu správně hodnotit. Kvalitu formovací směsi, a tím i kvalitu odlitků, tvoříme z velké části přípravou vratné směsi. Nejdůležitější je správná vlhkost vratné směsi. Nízká vlhkost vratu se už při vlastním mísení nedá zcela napravit.

Norimberk, Německo

16.–18.1.2018

Mezinárodní odborný veletrh pro techniku tlakového lití: technika, procesy, výrobky

a n o n e Zaměř é lití. zájmu. tlakota v m e d e ř jsou st a

m Vaše té

L i t e ra t u ra [1] LEVELINK, H. G.; H. BERG: Giesserei, 1975, 62(5), 93–99. ISSN 0016-9765. [2] MICHENFELDER, M.: Snižování nákladů minimalizací zmetků pomocí plné kontroly jakosti formovacích směsí. Mezinárodní konference Mílovy, 19.–20. 4. 2005. [3] NEUDERT, A.: Řízení vlastností jednotných formovacích směsí pro litinové odlitky. Slévárenství, 2007, 55(11–12), 523–528. ISSN 0037-6825. Recenzent l Peer-reviewer Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D.

Nositel myšlenky VDD Verband Deutscher Druckgießereien, Düsseldorf CEMAFON (c/o VDMA), Frankfurt am Main Informace poskytne PROveletrhy s.r.o. T +420 775 663 548 info@proveletrhy.cz

Pořadatel NürnbergMesse GmbH T +49 9 11 86 06-49 16 visitorservice@nuernbergmesse.de

euroguss.com S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

379


J . B e ň o – R . O p a č i t ý – T. B a j e r

Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů Non-silica base sands on aluminosilicate basis 553.62 base sands

Silica sands are the most commonly used base sands in foundries of the Czech-Slovak provenance. Their technological limit s are usually dealt with applying of non-silica base sands. Chromite or zirconsilicate are most of ten met in foundries. Non-silica base sands based on aluminosilicates represent a group of base sands which can fully replace the traditionally used non-silica base sands with regard to the possibilit y of mixing them with the silica sands and the situation with the cost of commonly used non-silica base sands they become even economically available. The aim of this contribution is the basic charac teristics of chosen base sands based on aluminosilicates and their comparison with traditional non-silica base sands. Case studies for chosen binder systems are given too.

Ú vo d S rostoucím důrazem na složitost a povrchovou i vnitřní kvalitu odlitků je nezbytně nutné využívat nové trendy a materiály v celém procesu výroby odlitků. Důležitým parametrem k dosažení tohoto cíle je pak volba vhodných komponent formovacích směsí, zvolená metoda a celý vlastní proces výroby forem a jader. Při nedodržení optimálních podmínek může být formovací směs zdrojem specifických vad, které jsou typické pro daný druh formovací směsi. Typickým představitelem tohoto přístupu je využití nekřemenných žáruvzdorných ostřiv především při výrobě ocelových odlitků. Jejich aplikace eliminuje hlavní nedostatky použití křemenných ostřiv i přes výrazně rozdílné pořizovací ceny. Primárně potlačují v žáru kyselou reakci křemenných ostřiv a zvyšují tepelnou odolnost formovacích a jádrových směsí. Další neoddiskutovatelnou výhodou je eliminace celé řady slévárenských vad (trhliny, výronky, penetrace, zapečeniny aj.), které se vyskytují z titulu výrazně vyšší tepelné expanze křemenných ostřiv. V současnosti zřejmě nejrozšířenějším nekřemenným ostřivem ve slévárnách česko-slovenské provenience je chromitové ostřivo, tuhý roztok FeO a Cr2O3. V omezené míře se můžeme setkat se zirkonsilikátem, olivínem, Kerphalitem KF aj. Avšak i tato ostřiva mají svá omezení. Z hlediska snížení nákladů na směs se nepoužívají pouze čistá nekřemenná ostřiva, ale směsi s křemennými písky, obecně v poměru 30–80 %. Kvůli rozdílné sypné hmotnosti křemenného ostřiva (1,5–1,6 g/ /cm3) a daného nekřemenného ostřiva (např. zirkonsilikát 2,95  g/cm3) dochází při mísení a vstřelování k  odměšování složek. Tato nehomogenita jader pak může být zdrojem vad odlitků [1], [2], [3], [4]. Výhodou je aplikace syntetických ostřiv na bázi aluminosilikátu, které mají sypnou hmotnost blízkou křemenným pískům, dostatečnou žáruvzdornost, minimální tepelnou expanzí a neutrální pH. Cílem tohoto příspěvku je představení a srovnání vybraných nekřemenných ostřiv a posouzení možnosti jejich aplikace. K  porovnání bylo vybráno chromitové ostřivo, zirkonsilikát a aluminosilikátová ostřiva, NAIGAI CERABEADS (CERABEADS), LK-SAND® a Kerphalite KF. C h a ra k t e r i s t i ka v y b ra nýc h o s t ř i v Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů mají řadu společných vlastností, které jim udávají velký potenciál pro jejich rozšíření v  běžné výrobě forem a jader. Základní charakteristika vybraných studovaných aluminisilikatových ostřiv je shrnuta v následujících podkapitolách.

Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D. V y s o k á š ko l a b á ň s k á – Te c h n i c k á u n i v e r z i t a O s t r a v a V Š B l Te c h n i c a l U n i v e r s i t y o f O s t r a v a jaroslav.b eno @ v sb.c z

Ing. Radim Opačitý ITOCHU Corporation, org. sl., Praha radim.opacity@itochu-praha.cz

Ing. Tomáš Bajer S A N D T E A M , s p o l . s r. o ., H o l u b i c e bajer@sandteam.cz

380

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

CERABEADS Cerabeads představuje syntetické sintrované ostřivo s typicky kulatým tvarem zrna (obr. 1a) na bázi mullitu (tab. I). Kulatý tvar je získáván během rozprašování keramické břečky do vyhřáté komory a nedochází přitom k žádnému drcení zrn, které by způsobovalo nárůst prachových podílů. Výhodami kulatého ostřiva jsou nízká tvorba prachových podílů během transportu a přípravě směsi, lepší tekutost směsi při formování a výrobě jader. Díky svému neutrálnímu pH je možné jej použít s jakýmkoliv pojivovým systémem. Cerabeads rovněž vykazuje vysokou žáruvzdornost (1825 °C), nulovou tepelnou expanzi a díky své neutralitě a sypné hmotnosti je libovolně mísitelný s  křemenným ostřivem, čímž lze dosáhnout i snížení pořizovací ceny na formovací/jádrovou směs [5].


Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů

J . B e ň o – R . O p a č i t ý – T. B a j e r

*ve výčtu chemického složení jsou uvedeny pouze majoritní prvky *in the enumeration of chemical composition the majority elements are given only

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

381

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

LK-SAND® Syntetické ostřivo LK-SAND® je uměle vyráběné, ostrohranné ostřivo (obr. 1b) s dobrými užitnými vlastnostmi pro slévárenství. Ostřivo je zbaveno prachových podílů. Vykazuje nízkou tříštivost, což znamená, že při manipulaci s ním nebo a) b) c) při regeneraci nedochází ke zvyšování Obr. 1. Detail zrna vybraných aluminosilikátových ostřiv, a) Cerabeads, b) LK-SAND ®, prachových podílů a nemění se velikost c) Kerphalite KF Fig. 1. A detail of the grain of chosen aluminosilicate base sands, a) Cerabeads, b) LK-SAND ®, středního zrna. Ve slévárenských forc) Kerphalite KF movacích směsích se LK-SAND® dá používat samostatně nebo v kombinaci s křemennými ostřivy (podobné sypné hmotnosti a pH). ná expanze) mísit. Vesměs neutrální pH je dále předurčuje Na rozdíl od křemenných ostřiv má plynulou dilatační křivku k použití s většinou pojivových soustav. obdobnou jako Kerphalite KF a chromit (se smrštěním cca Hodnoty teploty spékání (žáruvzdornosti) aluminosilikáto0,5 % při 1400 °C) a vyšší žáruvzdornost (1750 °C). Toto vých ostřiv (v závislosti na obsahu Al2O3) jsou výrazně vyšší ostřivo je vhodné pro většinu pojivových systémů a lze jej než u křemenných ostřiv i s nejvyšším podílem SiO2. Navíc ve použít pro odlévání všech kovových materiálů. Díky chemicky srovnání s chromitovým ostřivem dobře odolávají i dlouhodovázanému křemíku je stejně jako CERABEADS a Kerphalite KF bé tepelné expozici (typické pro tenkostěnná jádra). Příkladem šetrný k životnímu prostředí a k použití bez rizika silikózy [6]. je modelová studie srovnání ostřiva CERABEADS a chromitu na obr. 2. Kerphalite KF Tím, že křemík je chemicky vázán ve struktuře ostřiv, nejsou Přírodní nekřemenné ostřivo Kerphalite KF představuje alumidále zdrojem snížené kvality pracovního prostředí. Dalším nosilikátový minerál na bázi andalusitu s ostrohranným tvadůvodem, proč jsou nekřemenná ostřiva hojně využívána, je rem zrna (obr. 1c). ve srovnání s křemennými ostřivy výrazně nižší hodnota tepelKerphalite KF se se svou tepelnou vodivostí pohybuje mezi né expanze, která je příčinou řady slévárenských vad i s ohlehodnotami chromitu a křemenného ostřiva. Vyznačuje se dem na typ používaného pojivového systému (trhliny, výronky, rovněž vysokou žáruvzdorností (> 1800 °C). Má stabilní chepenetrace, zapečeniny aj.). mické a mineralogické složení, neutrální pH a je kompatibilní Srovnání tepelné expanze studovaných ostřiv je shrnuto na s křemenným ostřivem (sypná hmotnost). Kerphalite KF je obr. 3, a to formou experimentálně stanovených hodnot koevhodný pro všechny pojivové systémy, včetně bentonitových. ficientů tepelné roztažnosti α v teplotním intervalu 20–1100 °C. Lze jej použít pro odlévání všech kovových materiálů [7]. Pro srovnání je doplněno i o křemenná ostřiva různé chemické F y z i ká l n ě - c h e m i c ké   v l a s t n o s t i o s t ř i v čistoty. Obecně lze konstatovat, že nekřemenná ostřiva vykazují lineární tepelnou expanzi bez výrazného maxima, tak jak je Základní fyzikálně-chemické vlastnosti ostřiv na bázi aluminoto typické u křemenných ostřiv (změna modifikace z β-křemene silikátů a jejich srovnání s rozšířenějšími ostřivy jsou shrnuty → α-křemen, cca 600 °C) a rovněž celková míra dilatace je v  tab. I, z  níž je patrné, že aluminosilikátová ostřiva jsou obvykle do 1 %. Je patrné, že aluminosilikátová ostřiva vykaplnohodnotnou náhradou běžně používaných nekřemenných zují ve srovnání s chromitem nižší míru dilatace (nižší hodnoostřiv. Naopak jejich aplikace přináší řadu výhod. Tím, že jsou ta brzděného napětí a sklon ke vzniku slévárenských vad), nejvolně mísitelná s křemennými ostřivy (příbuzná sypná hmotnižší koeficient tepelné expanze α je patrný u CERABEADS. nost 1,35–1,7 g/cm3), je možné směsi ostřiv za účelem snížení Tato přednost ostřiva CERABEADS není ani výrazně ovlivněna nákladů na formovací/jádrové směsi při zachování pozitivních v  případě přípravy směsi CEREABEADS a křemenné ostřivo. vlastností nekřemenných ostřiv (žáruvzdornost, snížená tepelNárůst tepelné expanze ostřiva CERABEADS s rostoucím obsahem SiO2 je patrný z obr. 4. I když jsou pořizovací náklady na aluminosilikátová ostřiva srovnatelná nebo vyšší než např. chromitové ostřivo, je Tab. I. Porovnání fyzikálně-chemických vlastností aluminosilikátových ostřiv nezbytně nutné brát v  úvahu výrazné Tab. I. Comparison of physical-chemical properties of aluminosilicate base sands rozdíly v měrných hmotnostech jednotCERALKKerphakřemenný zirkon chromit livých ostřiv (obr. 5). BEADS -SAND® lite KF písek Použité ceny jsou pouze orientační. Hod1,69 1,35 1,70 2,95 2,81 1,58 sypná hmotnost (g/cm3) noty jsou vztaženy na cenu 1 m3 chropH 7,2 5,8–6,5 7,0 5,7 7,9 6,6 mitového ostřiva, z čehož vyplývá, že při hlavní minerál mullit mullit andalusit zirkon chromit křemen použití 1 t např. aluminosilikátového 61 min 38 61% – – – Al2O3 [%] ostřiva je možno vyrobit větší množství 37 52,1–55,6 38 32 – 95–99 SiO2 [%] chemické jader. Rovněž je patrné, že z 1 t ostřiva – – – 66 – – ZrO2 [%] složení* LK-SAND® lze připravit 0,77 m3 formo– – – – 45 – Cr2O3 [%] vací směsi ve srovnání 0,34 m3 formova– – – – 25 – Fe2O3 [%] cí směsi s  chromitem. Rozdíly v  hmotžáruvzdornost [°C] > 1800 1750 > 1800 > 1800 1880 < 1600 nosti jader rovněž umožňují jednodušší způsob výroby sintrování vypalování přírodní přírodní přírodní přírodní manipulaci s jádry při jejich zakládání.


Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů

Obr. 2. Tepelná odolnost vybraných ostřiv [5] Fig. 2. Heat resistance of chosen base sands [5]

Obr. 4. Vliv obsahu SiO2 na tepelnou expanzi CERA- BEADS [5] Fig. 4. Influence of the SiO2 content on the thermal expansion CERABEADS [5]

Obr. 3. Koeficient tepelné expanze α Fig. 3. Coefficient of thermal expansion α

Obr. 5. Porovnání nákladů jednotlivých ostřiv na m3 ostřiva Pozn.: NCB = Cerabeads, 100 % = chromitové ostřivo Fig. 5. Comparison of costs of individual base sands per m3 of the base sand Note: NCB = Cerabeads, 100 % = chromite base sand

Tepelná vodivost [W/m.K]

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

J . B e ň o – R . O p a č i t ý – T. B a j e r

Obr. 6. Ochlazovací účinek vybraných ostřiv [5] Fig. 6. Cooling effect of chosen base sands [5]

Obr. 7. Vliv typu ostřiva CERABEADS na pevnost v ohybu, cold box – amin Fig. 7. Influence of the base sand CERABEADS type on the bending strength, cold box—amine

382

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů

M o ž n o s t i a p l i ka c e Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů představují ostřiva s neutrálním až slabě kyselým charakterem. Z toho vyplývá, že mohou být použity pro většinu pojivových systémů. I když mohou být použita nejen pro výrobu forem, ale i jako jednotné směsi, jejich nejrozšířenější aplikace spadá do oblasti jádrových směsí. I přes vzrůstající vliv anorganických pojivových systémů zůstává nejrozšířenější technologií pro výrobu jader metoda cold box katalyzovaná terciálním aminem. Příklad dávkování a dosažených pevností v ohybu 24 h po vytvrzení je uveden v tab. II. Z dosažených výsledků je patrné, že aplikace nekřemenných ostřiv nemá výrazný vliv na mechanické vlastnosti jádrových směsí a dosažené hodnoty pevnosti v ohybu jsou vyhovující pro většinu aplikací v  běžné slévárenské praxi. Zajímavostí je, že pokud vztáhneme dávkování u chromitového ostřiva (0,9 % / 0,9 %) při přepočtu sypné hmotnosti na úroveň křemenného písku a aluminosilikátu, je dávkování u chromitu 1,53 % / 1,53 %.

Tab. II. Pevnost v ohybu jádrových směsí s vybranými ostřivy Tab. II. Bending strength of core mixtures with chosen base sands Ostřivo

dávkování (složka 1 / složka 2) [%]

pevnost v ohybu / 24 h [MPa]

křemen

0,9/0,9

3,60

chromit

0,9/0,9

5,28

Kerpalite KF

1,0/1,0

2,36

CERABEADS 650

1,2/1,2

3,00

CERABEADS 650 / / 30 % křemen

0,9/0,9

3,60

CERABEADS 650 / / 40 % křemen

0,9/0,9

4,60

LK-SAND

1,3/1,3

2,71

®

U vybraných aluminoslikátových ostřiv (LK-SAND®) se potvrzuje nutnost vyššího dávkování (vyšší nasákavost), která však při dodržení technologických podmínek (zajištění vhodného odplynění) nemá výrazný vliv na vnitřní ani povrchovou kvalitu vyráběných litých součástí. Naopak je zřejmé, že vytvořením směsných ostřiv, tj. přídavkem křemenného ostřiva, lze nejen snížit vstupní náklady na jádrovou směs, ale rovněž výrazně ovlivnit mechanické hodnoty (pevnosti v ohybu) dané jádrové směsi (směs CERABEADS + + křemenný písek) a plynový režim formy (snížené dávkování pojiv). Při přídavku 40 % křemenného písku byl zjištěn nárůst pevností v ohybu o 53 % při snížení obsahu pojiva o 25 %. V rámci široké nabídky ostřiv CERABEADS jsou dostupné i speciálně vyvinuté varianty těchto ostřiv nesoucí označení CERABEADS ES, která jsou navržena pro metodu výroby jader cold box – amin za účelem snížení dávkování pojiv a zvýšení pevnostních charakteristik jádrových směsí (obr. 7).

Tento efekt má nejen pozitivní vliv na vlastní technologické vlastnosti jádrové směsi, ale rovněž na plynový režim formy a tím i na kvalitu vyráběných odlitků. Dalším výrazným pozitivem je úspora spotřeby pojivového systémů. V rámci ověření vlivu typu ostřiva na pevnosti v ohybu byla použita ostřiva se stejnou velikostí středního zrna d50 (0,22 mm) a konstantním dávkováním obou složek (0,7 % / 0,7 %). Pro srovnání byly použity dva typy křemenných ostřiv. Australský křemenný písek, běžně používaný ve slévárnách v zahraničí, a křemenný písek s kulatým tvarem zrna používaný v našem regionu. Z dosažených výsledků je patrný výrazný nárůst pevností v ohybu ve srovnání se standardním typem CERABEADS (o 66 %) i ve srovnání s různými křemennými ostřivy (18, resp. 12 %). Z ávě r Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů představují zajímavou variantu pro řešení řady slévárenských vad v  běžné praxi. Na rozdíl od standardně používaných nekřemenných ostřiv (chromit) přináší jejich aplikace řadu výhod. Tato skupina nekřemenných ostřiv vykazuje srovnatelnou nebo vyšší odolnost vůči vysokým teplotám (eliminace připečenin), nižší stupeň tepelné expanze (eliminace výronků) při srovnatelných mechanických vlastnostech jádrových směsí. Obecně známé vyšší pořizovací ceny jsou kompenzovány nižší sypnou hmotností těchto ostřiv ve srovnání s běžně používanými nekřemennými ostřivy, z čehož vyplývá větší množství vyrobené jádrové směsi a především odlehčení velkých jader a jejich jednodušší manipulaci bez vlivu na kvalitu odlitku. Méně příznivé vlastnosti (nižší ochlazovací účinek, vyšší dávkování pojiv) lze efektivně vyřešit použitím aditiv, volbou vhodného typu aluminosilikátového ostřiva a zároveň dodržením slévárenských zásad pro optimální plynový režim forem a jader. Pravděpodobně nejvýznamnější vlastností a přidanou hodnotou aluminosilikátových ostřiv jsou stabilní pořizovací náklady nepodléhající globálním vlivům, které v  současné době tak výrazně ovlivňují nákladovost slévárenské výroby. L i t e ra t u ra [1] JELÍNEK, P.: Disperzní soustavy slévárenských formovacích směsí. Ostřiva. Ostrava: OFTIS, 2000, 138 s., ISBN 80-238-6118. [2] RECKNAGEL, U.; M. DAHLMANN: Special Sands – Base Materials for State-of-the-Art Cores and Moulds, HA Düsseldorf, Germany. [3] DAHLMANN, M. a kol.: Syntetická slévárenská ostřiva přinášejí nové možnosti. Slévárenství, 2002, 50(5–6), 181–184. ISSN 0037-6825. [4] DAHLMANN, M. a kol.: Speciální písky firmy Hüttenes-Albertus pro výrobu slévárenských forem a jader. Slévárenství, 2006, 54(10–11), 416–417, ISSN 0037-6825. [5] ITOCHU CERATECH CORPORATION. NCB Technical Brochure, září 2014, 6 s. [6] ANTOŠ, P. a kol.: Využití nekřemenného ostřiva LK-SAND® pro výrobu slévárenských forem a jader. Mezinárodní konference Slévárenské formovací materiály, Brno, 2013, s. 69–78. [7] KAŇOVÁ, Z.; Z. ZUGÁRKOVÁ: Charakteristiky přírodních andalusitů a jejich vliv na průmyslové využití – použití Kerphalitu KF ve slévárenství. Slévárenství, 2016, 64(11–12), 421–428. ISSN 0037-6825. Recenzent l Peer-reviewer: Ing. Alois Neudert, Ph.D. S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

383

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Na rozdíl od chromitu může být hlavní nevýhodou aluminosilikátových ostřiv skutečnost, že ani jeden typ aluminosilikátů nemá srovnatelnou tepelnou vodivost, a tedy nebude odvádět teplo v dostatečné míře. Příkladem může být rovněž ostřivo CERABEADS, jehož ochlazovací účinek může být efektivně zvýšen přídavkem jednotlivých přísad (obr. 6), výsledný ochlazovací účinek je pak efektivnější než u chromitového ostřiva. Další možností je kombinace ostřiv s vhodným ochranným nátěrem, který může ochlazovací účinek zajistit (nátěry na bázi telluru).

J . B e ň o – R . O p a č i t ý – T. B a j e r


Simulační nástroj ProCAST představuje komplexní řešení Everon Castings - lití oceli

pro slévárenský průmysl. Nabízí sadu

modulů a slévárenských nástrojů, které vám umožní splnit dnešní náročné požadavky tohoto

odvětví. Na základě metody konečných prvků ProCAST umožňuje prediktivní vyhodnocení celého procesu odlévání včetně vad vznikajících při lití a tuhnutí odlitku, mechanických vlastností a komplexní EMA - přesné lití

deformace dílu. ProCAST vám usnadní: predikci proveditelnosti výroby optimalizaci procesu lití zkrácení doby vývoje forem zlepšení kvality vyráběných odlitků

ŠKODA AUTO a.s. - tlakové lití

SEMINÁŘ Zveme Vás na sérii bezplatných seminářů zaměřených na využití numerické simulace v praxi. První seminář se bude konat v Brně v prostorách VUT již 1. 3. 2018 Téma: Praktické řešení konkrétních typů vad vzniklých při gravitačním lití Registrujte se na lsb@esi-group.com Více informací na našich webových stránkách: www.esi-group.com/cz/ProCASTseminar www.esi-group.com/cz

384

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


V l i v hy d r a u l i c ké h o o l e j e n a b e nto n i to v é s m ě s i

Vliv hydraulického oleje na bentonitové směsi

621.742.4 : 662.753.3 moulding sands— oils

The work deals with the simulation of the influence of hydraulic oil on the real unit bentonite moulding mix ture, due to the knowledge of the impac t of accidental leakage of this substance into the mix ture and thus af fec ting the behaviour of the mix ture and consequently influencing the casting qualit y. The work tries to determine the percentage of oil, which is harmful for the mix ture. Ever y thing is monitored on the laborator y measurable proper ties of the moulding mix ture.

Ing. Petra Křenková UNE X, a. s., Olomouc petra.krenkova@unex.cz

Ú vo d Ve slévárenské praxi se občas setkáváme se situací, kdy dochází k nechtěnému úniku hydraulického oleje ze strojních zařízení do jednotné formovací směsi, ať již k nárazovému uniknutí ve velkém množství nebo pomalému trvalému prosakování v množství malém. Příčinou bývají mimo jiné poruchy hydrauliky formovacího stroje, poruchy postřikovačů nebo také unikající olej z mísiče [1]. Dochází tak ke znehodnocení bentonitové formovací směsi. Protože současná česká odborná literatura tuto okolnost dostatečně nemapuje a nejsou přesně popsány projevy tohoto stavu, rozhodli se autoři tohoto článku provést vlastní prvotní výzkum. Díky němu by se podařilo najít odpovědi na některé dotazy sléváren. Práci lze rozdělit do dvou částí. V první se sleduje vliv hydraulického oleje na reálnou formovací směs pomocí laboratorních zkoušek, druhá se pak zabývá pokusem o stanovení minimálního množství hydraulického oleje, které již způsobuje změny v  chování modelové směsi, opět vymezené laboratorními zkouškami. Hledají se také veličiny, které by pomohly s identifikací problému. Objem bobtnání Principem problému negativního ovlivnění směsi hydraulickým olejem je zejména jeho interakce s bentonitem montmorillonitického typu. Základní dominantní vlastností bentonitů je jejich bobtnání. Jev se zjednodušeně popisuje tak, že po přidání vody k  bentonitu dochází k  několikanásobnému zvětšení jeho objemu, nabobtnání, a tím navýšení jeho pojivových vlastností, a to díky tomu, že molekuly vody se dostávají mezi destičky krystalů bentonitu a odtahují (vzdalují) je od sebe. V případě kontaktu hydraulického oleje s bentonitem k tomuto jevu vůbec nedochází nebo je značně omezený, olej díky svým vlastnostem v podstatně zabrání kontaktu vody s bentonitem. Uvedený jev dokumentují obr. 1–4, které sledují průběh zkoušky bobtnání. Zkouška spočívá v tom, že k definovanému množství destilované vody se postupně, v krátkém čase, přidávají 2 g bentonitu, které ve vodě postupně bobtnají. Následně se na stupnici odměrného válce odečte výsledný objem bobtnání, kterého bentonit dosáhne po 2 hodinách. Konečný výsledek je také ovlivněn vlhkostí bentonitu před zkouškou. Vyšší hodnota výsledku znamená lepší vlastnosti bentonitu. Na obr. 1 je patrný klasický výsledek zkoušky, tedy při použití destilované vody. Na obr. 2 je místo destilované vody použit hydraulický olej ve 100 %, na obr. 3 je kombinace oleje a vody v poměru 1 : 1. Bentonit při zkoušce nejdříve projde olejem a pak má možnost bobtnat v destilované vodě. Výsledky zkoušek plně dokumentují předpokládaný vliv. U prvního válce je po 2 h objem bobtnání maximální, u druhého válce se 100 % oleje je výsledek roven nule, u třetího válce došlo ještě k částečnému nabobtnání, avšak kapacita bentonitu je snížena na 71 %. Část bentonitu zůstala zachycena olejem, destilovaná voda je skoro čirá jako na začátku pokusu. Ani po dalších 24 h sledování nedošlo k posunu ve výsledku. Na obr. 4 je detail rozdílu mezi 100 % destilované vody a 100 % hydraulického oleje. S l e d ová n í s m ě s í

Ing. Jiří Pazderka K E R A M O S T, a . s ., M o s t pazderka.keramost@seznam.cz

Zahraniční literatura tento jev popisuje následovně: vliv úniku hydraulického oleje doprovází stejné chování jako velké množství plastifikátoru. Dochází k obalování bentonitu a tím snížení pojivové schopnosti (obr. 5). Důsledkem je trhání hran forem [1]. S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

385

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Influence of hydraulic oil on bentonite mixtures

P. K ř e n ko v á – J . P a zd e r k a


V l i v hy d r a u l i c ké h o o l e j e n a b e nto n i to v é s m ě s i

publikována, vybrané vlastnosti jsou dokumentovány pouze na obr. 7–12, kde jsou sledovány změny vlastností v procentech. Použitá JFS měla tyto definované vlastnosti směsi: – vyplavitelné látky 11,46 %; – aktivní bentonit 6,8 %; – ztráta žíháním 3,21 %; – střední zrno 0,238 mm; – podíly pod 0,125 mm 2,35 %. Obr. 4. Objem bobtnání, rozdíl mezi Se zvyšujícím se obsahem oleje přichádestilovanou vodou a hydzejí z pohledu mechanických vlastností raulickým olejem Fig. 4. Swelling extent, the difference dramatické změny. Díky větší tekutosti between distilled water and směsi dochází k  výraznému navýšení hydraulic oil hmotnosti normového válečku (obr. 7) a současně i ke zvýšení spěchovatelnosti (snaha je však držet při zkoušce stejnou spěchovatelnost 45–50 %). To Obr. 1. Destilovaná voda má samozřejmě vliv na prudké snížení prodyšnosti (o 46 %, Fig. 1. Distilled water obr. 8). Také pevnosti směsi, v tlaku i v zóně kondenzace vody, Obr. 2. Olej klesají na 74 % při 5% obsahu oleje (obr. 9 a 10). Fig. 2. Oil Největší změny nastávají u ztráty žíháním, kde dochází při 5 % Obr. 3. Destilovaná voda a olej oleje k nárůstu na 230 % (obr. 11), a u obsahu lesklého uhlíFig. 3. Distilled water and oil ku, kde dochází při 5 % k nárůstu až na 2613 % (obr. 12). Přidané množství oleje má dokonce vliv na výsledek zkoušky vyplavitelných látek, kde dochází k  nárůstu výše uvedené hodnoty 11,46 % na 15,64 %. Nepředpokládáme, že ve Podobné sledování, tedy na mechanických vlastnostech směsměsi přibylo prachových látek, olej měl pouze vliv na nestansi, uvádí i novodobá práce publikovaná v  knize Praxishanddardní průběh zkoušky. Nezměněna zůstává hodnota pH, buch bentonitgebundener Formstoff od renomovaných na začátku 10,13, po přidání 5 % oleje 10,14. K  mírnému autorů Wernera Tilcha, Hartmuta Polzina a Michaela Frankeho. snížení o 24 µS/cm došlo u elektrické vodivosti. JFS zasažená Na obr. 6 jsou uvedeny výsledky vlivu na pevnost v  zóně olejem v tomto množství je velmi dobře spěchovatelná, s velkondenzace vody (PKZ) [2]. Z uvedených studií vychází tato mi nízkou prodyšností a velkým sklonem k tvorbě plynů. Vady práce, závěry však rozšiřuje o sledování a publikování výsledků odlitků, které z takovéto směsi mohou vzniknout, jsou zřejmé. dalších parametrů, tj. včetně zkoušky ztráty žíháním, obsahu lesklého uhlíku a vyplavitelných látek. St a n ove n í m i n i m á l n í h o m n o ž s t v í hyd ra u l i c ké h o o l e j e u m o d e l ové s m ě s i V l i v n a r e á l n o u j e d n o t n o u f o r m ova c í s m ě s (J F S) Stejné zkoušky byly provedeny u modelové formovací směsi, která byla složena z vypočteného obsahu bentonitu 7 % K  reálné jednotné formovací směsi je přidáno definované a 93 % ostřiva. K této směsi je přidáváno jen malé množství množství hydraulického oleje (MOGUL HM 46, PARAMO, stejného oleje, a to 0,2 %, 0,4 % a 0,6 % na hmotnost směa. s., bod vzplanutí nad 190 °C, bod hoření nad 210 °C, nesi. Modelová směs je vybrána z toho důvodu, že zde nepředrozpustný ve vodě) v množství 1, 3 a 5 % na množství směsi. pokládáme žádné jiné škodlivé látky, které v reálné JFS mohou Množství je záměrně voleno vyšší, aby prvotní projev na být a mohou tak, i když minimálně, ovlivnit výsledek. Olej byl vlastnostech směsi byl dostatečně znatelný. Olej je k JFS přik  modelové směsi přidáván v  laboratorním kolovém mísiči dávám v  laboratorním kolovém mísiči a tato směs je 2 min a tato směs byla promíchána. Tabulka je natolik rozsáhlá, že promíchávána. Aby nedošlo k ovlivnění vlastností směsi mízde není publikována, vybrané vlastnosti jsou dokumentovácháním, je i JFS bez oleje míchána 2 min a tyto výsledky jsou ny obr. 13–20, kde jsou sledovány změny vlastností v procenbrány jako 100 %. Tabulka je natolik rozsáhlá, že zde není

120 změna měřené hodnoty [%]

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

P. K ř e n ko v á – J . P a zd e r k a

100 80

pevnost v tlaku

60

pevnost v tahu

40 výsledky ze zkušebních směsí na laboratorním kolovém mísiči

20

0

0,25

0,5

1,0

1,5

2,0

přídavek oleje [%]

Obr. 5. Vliv oleje na pevnost v tlaku a pevnost v tahu [1] Fig. 5. Influence of oil on compression strength and tensile strength [1]

386

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Obr. 6. Vliv oleje na pevnost v kondenzační zóně [2] Fig. 6. Influence of oil on strength in the condensation zone [2]


V l i v hy d r a u l i c ké h o o l e j e n a b e nto n i to v é s m ě s i

115

100

Navážka na váleček

Prodyšnost

90

Prodyšnost [%]

110

Navážka [%]

P. K ř e n ko v á – J . P a zd e r k a

105

100

95

80 70 60 50

0

1

3

Množství oleje [%]

0

5

1

3

5

Množství oleje [%]

Obr. 7. Navážka na váleček Fig. 7. Weight per a cylinder

Obr. 8. Prodyšnost Fig. 8. Permeability

Obr. 9. Pevnost v tlaku Fig. 9. Compression strength

Obr. 10. Zóna kondenzace vody Fig. 10. Water condensation zone

Obr. 11. Ztráta žíháním Fig. 11. Loss on ignition

Obr. 12. Lesklý uhlík Fig. 12. Lustrous carbon

102

100

Navážka na váleček

105

90

98 96 94

80 70 60

92

50

90

40

0

0,2

Množství oleje [%]

0,4

0,6

Pevnost v tlaku

100

Prodyšnost Pevnost v tlaku [%]

Prodyšnost [%]

100

Navážka [%]

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

40

90

95 90 85 80 75 70 65 60

0

0,2

0,4

Množství oleje [%]

0,6

0

0,2

0,4

0,6

Množství oleje [%]

Obr. 13. Navážka na váleček Fig. 13. Weight per a cylinder

Obr. 14. Prodyšnost Fig. 14. Permeability

Obr. 15. Pevnost v tlaku Fig. 15. Compression strength

Obr. 16. Zóna kondenzace vody Fig. 16. Water condensation zone

Obr. 17. Pevnost ve střihu Fig. 17. Shearing strength

Obr. 18. Pevnost ve štěpu Fig. 18. Cleavage strength

Obr. 19. Ztráta žíháním Fig. 19. Loss on ignition

Obr. 20. Lesklý uhlík Fig. 20. Lustrous carbon

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

387


JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

P. K ř e n ko v á – J . P a zd e r k a

V l i v hy d r a u l i c ké h o o l e j e n a b e nto n i to v é s m ě s i

tech. Pouze hodnota obsahu lesklého uhlíku je v absolutním čísle. Definované vlastnosti modelové směsi jsou následující: – vyplavitelné látky 8,6 %; – aktivní bentonit 6,6 %; – ztráta žíháním 1,17 %; – střední zrno 0,258 mm; – podíly pod 0,125 mm 5,35 %. U mechanických vlastností modelové směsi nejsou změny podle očekávání tolik výrazné, i množství přidávaného oleje je menší. Dochází opět k nárůstu hmotnosti válečku (obr. 13), prodyšnost směsi se mění jen minimálně (až u 0,6 %, obr. 14), pevnost v tlaku dokonce mírně roste (0,4 % a 0,6 %, obr. 15), stejně tak PKZ (nejvyšší u 0,2 %, obr. 16). Zvýšení hodnot vykazují i pevnosti ve štěpu (obr. 17) a pevnost ve střihu (obr. 18), obě při 0,2 % a 0,4 %; při 0,6 % již dochází k mírnému poklesu. Mírné přidání oleje modelové směsi tedy neškodí, dokonce lehce zlepšuje její mechanické vlastnosti. Dodržení hranice minimálního obsahu oleje je však poměrně náročné, brzy může dojít ke zhoršení. Nehledě na to, že není dostupná přesná a rychlá metoda stanovení obsahu oleje, navíc se jedná o modelovou směs, která není ovlivněna koloběhem JFS. Podle očekávání došlo k výraznému pohybu i u dalších sledovaných veličin. Z obr. 19 je zřejmý nárůst ztráty žíháním až na 148 %. Obsah lesklého uhlíku u modelové směsi, jež neobsahovala žádné přísady, které by ho mohly tvořit, vzrostl po přidání 0,6 % z nulové hodnoty na 0,2 % (obr. 20). K nárůstu došlo i u vyplavitelných látek, pH i elektrická vodivost byly bez podstatné změny. Sledováno bylo i množství vody (směsi byly připravovány při konstantní vlhkostí 3,0), které zůstalo bez výrazné změny. Spěchovatelnost vzrostla pouze o 1 %.

388

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Z ávě r Práce sleduje vliv hydraulického oleje na změny formovací směsi s bentonitem, které nejsou ve slévárenské praxi snadno odhalitelné. Změny vlastností se většinou plně projeví teprve po více obězích formovací směsi [2]. Olej má na bentonit negativní vliv, který se následně promítá i do výsledků laboratorních zkoušek formovací směsi, a tak má negativní vliv i na možnost tvorby vad odlitků. Jako nejjednodušší mechanizmy sledování nežádoucího úniku oleje do směsi se jeví měření hmotnosti válečku a velikosti ztráty žíháním. Jako kritickou hodnotu můžeme brát již malé množství oleje, a to 0,6 % na směs. V praxi je objem těžko stanovitelný. Je tedy důležité včas zabránit uniku oleje do směsi. V  ojedinělých případech, většinou při náhlém a masivním znečištění, je část směsi znečištěna mnohem větším množstvím. V takovém případě je rozumné tuto směs oddělit a vyřadit. Pokud je zasažen celý systém, je jedinou pomocí zvýšit oživování, a tím zředit znečištění a snížit jeho důsledky [2]. L i t e ra t u ra [1] BRÜMMER, G.: Vlivy na pojivový systém bentonit + voda, které snižují pevnost forem. Giesserei, 2002, 89(2), 58–63. ISSN 0016-9765. [2] TILCH, W.; H. POLZIN; M. FRANKE: Praxischandbuch bentonitgebundener Formstoff, s. 338–340. ISBN-10: 379490897X, ISBN-13: 978-3794908974. Recenzent l Peer-reviewer: Ing. Alois Neudert, Ph.D.


S MODERNÍ TECHNOLOGIÍ DO ROKU 2018.

Společnost: NNP Group a Chemcostar Europe s.r.o.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

389


A . L i e d t ke

F o r m o v a c í s m ě s 4 . 0 . Ú p r a v a fo r m o v a c í c h s m ě s í v é ř e P r ů m y s l u 4 . 0 a n e b z p ř í s t u p n ě n í „v e l k ý c h d a t “ u ž i v a t e l i

PŘ EK L A DY

Formovací směs 4.0. Úprava formovacích směsí v éře Průmyslu 4.0 aneb zpřístupnění „velkých dat“ uživateli Moulding mixture 4.0. Treatment of moulding mixtures in the era of Industry 4.0 or making available of “big data” to the user

Ú vo d Na cestě do nového digitálního a zesíťovaného průmyslu nás provází řada zvučných slov: Big Data, Cyber-Physical Systems, Cloud, Security, Data Mining, Smart Foundry a mnoho jiných. Je prověřováno mnoho nových obchodních modelů, ale které jsou pro slévárny zajímavé? Německé slévárny jsou převážně středně velké podniky a mají problémy s nalézáním pracovní síly se znalostmi slévárenství, k tomu je třeba mít také vědomosti z IT, což velmi ztěžuje případný nábor. Slevači se musí ptát, co pro slévárnu znamená silný globalizační tlak a co to vlastně jsou obchodní modely IT průmyslu. Nesporné je ovšem to, že v mnoha slévárnách nejsou zcela zvládnuty kroky procesního řízení a vzájemné souvislosti procesních kroků nejsou přehledné. Aby bylo možné vyrábět prvotřídní odlitky při odůvodněných nákladech, musí celý proces výroby zůstat pod kontrolou, i když nastanou neočekávané problémy. Celý proces musí být stále ovladatelný. Klasická cesta, kdy jsou SPS data uložena v SQL datové bance, umožňuje splnit QM požadavky, ale otázkou je jejich využití ve smyslu efektivní výroby. Je na čase, rozhodující data začlenit do procesu a současně je zpracovávat. Decentralizované nasazení Průmyslu 4.0 je způsob, jak toho postupně dosáhnout. Například systém řízení formovací směsi FoMaSys firmy Michenfelder Elektrotechnik GmbH & Co. KG., Mainz, ukazuje, jak je v oblasti řízení formovací směsi možno nahradit klasické centrální řízení kyberfyzikálním systémem a získat hospodářské výhody.

621.742.4 : 621.742.42 moulding sands—properties

Ky b e r f y z i ká l n í s y s t é m (C y b e r - p hy s i c a l S y s t e m – C P S)

The necessit y of collec ting all the data necessar y for the control of the process of casting produc tion is pointed out. Gradually this will be allowed by the decentralized c yber system of industr y 4.0. On the example of the FoMaSys control system of the company Michenfelder Elektrotechnik GmbH & Co. KG. Meissen is shown how the c yber physical system completes the classic control in the field of treating the bentonite mix tures and forms technical and economic advantages of the process.

Průmysl 4.0 znamená cestu od klasické automatizační pyramidy (pyramidy řízení) k zesíťovaným, decentrálně organizovaným systémům a službám – tzv. kyberfyzikálním systémům (obr. 1). V  literatuře [1] můžeme nalézt následující definici CPS: „Jako cyber-physical systems (CPS) je označováno propojení reálných (physical) objektů a procesů s počítačově vytvořenými (virtuálními, cyber) objekty a procesy pomocí otevřených, částečně globálních a vždy spolu propojených informačních sítí.“ Data, služby a činnosti jsou tímto způsobem řízeny a vykonávány, a tím je uživatelům umožněno dosažení pružné a efektivní výroby. Služby a data musí být možno v  systému poskytovat přes otevřená rozhraní. Proti klasické pyramidě zde komunikují subsystémy s vysokou lokální „inteligencí“ při relativně ploché hierarchii. Tyto subsystémy mohou být inteligentní přístroje nebo jednotky řízené SPS nebo PC. V ideálním případě odpovídají tyto CPS modelu, který má pro reálný fyzikální proces jasně definovaná rozhraní a služby, takže může být snadno vyměněn za jiný. Tyto postupy připomínají objektové programování, při plně definovaných rozhraních (interfaces), které garantují nahraditelnost softwaru do úrovně, kterou tato rozhraní umožňují. Rozhraní jsou pak určena službami a daty, které se v  síti vyměňují. Na tomto místě je třeba důrazně upozornit, že špatně namodelované procesy nebo části procesů povedou ke špatné funkci. Další výhodou decentralizované sítě je zachování poznatků z procesů, které je příslušný CPS schopen analyzovat, a jednoduchá rozhraní je nabídnou okolí. Například systém managementu formovacích směsí FoMaSys zahrnuje vědomosti z  procesu přípravy formovacích směsí a reakce zákazníků za období přes 40 let. Jejich komplexnost (také matematická) ve všech článcích procesu značně ztěžuje

Dipl.-Ing. Alfred Liedtke M i c h e n fe l d e r El e k t r o t e c h n i k G m b H & Co. KG , Mainz i n f o @ m i c h e n f e l d e r. d e

390

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


F o r m o v a c í s m ě s 4 . 0 . Ú p r a v a fo r m o v a c í c h s m ě s í v é ř e P r ů m y s l u 4 . 0 a n e b z p ř í s t u p n ě n í „v e l k ý c h d a t “ u ž i v a t e l i

A . L i e d t ke

její zavedení do centrálního systému SPS. A co se pak stane při následující změně systému řízení (např. přechod z S5 na S7)? Z tohoto důvodu je důležité, aby řízení přebíralo systémové návaznosti (orchestraci) z dílčích procesů. O b ě h f o r m ova c í s m ě s i

K problematice bentonitu a Pr ů my s l u 4 .0 Popsané časové změny bentonitových směsí je třeba vzít v potaz. Je to významné, zvláště při nasazení prostředků Průmysl 4.0. Tyto proměny formovací směsi musí být součástí procesů i v Průmyslu 4.0. Zde konkuruje formovací směs s přesně zadanou jednotkou – časem. To je také důvod, proč je chladnička (a předvlhčení) považována za nejvýznamnější stanici přípravy formovací směsi. Zásobník vratné směsi je zařízení, ve kterém při dostatečné vlhkosti vratu dochází k dosažení rovnovážného stavu exponenciálně se měnících vlastností formovací směsi. Odležení nebo projití „zbahněním“ není žádný vynález

Obr. 3. Znázornění části procesu s živými daty – jako příklad chladnička 1 Fig. 3. Representation of a process parts with live data—a refrigerator 1 serves as an example

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

391

PŘ EK L A DY

Příprava formovací směsi sama představuje fyzikální a zasíťovaný systém. Směs prochází různými agregáty, jako chladničkou, zásobníkem a mísičem, a je přitom ovlivňována spousObr. 1. Přeměna klasické řídicí pyramidy na Průmysl 4.0 tou dalších prvků zařízení a vnějších vlivů. Například cyklony, Fig. 1. The conversion of the classic control pyramid to the Industry 4.0 rozrušovači, odsáváním, dopravníky, místy přepadů, výrobním programem (odlitky), okolním prostředím atd. V mnoha slévárnách jsou tyto stanice řízeny izolovaně a chybí inteligentní propojení (síť). Tím nemohou být splněny požadavky na efektivní a plně ovládanou produkci. Vzájemné souvislosti dílčích procesů a příčiny kritických situací nejsou známy nebo jsou přisuzovány nesprávným dílčím procesům. Tak se může například dojít k závěru, že snížení spěchovatelnosti na formovací lince je způsobeno okolní teplotou, ačkoliv skutečnou příčinou je nízká vlhkost vratu. To může způsobit špatná funkce chladničky, která se začala projevovat už před několika hodinami. Formovací směs je v čase stále se měnící struktura. Přidávání vody, změny teploty, odpařování a transport, mísení a odležení, to vše se neprojevuje současně. Adsorpční procesy vody ve vyplavitelných látkách, bobtnání bentonitu a mnoho dalšího jsou funkce času. Obr. 2. Integrace síťového modulu (Cyber-Physical-Systems) do přípravny formovací Zkouška provedená v laboratoři dává směsi Fig. 2. Integration of the network module (Cyber-Physical-Systems) into the moulding mixture pouze momentální hodnoty. Proto je preparation velmi nutné, aby se parametry směsi zjišťovaly online v procesu. Z tohoto důvodu je v konceptu FoMaSys od firmy Michenfelder spěchovatelnost zjišťována ne u mísiče, ale až u formovacího stroje. Tedy tam, kde jsou vlastnosti požadovány.


A . L i e d t ke

F o r m o v a c í s m ě s 4 . 0 . Ú p r a v a fo r m o v a c í c h s m ě s í v é ř e P r ů m y s l u 4 . 0 a n e b z p ř í s t u p n ě n í „v e l k ý c h d a t “ u ž i v a t e l i

slévárenství, ale je součástí mnoha odvětví průmyslového nebo ručního zpracování jílových zemin. V literatuře [4] nalezneme tento zkrácený a trochu přizpůsobený citát: „Zbahněním se značně ulehčí následující mísení. Tam, kde se následně mísí suchá surovina s vodou, jsem zařadil do postupu to, že jsem nechal surovinu s vodou půl dne odležet. Výsledkem bylo, že se dvojnásobně zvýšil výkon protlačovacího lisu, a přitom bylo dosaženo lepších vlastností vyráběné formířské směsi.“

Cílem konceptu Průmysl 4.0 musí být zahrnutí těchto časových souvislostí a vyvinutí takového systému, který by tyto souvislosti uživatelům přehledně znázornil. Také při projekci přípraven musí být tyto časově náročné procesy akceptovány. Nemá žádný smysl nabídnout zákazníkovi při obchodním jednání mísič pro 50 t/h, pokud současně nebude projednáváno předvlhčení vratné směsi. FoMaSys

PŘ EK L A DY

Michenfelder se svým systémem FoMaSys pro řízení úpraven již dlouho koncentruje speciálně na závislosti z oblasti bentonitových směsí. A to pro celé úpravny od vytloukacího roštu až po formovací stroj (obr. 2). Výsledky průzkumu ukazují, že i když jsou příčiny vad extrémně mnohostranné, tak přibližně ve 40 % výskytu pískových vad byly vady předpovězeny. FoMaSys je vysoce modulární a stupňovitě rozšířitelný systém. Každý jednotlivý modul může svůj lokální proces samostatně řídit a přes řadu rozhraní jsou tyto moduly integrovány do procesu a data svých dílčích procesů tak dávají k  dispozici. V nejvyšší výbavě jsou tyto moduly propojeny s  řídicím systémem MiPro do systému řízení celé úpravny. Toto modulární uspořádání může být podle finančních možností nebo technických priorit postupně doplňováno. Obr. 4. Automatické přiřazení mezi daty z laboratoře a příslušnými procesními daty Fig. 4. Automatic assignment of the data from the laboratory and the relevant procedural data

Př e h l e d m o d u l ů F o M a S y s Modul 1 (pro mísič) Jednotka Micomp5-G-CH na řízení mísiče zajišťuje jako subsystém řízení procesu a vyhodnocování signálů ve smyslu dříve popsaných CPS systémů plnou kontrolu mísicího procesu až do docílení předepsané vlhkosti. Znaky systému: – nepřetržité měření vlhkosti, s tepelnou kompenzací, od napuštění do vyprázdnění mísiče; – sledování dynamiky mísení, homogenity a vstupní vlhkosti vratu; – přímé dávkování přes váhu, případně přichystání kalkulovaného množství vody do zásobníku nebo přímo do mísiče; – sledování nasycení vyplavitelných látek vodou; – nejvyšší preciznost dodržování konstantní úrovně výstupní vlhkosti; – regulace spěchovatelnosti (ve spojení s modulem 3).

Obr. 5. Rozpoznání vzájemných závislostí mezi dílčími procesy pomocí databázových dotazů Fig. 5. Recognizing the interdependencies between the partial processes with the aid of database queries

392

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Modul 2 (pro chladničku) Řídicí jednotka chladničky Micomp5 – provedení podle typu chladničky (průběžná, s fluidním ložem nebo šaržová) – pracuje jako subsystém CPS a přebírá


F o r m o v a c í s m ě s 4 . 0 . Ú p r a v a fo r m o v a c í c h s m ě s í v é ř e P r ů m y s l u 4 . 0 a n e b z p ř í s t u p n ě n í „v e l k ý c h d a t “ u ž i v a t e l i

řízení chladničky a kontrolu procesu navlhčení vratu od vstupu materiálu do chladničky až po jeho odchod. Znaky systému: – spolehlivé dosažení maximálních hodnot (závisí na typu chladničky) pro chlazení a pro nejlepší možnou podporu následujících dějů při úpravě směsi; – automatické kompenzace podle okolních podmínek a typických kritických fází výroby (jako začátek po delší odstávce, reakce na studený, suchý vrat nebo na neodlité formy).

Modul 4 (centrální řízení procesu a QS-systém) Přes centrální řídicí systém MiPro jsou do sítě spojeny subsystémy – řízené dílčí procesy. MiPro není konkurent SPS vizualizace, ale doplňuje ji, protože se svými představami a funkcemi koncentruje na přípravu formovací směsi a zde především na řízení její kvality. Archivace procesních dat, stanovování souvislostí z dílčích procesů a jejich analýza dokáží přinášet využitelné výhody. Znaky systému: – ovládání, parametrizace a vzdálená kontrola připojených subsystémů; – grafická vizualizace v  přímém čase, statistické analýzy a filtrační funkce, hledání korelačních souvislostí, export dat, zpracování a archivace dat spotřeby, statistika dávek, alarmy, uživatelský směnový dohled, banka laboratorních dat atd.; – sběrnice rozhraní a integrovaný server S7; – management procesních oken pro matrici formovacích směsí (Formsandmatrix).

Výsledky z dat znalostí procesu Příprava formovací směsi vytváří – od výklepu až po formovací linku – množství procesně měřených a vytvářených dat, které MiPro pro každý dílčí proces zpracovává přímo v čase do živých křivek vývoje (obr. 3). K tomu zpracovává naměřená laboratorní data, která mnohdy mizí v  různých knihách. MiPro vytváří laboratorní stránky, které jsou díky časovým souvislostem přiřazeny k  odpovídajícím procesním datům (obr. 4). Aby bylo možno hodnotit všechna zasíťovaná data

PŘ EK L A DY

Modul 3 (integrovaný systém kontroly směsi) Přímo v procesu nasazená automatická písková laboratoř, spojená s  procesem řízení, je jednou z mnoha možností stanovování kvalitativně vyhovujících veličin formovací směsi. Přeložení tohoto zařízení z laboratoře do procesu umožňuje manuální i automatické korekce, které jsou stanovovány na základě online naměřených hodnot, nejlépe přímo u formovací linky. Znaky systému: – měření spěchovatelnosti, vaznosti, pevnosti ve střihu, vlhkosti, teploty a prodyšnosti (světová novinka ve stadiu prototypu); – řízení spěchovatelnosti (ve spojení s modulem 1); – nahrávání deformační křivky, křivky porušení v  tlaku, stanovení ekvivalentu bentonitu (ve spojení s  modulem 4); – stanovení obsahu vyplavitelných látek a využití složení formovací směsi (ve spojení s moduly 1 a 4).

A . L i e d t ke

Obr. 6. Statistická vyhodnocení na MiPro Fig. 6. Statistical evaluation on the MiPro

Obr. 7. Srozumitelné vyhodnocení procesu přípravy pomocí matric formovací směsi Fig. 7. Understandable evaluation of the preparation process with the aid of moulding mixture matrices

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

393


PŘ EK L A DY

A . L i e d t ke

F o r m o v a c í s m ě s 4 . 0 . Ú p r a v a fo r m o v a c í c h s m ě s í v é ř e P r ů m y s l u 4 . 0 a n e b z p ř í s t u p n ě n í „v e l k ý c h d a t “ u ž i v a t e l i

z částečných procesů, je k dispozici řada databázových dotazů, které může uživatel pomocí šablon sám vytvářet. Při dotazech jsou data z  jednotlivých stanic synchronizována. Například data z automatické laboratoře u formovací linky jsou přiřazena k odpovídající šarži, případně číslu mísiče. Stejně mohou být zkoumány časově posunuté dávky chladničky, případně jiného místa úpravy vratu. Každý dotaz je možno zkoumat ve zvoleném časovém rámci i za pomoci funkcí filtrace dat (obr. 5). Všechny výsledky je možno exportovat a zpracovat v excelu. Zde je možno provádět neomezená statistická hodnocení pro QM řízení kvality (obr. 6). Vedle dat z  procesů a z laboratoře existuje také suma odvozených dat. Sem patří například veličiny jako obsah vyplavitelných látek nebo obsah aktivního bentonitu, které jsou z naměřených hodnot vypočítávány různými moduly pro lepší porozumění. Pokud by data nebyla pro uživatele přehledně uspořádána, mohlo by obrovské množství dat vést rychle k zahlcení obsluhy. V matrici formovací směsi vytváří Michenfelder pomocí tří procesních oken grafický pohled na kvalitu a stabilitu procesu. Zvláště slévárny, které pracují na více směn a nemají na každé směně odpovídající odborný dozor, mohou pomocí matrice jednoduše prohlédnout celý proces. V matrici jsou dále vytvářena doporučení pro ruční korekci složení formovací směsi (bentonit, nový písek, prach) ve srozumitelném textu. Tato doporučení mohou být pomocí odpovídajících rozhraní i automaticky realizována systémem dávkovacích vah (obr. 7). Pr o p o j i t e l n o s t Předpokladem pro integraci CPS v současných nesourodých společnostech je vytvoření nadnárodního standardu pro rozhraní na předávání dat a služeb v oblasti Průmyslu 4.0. Tomu jsme ale zatím vzdáleni. Vzájemně si konkurují různé, tak zvané standardy, jako OPC-UA, MQTT, ethernet atd. Existují i další oborové nebo národní komunikační struktury, které jsou v  SPS poskytovány, například ISOonTCP ve světě S7. MiPro implementuje mnoho z těchto protokolů a může být tedy bez překážek integrován do procesu. Je možno realizovat i propojení s různými bankami dat pomocí SQL. Významným znakem MiPro je, že byl vytvářen pod jednou střechou, takže má implementována i rozhraní specifická pro jednotlivé přístroje. Zákazník tedy může integrovat do MiPro i stávající jiná zařízení, která mají odpovídající rozhraní. MiPro slouží jako most pro propojení dalších systémů a procesů. V neposlední řadě může zákazník pomocí MiPro vyhodnocovat a ovládat i data a funkce z cizích zařízení, aniž by musel vynaložit značné náklady na technické vybavení.

Z ávě r Cestu ke „skleněné slévárně“ založil Michenfelder v oblasti přípravy formovací směsi už dávno. Systém řízení formovací směsi FoMaSys je trvale rozšiřován a vylepšován. Jsou k dispozici i další moduly, jako Bilance formovací směsi, Databanka modelů nebo Řízení směn. Předpokladem pro nasazení Průmyslu 4.0 je měření všech důležitých vlastností formovací směsi přímo v procesu. Také zde stanovil Michenfelder zařazením měření prodyšnosti pomocí online laboratoře nový milník tohoto oboru. Stále však existují zařízení, která díky své domnělé pasivitě nejsou zcela pod kontrolou, jako například zásobník vratu nebo cyklon. Zde je další potenciál ke zvýšení stability procesu. V  kontextu Průmyslu 4.0 je významnou podmínkou modelování rozhraní u dílčích procesů. Tato rozhraní musí být brána v úvahu už při plánování nových nebo modernizovaných zařízení. Například pokud dopravní cesty nebo zásobníky vratu nebudou ovládat vlhkost vratu, vytvářejí širokou cestu pro nekvalitní odlitky. Z toho vychází požadavek na projektanty zařízení a na zákazníky, aby přípravu formovací směsi chápali jako zasíťovaný proces. L i t e ra t u ra [1] Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems, Acatech 2012; http://acatech.de/Iid=1405. [2] Zukunftsprojekt Industrie 4.0, webové stránky federální vlády https://www.bmbf.de/de/zukunftsprojekt-industrie-4-0-848.html. [3] Společnost VDE/VDI, Kyberfyzikální systémy, příležitosti a potřeby z pohledu automatizace, https://www.vdi.de/ uploads/media/Stellungnahme_Cyber-Physical_Systems. pdf. [4] WERNICKE, F.: Die Herstellung der feuerfesten Baustoffe. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 224 s. DOI 10.1007/9783-642-92422-4, ISBN 978-3-642-90565-0. Překlad z časopisu Giesserei 2017, č. 7, s. 63–66, „Form- sand 4.0, Formsandaufebereitung im Zeitalter von Industrie 4.0 oder „Big-Data“ für den Anwender nutzbar machen“ s  laskavým svolením vydavatele časopisu Giesserei Verlag.

Překlad a recenze l Translation and review Ing. Alois Neudert, Ph.D.

pf 2018 Spokojené prožití vánočních svátků a v novém roce pevné zdraví a úspěchy v profesním i osobním životě přeje

Odborná komise pro formovací materiály 394

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


Využití sof t waru řízení kvalit y a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

Využití softwaru řízení kvality a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

621.742.4 : 65.012.45 moulding sands— enterprise information system

The contribution deals with the process of preparing and controlling the unit bentonite moulding mix ture with the aid of sof t ware, whether based on Excel or business information systems of the SAP or OP TI t ype. The process monitoring and the regular data acquisition are prerequisites for the success in both cases. The output is a comprehensive over view including the preparation of the moulding mix ture, the consumption of raw materials up to monitoring the qualit y of the mixed mix ture.

Mgr. Zdeňka Kaňová CL A R I A N T SE, M nichov, N ě m e cko kanova.zdenka@gmail.com

Ing. Michal Perůtka R G U C Z s . r. o ., B r n o mip@rgu.cz

Ú vo d Představení firmy RGU Společnost RGU GmbH byla založena v roce 1984. Hlavním zaměřením společnosti je vývoj a implementace specializovaného informačního systému pro plánování a řízení slévárenské výroby – systému OPTI. První implementace informačního systému OPTI v České republice byla realizována v roce 1993 ve Firmě Feramo Metallum International, s.r.o., Brno. V roce 2005 byla založena firma RGU CZ s.r.o. V současnosti je systém OPTI využíván v evropských slévárnách v Německu, Rakousku, Itálii, v České republice, na Slovensku a ve Slovinsku a Chorvatsku. V tomto roce byly založeny dceřiné společnosti RGU pro implementace v Číně a Indii. Historie a současnost řízení kvality formovací směsi Za první průkopníky řízení formovací směsi lze považovat Kadlece, Levelinka, Berga, Franka, Egena a Hrušku. Autoři doporučovali provádět denní bilanci poměru kg formovací směsi na hmotnostní jednotku odlitého kovu a sledování množství ostřiva z jader v procentech na celkový objem směsi [1], [2]. Za prvním uvedením řízení formovací směsi do praxe v České republice stál na konci 90. let 20. století Ing. Josef Sedlák, CSc. Významný byl přínos Ing. Aloise Neuderta, Ph.D., který na počátku tohoto století pomohl řadě sléváren implementovat metody řízení do praxe. Mezi prvními průkopníky, kteří řízení dávkování využívali, byla brněnská slévárna Feramo M.I., s.r.o., (1998) a Jihomoravská armaturka, spol. s r. o., (2005) [3]. S  nedostatkem kvalifikovaných pracovníků ve slévárnách klesá povědomí o zavedených metodách, které slévárnám šetří nemalé náklady, zejména na přípravu formovací směsi, zmetkovitost a nově také odpady. Vše závisí na odpovědnosti pracovníků vyčlenit si denně 15, popř. více minut a systematicky evidovat data. Odměnou je maximální kontrola procesu přípravy formovací směsi a stabilní systém, který pracuje s minimálními zásahy. Stabilita systému a okamžitá dostupnost dat umožňuje vyhodnocovat parametry formovací směsi a jejich vliv nejen na zmetkovitost, ale i na investiční akce, týkající se přípraven formovacích směsí, ať již z pohledu snížení neshodné výroby nebo kalkulací finanční návratnosti. V y s vě t l e n í z á k l a d n í c h p o j m ů Podnikový informační systém Informační systém OPTI je firmou RGU GmbH vyvíjen výhradně pro potřeby slévárenské výroby. Jedná se o odvětvově orientované řešení, které neustále zahrnuje nově vznikající požadavky na procesy probíhající v rámci plánování a řízení slévárenské výroby uvedené na obr. 1. Tyto požadavky se výrazně liší od postupů standardních ERP systémů pro plánování podnikových zdrojů, proto používáme označení FRP – Foundry Resource Planning. V rámci implementace informačního systému je předáváno know-how týkající se plánování a řízení slévárenské výroby, kontroly kvality, sledování a řízení nákladovosti, kalkulace nákladů a tvorby ceny odlitku. Základ informačního systému tvoří teoretické podklady a softwarové metody prof. Heiko Pacyny. V modulu kontroly kvality lze nadefinovat veškeré zkoušky procesů, výrobků a nakupovaného zboží. Základním předpokladem je mj. jednoznačná definice plánů zkoušek, které určují rozsah zkoušek, testovací postupy, normy, předepsané parametry, sběr měřených hodnot, jejich vyhodnocení, uvolnění do výroby, vygenerování hlášení o neshodě a vizualizaci S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

395

Z PRAXE

The use of the software for quality control and the dosing of raw materials for the preparation of unit bentonite moulding mixture

Z. Kaňová – M. Perůtka


Z. Kaňová – M. Perůtka

Využití sof t waru řízení kvalit y a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

tu, kdy hmotnostní, tvarová nebo jádrová diferenciace vede často k negativním výkyvům v rámci jednoho oběhu [1], [4]. Cílem řízení jednotné formovací směsi je eliminace nežádoucích výkyvů v její kvalitě a udržení dlouhodobé stability systému. K tomu je nutné docílit rovnováhy mezi znehodnocením formovací směsi a přísunem surovin, tzv. oživováním [5].

Z PRAXE

M e t o d y ří z e n í f o r m ova c í s m ě s i

Obr. 1. Procesy pokryté informačním systémem RGU OPTI

dat včetně limitů. Ke každému parametru lze přiřadit nominální hodnotu, limitní a regulační meze. Meze stanovují a udržují oprávnění uživatelé. Plán zkoušek je možné sestavit nejen pro formovací směsi a odlévané materiály, ale také pro nakupované suroviny, pomocné materiály, výrobky či zakázky (obr. 2). Měřené hodnoty jsou zadávány přímo na pracovišti laboratoře nebo importovány z měřicích přístrojů. Součástí modulu je i evidence a kalibrace měřidel a měřicích zařízení.

Metoda dle výsledků z laboratoře Nejen v českých slévárnách je stále hojně využívaným postupem řízení formovací směsi metoda dle výsledků z  laboratoře. V krajních případech pracuje metoda zcela bez údajů o spotřebách surovin. Technologické hodnoty jsou řízeny výhradně dle laboratorních výsledků, tzn. že je prováděna zpětná reakce nebo náprava toho, co způsobil odlévaný sortiment za předchozí období, den, směnu. Dávkování nového písku je prováděno dle % vyplavitelných látek, bentonit je řízen podle pevnosti v kondenzační zóně a v tlaku. Korekce uhlíkatých aditiv je řízena procentuální hodnotou ztráty žíháním. Metodou lze udržet parametry formovací směsi i z dlouhodobého hlediska v doporučených rozmezích, nicméně bez provádění denní bilance surovin je metoda nepřesná a značně neekonomická. Metoda dle předchozího dne Metoda pracuje se znehodnocením formovací směsi za předešlou časovou jednotku, což bývá zpravidla den nebo směna [4]. Výpočty jsou prováděny v tabulkovém programu Excel, kde jsou uvedeny údaje o výrobě za předchozí den (tab. I). Pro kalkulaci přesného dávkování je výchozím krokem denní bilance jader založených do forem a odlitého kovu (tab. II). Neméně podstatnou záležitostí je stanovení koeficientů, kterými bude směs z dlouhodobého hlediska řízena (tab. III). Výsledkem denní bilance (tab. II) a koeficientů (tab. III) je výpočet dávkování surovin pro aktuální den (tab. IV). V  praxi probíhá řízení zpravidla tak, že technolog zpracuje ráno data z  předešlého dne a výsledek (nový písek, bentonit, přísady) jsou pak dávkovány až do rána příštího dne, kdy se celý cyklus opakuje. Oproti metodě řízení dle výsledků z  laboratoře se jedná o mnohem propracovanější systém zahrnující např. vliv rozpadených jader, zatížení formovací směsi až po koeficienty

Terminologie týkající se řízení kvality formovací směsi Základní složky jednotné bentonitové směsi jsou: – ostřivo (zpravidla křemenný písek, nekřemenná ostřiva); – pojivová složka (bentonit); – přísady tvořící lesklý uhlík (pryskyřice přírodní nebo syntetické, uhlí, grafit); – přísady speciální – řešící specifický technický problém (soda, škroby); – přísady ostatní – do této kategorie lze začlenit přísady řešící ekologickou a ekonomickou otázku (odprašky z filtrů, zeolity); – příměsi (zbytky  jader a pojivových systémů, broky, aditiva z jader, zbytky nálitků, soli atd.); – voda. Pojivové systémy z  jader, bentonit a ostatní výše uvedené přísady prodělávají termické, chemické a mechanické poškození, přičemž dochází ke ztrátám pojiv a přísad. Z časového hlediska jsou u formovací směsi rozlišovány: – dlouhodobé změny formovací směsi, tj. dlouhodobé výkyvy od průměrného složení v závislosti na čase, nad rámec jednoho cyklu. Za dlouhodobé změny lze považovat např. cílenou změnu surovin, ale také problémy s odsáváním, chlazením vratné směsi aj.; – krátkodobé změny formovací směsi projevující se v rámci jednoho cyklu. Příčinami běžných krátkodobých Obr. 2. Schéma modulu řízení kvality změn je vliv vytloukaného sortimen-

396

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


Využití sof t waru řízení kvalit y a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

ovlivňující zásadním způsobem ekonomiku přípravy formovací směsi. V tomto případě lze práci technologa usnadnit použitím informačního systému, kdy údaje v Excelu mohou být automaticky provázány např. s  produkcí tavírny, formovací linky atd. Technolog je pak ušetřen složitého sběru dat pro výpočet dávkování [1], [6].

Z. Kaňová – M. Perůtka

Tab. I. Vstupní data a zdroje pro metodu řízení dle předchozího dne [1] [6] Zdroj informací

požadované údaje

jednotky

surová hmotnost odlitků / vydaný data z tavírny nebo tekutý kov na dané pracoviště z informačního systému (např. linka X, linka XX)

kg; t

data z technologie nebo založená jádra do forem z informačního systému

kg; t

data z mísiče

počet

namísené dávky

doporučená četnost provádění

den; směna

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

397

Z PRAXE

Metoda řízení dle formovaného Tab. II. Příklad vstupních dat pro výpočet dávkování z předchozího dne [1] [6] sortimentu, tzv. dle modelů datum [dd.mm.rrrr] 01.01.2017 02.01.2017 03.01.2017 Jedná se o nejpropracovanější metodu den týdne [dd] neděle pondělí úterý řízení s primárním dopadem na ekonoodlitý kov do forem miku přípravy formovací směsi, udržení Mění se denně [kg] 65 679 138 956 179 559 [surová hmotnost] její dlouhodobé stabilní kvality a eliminazaložená jádra [kg] 4 058 12 629 6 352 ci zmetkovitosti. Požadavky na vstupní namíseno mísičů [počet] 163 311 342 data jsou vůči výše uvedeným metodám rozšířeny o data z technologie (tab. V). Koeficienty zůstávají stejné jako v příTab. III. Koeficienty pro dávkování dle předchozího dne [1] [6] padě předchozího řízení. Doplňující data požadovaný aktivní bentonit [%] 9,5 9,5 9,5 jsou oproti ostatním metodám rozměry rozpadlý písek z jader [% z jader] 87 87 87 formy (š : d : v), seřezávaná výška formy, nový písek / tekutý kov [kg/kg] 0,110 0,110 0,110 popř. lze začlenit jiné prvky dle konkrétKoeficienty pro [kg/kg] 0,075 0,075 0,075 dlouhodobé řízení bentonit / tekutý kov ního požadavku slévárny. Při vytloukání podíl bentonit ve směsném odlitků se dostává do vratné směsi různé [%] 75 75 75 bentonitu množství písku z jader, přičemž množství nový písek / písek z jader [%] 25 25 25 rozpadlé jádrové směsi, která se vrací zpět do oběhu, závisí na: Tab. IV. Výsledné dávkování pro aktuální den – výpočet dávkování dle předchozího dne – typu jádrového pojivového systému [1] [6] a dávkování; – termickém zatížení (poměr písek – datum [dd.mm.rrrr] 02.01.2017 03.01.2017 04.01.2017 kov; licí teplota); vratný písek [kg] 2500 2500 2500 – typu a počtu vytloukacích jednotek směsný bentonit [kg] 37 47 55 Dávkování pro v  systému pískového hospodářství. nadcházející den uhlíkatá přísada [kg] 0 0 0 Množství písku z jader se stanovuje nový písek [kg] 34 11 41 subjektivně pozorováním jeho rozodprašky [kg] 0 0 0 padavosti ve vytloukacím zařízení a odhadem průměrné hodnoty. Je důležité zmínit, že přesnost odhadu Tab. V. Vstupní data a zdroje pro metodu řízení dle formovaného sortimentu, tzv. dle modelů [6] hraje významnou roli z pozice dávkování nového ostřiva, ale také co se Zdroj informací požadované údaje jednotky doporučená četnost provádění týká technologických hodnot až po hrubá hmotnost odlitku kg ekonomiku přípravy. surová hmotnost odlitku kg data z technologie 1× při zahájení, v průběhu jsou Ačkoliv se požadavky zdají zpočátku tekutý kov na formu kg nebo z informačního data neměnná pouze v případě složité, pro zkušeného technologa je počet odlitků na formu ks systému technologických změn zjištění vstupních dat otázkou několika jádra na odlitek kg minut strávených v provozu slévárny. jádra ve formě ks Využití informačního systému představuje značnou pomoc a úsporu času, zejména je-li řízení dávkování zpracováno Příklad I: Slévárna A dávkuje stabilně nové ostřivo 0,113 v program Excel a využívá-li slévárna informační systém. [kg/kg] na tekutý kov. Po celozávodní dovolené dojde vlivem Z kmenových dat odlitku lze automaticky načítat do Excelu tyto úklidu ke znečištění formovací směsi prachovými podíly. Vše údaje: počet jader, počet odlitků na formu, jejich hmotnost aj. se projeví snížením prodyšnosti a zvýšením vyplavitelných Součty jader na odlitek nebo formu pak lze provádět pomocí látek. Koeficient dávkování nového ostřiva bude dočasně vzorce přímo v souboru řízení v Excelu nebo kalkulací v infornavýšen z 0,113 [kg/kg] na 0,120 [kg/kg] kovu. mačním systému a následným transportem dat do Excelu. Výstupem metody řízení dle formovaného sortimentu, tzv. dle Příklad II: Slévárna B má vysledovaný a stanovený rozpad modelů, je receptura přiřazená výhradně ke konkrétnímu jader na vytloukacím roštu 87 %, tzn. že se do formovací modelu, která se mění pouze v případě změny: směsi vrací 87 % ostřiva ze založených jader. Během 2 let – hmotnosti jader, hmotnosti odlitků nebo jejich počtu ve slévárna výrazně obmění svůj sortiment a zjistí, že rozpad formě; jader již není tak vysoký, stanoví si hodnotu rozpadu 60 %. – koeficientů, chceme-li řízeně usměrňovat vlastnosti formoV řízení dle modelů se tato skutečnost projeví navýšením vací směsi.


Z PRAXE

Z. Kaňová – M. Perůtka

Využití sof t waru řízení kvalit y a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

dávkování nového ostřiva (protože je omezen přísun ostřiva z jader, který bereme jako součást oživení). Program dále umožňuje zohlednit speciální požadavky technologa v případě problémových modelů. Kalkulovaná receptura je sice výchozí, nicméně v případě extrémních výkyvů od běžné výroby nebo v případě řešení zmetkovitosti lze kalkulované receptury individuálně upravit. Výsledkem řízení dle formovaného sortimentu, tzv. dle modelů, je konstantní složení vratného písku, eliminace nežádoucích výkyvů z titulu hmotnostní skladby sortimentu (nízká versus vysoká hmotnost odlitků, jader; odlitky s jádry a bez jader aj.)

Tab. VI. Koeficienty dávkování příklady ze sléváren v závislosti na sortimentu [6], upraveno LKG

LKG/ /LLG

LKG

ocel litina

0,113

0,100

0,150

0,250

25

16

[kg/kg]

0,065

0,026

0,026

0,046

nosič LC / bentonit

[kg/kg]

0,28

0,26

0,43

0

ostatní přísady / bentonit

[kg/kg]

0

0

0

0

Typ slévárny dle odlévaného materiálu celkem nové ostřivo na TK

[kg/kg]

přídavek nového jemného ostřiva k písku z jader [%] bentonit / tekutý kov

písek z jader / formu

[%]

87

60

70

70

požadovaný obsah bentonitu MM

[%]

9,5

9,0

8,0

8,5

vratná směs / dávku

[kg/kg]

2100

1980

1400

1400

podíl bentonitu ve směsném bentonitu

[%]

60

bentonit (bez uhlíkatých aditiv)

[%]

100

100

100

100

rozměr formy

[š × d × v]

Tab. VII. Příklad rozdílů dávkování v závislosti na přesném rozměru formy

Ko e f i c i e n t y ří z e n í Model

hmotnost šírka délka výška formovací (hloubka) [mm] [mm] směsi ve mm formě

Slovem koeficient  se v  matematice  a dalších vědách označuje zpravidla kon1 780 600 stantní  číslo, kterým je  násobena  jiná 2 780 600 hodnota. Ačkoliv koeficient bývá velmi často bezrozměrný, v případě řízení dle modelů se koeficienty stanovují v % nebo kg. Pro metodu řízení dle formovaného sortimentu, tzv. dle modelů, i řízení dle předchozího dne platí ve většině případů shodné koeficienty (tab. VI). Výchozími koeficienty jsou tedy požadavky, kterými chceme formovací směs řídit, přičemž platí fakt, čím přesnější data k  dispozici máme, tím přesnější budou výpočty dávkování. V konečném výsledku pak bude směs z 90 % řízena výpočty dávkování na konkrétní model a pouze z 10 % bude prováděna korekce dle laboratorních hodnot. Množství nového ostřiva Nové ostřivo se do směsi dostává oživováním jednotné směsi nebo z rozpadlých jader. Na každou tunu odlitého kovu je nutno pro zachování množství vyplavitelných látek a stupně oolitizace přidat 100 až 160 kg nového ostřiva podle tepelného zatížení forem. Množství založených jader je dalším parametrem potřebným pro výpočet [3]. Podmínky stanovení rozpadu jader byly popsány výše. Množství bentonitu K novému ostřivu i rozpadlým jádrům je nezbytné přidat bentonit, aby byl dodržen požadovaný obsah aktivního bentonitu ve směsi zpravidla 6 až 10 %. Požadavek na obsah aktivního bentonitu se liší dle typu formovacího zařízení, odlévaného materiálu (litina, ocel, slitiny Al aj.). Oba systémy řízení používají pro nahrazení tepelně degradovaného bentonitu ve vratné směsi koeficient 25 až 60 kg, kdy je na každou tunu odlitého kovu přidáno 25 až 60 kg nového bentonitu [1]. Výjimku tvoří slévárny s extrémním zatížením formovací směsi 3 : 1 až 5 : 1. D áv ková n í s u r ov i n a ko n t r o l a s m ě s í v I S O P TI Příklad z praxe – slévárna č. 1 Slévárna je součástí silné skupiny s významným podílem na celosvětových trzích automobilového, stavebního a spotřebního průmyslu. Je jedním z  největších českých výrobců vysoce kvalitních odlitků z litiny s kuličkovým grafitem pro brz-

398

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

poměr písek : kov

dávkování dávkování dávkování nový směsný bentonit písek bentonit

350

241

10,9

9

17

6

250

171

7,8

13

25

8

dové systémy osobních a nákladních automobilů. Slévárna patří mezi jedny z prvních uživatelů informačního systému OPTI. Při poslední aktualizaci verze informačního systému v minulém roce bylo mimo jiné do OPTI zavedeno: – řízení dávkování pro přípravu formovacích směsí dle modelů; – vlastní plán přípravny formovací směsi zahrnující kromě dávkování také chladicí stupeň; – laboratorní kontrola formovacích a jádrařských materiálů převedena z Excelu do OPTI; – vstupní kontrola formovacích a jádrařských materiálů; – kalibrace dávkování mísičů; – hlášení o neshodě při překročení limitních hodnot. To vše s následnou grafickou vizualizací včetně možnosti použití výběrových podmínek: pracoviště, (ne)splněno, datum, období, konkrétní typ modelu aj. Řízení dle formovaného sortimentu, tzv. dle modelů – příklad z praxe č. 1 Do roku 2017 slévárna využívala řízení dle předchozího dne s  korekcí dle laboratorních výsledků. Slévárna dávkovala suroviny na základě vyhodnocení odlití a počtu namísených dávek za předchozí den. Výpočet prováděla pověřená osoba vždy ráno a dávkování bylo platné po další 3 směny a do rána následujícího dne. Systém sice vyhovoval, ale zdaleka nepokrýval výkyvy v kvalitě formovací směsi způsobené sortimentem při zatížení formovací směsi písek kov 4 : 1 a méně. Dnes lze říci, že systém pracoval s „provozní jistotou“, která se však odrážela primárně ve vyšším dávkování bentonitu. Stávající systém jeden mísič, jedna linka byl ideálním výchozím krokem pro implementaci řízení dle formovaného sortimentu, tzv. dle modelů. Pro první verzi byly použity stejné koeficienty jako v případě původního řízení (tab. IV), přičemž základní princip systému je popsán v kapitole „Metoda řízení dle formovaného sortimentu“ a výpočty probíhají v Excelu. Systém však umožňuje značnou úsporu času. Pověřená osoba zapíše do Excelu číslo nového modelu, po provedení úkonu „NAČÍST“ jsou k číslu modelu doplněny požadované hodno-


Využití sof t waru řízení kvalit y a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

Z. Kaňová – M. Perůtka

Z PRAXE

Obr. 3. Plán pro automatickou bezrámovou formovací linku v IS OPTI

. ty z informačního systému (tab. V), výpočet dávkování surovin proběhne v Excelu automaticky a výsledné hodnoty jsou zapsány zpět do informačního systému. Následně jsou tato data přenesena do výrobního plánu pro přípravnu formovacích směsí. Plán nabízí možnost začlenění několika výrobních linek, zobrazení nesplněných nebo splněných položek, výběr dle kalendářního týdne nebo dne a dle konkrétní specifikace slévárny (obr. 3). Výhody systému: – zcela minimální zásahy do dávkování; – redukce nezodpovědných lidských zásahů typu „vnášení vlastních ideí do dávkování“; – řízená variabilita dávkování; přes koeficienty probíhá změna u všech modelů; – časová variabilita dávkování, změnu lze provádět několikrát za časovou jednotku; – úspora času, vše doplní informační systém. Jedinečnost systému: Řízení dávkování ve slévárně č. 1 nese prvenství v  dotažení dávkování k dokonalosti. Modely mají nejen vlastní recepturu, ale nově byl do systému začleněn další element – vlastní rozměr formy. Každý model – bezrámová forma – má změřený rozměr, což ještě zpřesňuje výpočet dávkování (tab. VII). Další inovace spočívá v implementaci specifikace úrovně chlazení přímo ke konkrétnímu odlitku. Úroveň chlazení – číselný stupeň – je řazen dle hmotnostních kategorií odlitků. Dříve zařazení chladicího stupně často negativně ovlivňoval lidský faktor špatným výpočtem hmotnosti. Aktuálně je chladicí stupeň nedílnou součástí plánu přípravny formovacích směsí a lidský faktor je zcela eliminován. Řízení kvality formovacích a jádrových směsí – příklad z praxe č. 1 Původní kontrola směsí probíhala přes soubor v Excelu, kde se evidovaly parametry formovacích směsí s vyznačenými limity. Aktuálně plán zkoušek v informačním sytému OPTI definuje jednotlivé testy, četnost jejich provádění, normy a způsoby odběru vzorků, případně typy osvědčení o kvalitě, kterým se bude zkouška dokladovat. Lze definovat následující zkoušky: – formovací směsi; – jádrové směsi; – kontrola procesu jaderny, formovny; – sítový rozbor (obr. 4).

.

Obr. 4. Vyhodnocení sítového rozboru v IS OPTI

Sledované parametry mohou být zadávány ručně, vypočteny ze zadaných hodnot nebo importovány z měřicích zařízení. Naměřené hodnoty jsou ihned při zanesení do IS OPTI porovnávány vůči stanoveným limitům a odchylky barevně odlišeny (obr. 5 a 6). Nedílnou součástí zkoušek je grafická vizualizace (obr. 6) a sledování trendů dle individuálních specifikací zákazníka (obr. 7). Zejména při velkosériové produkci odlitků ocení management kvality možnost zobrazení parametrů formovacích směsí pomocí výběrových podmínek, dle: – období od–do (den, týden, měsíc, rok(y)); – pracoviště (jádrařské vstřelovací stroje, formovací linky; – čísla modelu. S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

399


Využití sof t waru řízení kvalit y a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

Z PRAXE

Z. Kaňová – M. Perůtka

Obr. 5. Příklad obrazovky programu – zadání hodnot zkouška formovací směsi v IS OPTI

Obr. 6. Příklad obrazovky programu – zobrazení technologických hodnot na základě zkoušek formovací směsi v IS OPTI

Systém umožňuje vyhodnocení neshodné výroby v návaznosti na parametry formovací směsi u konkrétní položky, ale také u odlitku vyráběném na dvou rozdílných formovacích linkách. Je-li překročena limitní mez daného parametru formovací směsi, je automaticky generováno hlášení o neshodě. Do hlášení o neshodě jsou přeneseny informace o překročeném limitu. Zpětná vazba probíhá tak, že pověřená osoba zadá do hlášení o neshodě informaci o nápravném opatření (obr. 8). Vyhodnocení – příklad z praxe č. 1 První přípravy na implementaci řízení dle modelů do IS OPTI začaly na podzim r. 2016 a v první fázi vyžadovaly spolupráci technika formovacích směsí a plánovače výroby. Od prvních diskuzí bylo řízení dávkování po 5 měsících uvedeno do plného provozu. Jelikož je systém stále v režimu vylaďování, nelze úspory týkající se spotřeby bentonitu považovat za definitivní, nicméně již nyní lze konstatovat, že v případě úspory bentonitu v kg na t kovu dosáhla slévárna 25% a v případě nového

400

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

písku 13% úspory vůči metodě řízení dle předchozího dne. Celková měsíční úspora u bentonitu tak činí 300 000 Kč, zatímco u nového písku 40 000 Kč, celkem 340 000 Kč/měsíc. D áv ková n í s u r ov i n v I S O P TI – p ří k l a d z p ra xe s l évá r n a č . 2 Jedná se o komerční slévárnu litiny s lupínkovým a kuličkovým grafitem s orientací na výrobu náročných litinových odlitků pro odvětví průmyslové výroby s max. podílem vývozu odlitků na západní trhy. Řízení dle formovaného sortimentu, tzv. dle modelů – příklad z praxe č. 2 Implementace informačního systému OPTI zde proběhla v roce 2011 a současně s ní bylo zavedeno řízení dle modelů. Oproti příkladu č. 1 tato slévárna používá řízení dle modelu na rámové formovací lince.


Využití sof t waru řízení kvalit y a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi

Vyhodnocení – příklad z praxe č. 2 Po 5 letech provozu řízení dle modelů lze konstatovat, že slévárna snížila dávkování vůči předchozí metodě u bentonitu o 23 %, u nového písku o 38 % a uhlíkatého aditiva o 40 %,

Z. Kaňová – M. Perůtka

snížení výroby neshodných forem z titulu formovací směsí o 1,30 %. Celková měsíční úspora vůči původnímu řízení činí cca 160 000 Kč/měsíc. Z ávě r

L i t e ra t u ra

Obr. 7. Příklad obrazovky programu – grafické vyhodnocení hodnot zkoušek formovací směsi v IS OPTI

Obr. 8. Hlášení o neshodě s hodnotou pod stanoveným limitem a nápravné opatření

[1] NEUDERT, A.: Optimalizace řízení jednotných bentonitových formovacích směsí. Fakulta strojního inženýrství. Dizertační práce. 2003. [2] EGEN, H. V.: Grundlagen zur Steuerung der Sandzusammensetzung von bentonitgebundenem Formsand beim Aufbereitungsvorgang in Umlaufsystemen – část 1, Giesserei, 1984, 71(8), 319–325; část 2, Giesserei, 1984, 71(9), 358–361. ISSN 0016-9765. [3] FRYČ, P.; A. NEUDERT: Zkušenosti s řízením jednotné formovací směsi. Slévárenství, 2001, 49(5– 6), 332–335. ISSN 0037-6825. [4] NEUDERT, A.: Řízení jednotných formovacích směsí. Slévárenství, 2000, 48(2–3), 90–99. ISSN 00376825. [5] BURIAN, J.; A. NEUDERT: Využití matematického modelování pro predikci znehodnocení jednotné formovací směsi. Slévárenství, 2002, 50(5–6), 223–228. ISSN 0037-6825. [6] NEUDERT, A.; A. WEISS; P. IRMSCHER; CH. KNIGGE: Praxisbericht: Der Einsatz präventiver Steuerung bei bentonitgebundenen Fomstoffen, Clariant SE Moosburg. Recenzent l Peer-reviewer Ing. Alois Neudert, Ph.D.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

401

Z PRAXE

Přestože jsou úspory u dávkování dle modelů více než uspokojivé, ani jedna z uvedených sléváren neusnula na vavřínech. Obě pokračují ve zdokonalení systému v oblastech: – zpřesnění dávkování s  dopadem na kvalitu formovací směsi; – zavedení automatického vyplňování dat denní bilance přípravy formovacích směsí s maximální podporou IS OPTI. Obě slévárny mají proces přípravy formovacích směsí pod kontrolou, včetně nákladů. To jim umožňuje nejen nákup kvalitních surovin, ale také objektivní vyhodnocení nově zkoušených materiálů. Cílem příspěvku bylo rozšíření všeobecného povědomí o výhodách a variabilitě informačních systémů. Pro bližší informace o řízení formovacích směsí a systému OPTI je možno kontaktovat autory článku.


Literární přehledy

Literární přehledy

směsí. Zkoušky zahrnovaly i odlití zkušebního odlitku z LLG. Výsledky poskytují užitečné informace pro hodnocení chemicky pojených směsí na výrobu forem a jakosti odlitku. Uvedeny podmínky a průběh zkoušek, shrnutí a vyhodnocení.

firmy Düker GmbH, Laubach, a popsáno, jak se s těmito problémy vyrovnala. Díky využití nového produktu firmy ASK Chemicals, Hilden, – Ecocure Blue – (stručně uvedeny jeho vlastnosti) se jí podařilo snížit emise benzenu o 66 %.

Friodur 650 – vysoce účinný pojivový systém nejnovější generace na bázi rozpouštědel bez aromatických látek pro postup cold box od firmy Furtenbach „Friodur 650“ – ein hocheffizientes Cold Box Bindersystem auf Basis aromatenfreier Lösemittel der neuesten Generation von Furtenbach SIPOS, M. M. Giesserei-Rundschau, 64, 2017, č. 1/2, s. 2–5 Pojednáno o podkladech a cílech vývoje pojivového systému nové generace pro cold box Friodur 650 (Friodur 650 A a Friodur 650 B). Jsou uvedeny jeho fyzikální a užitkové vlastnosti. Vyznačuje se vysokým stupněm smáčivosti při vysoké počáteční pevnosti a plastičnosti, stálostí nátěrů jak na vodní, tak alkoholové bázi. Popsány podmínky zkoušek.

Chromitový písek: již více než 50 let ostřivo pro výrobu forem a jader – 1. část a 2. část Chromitsand: Formgrundstoff für Formenund Kernherstellung von Gussteilen seit über 50 Jahren – Teil 1 und 2 RECKNAGEL, U. Giesserei-Praxis, 68, 2017, č. 4, s. 138–141 a č. 5, s. 186–190 Zevrubné informace o chromitovém písku. První část zahrnuje kapitoly: chromit – mineralogie a ložiska, dobývání a rezervy. Technické využití, speciální přednosti tohoto písku jako ostřiva, jeho zpracování a doprava, chromitový písek jako ostřivo pro výrobu forem a jader a příčiny změn chromitového písku podmíněné teplem. Předmětem 2. části je chování nového chromitového písku a regenerovaného chromitového písku při spékání v rozsahu teplot 1100 až 1500 °C. Ke zkouškám se písek zpracovával v trubkové peci Nabertherm®. Jsou popsány použité postupy analýzy tepelně zpracovaného nového a regenerovaného chromitového písku a výsledky se porovnávají se složením chromitového písku.

Stanovení tepelných vlastností exotermických izolačních materiálů Določanje toplotnih lastnosti eksotermno-izolacijskih materialov MEDVED, J. aj. Livarski vestnik, 64, 2017, č. 2, s. 102–110 Cílem bylo vypracovat řídicí postup pro průmyslové použití, který by umožňoval plánování a vývoj exotermických izolačních materiálů a řízení výrobního procesu produktů. Jsou popsány principy vypracovaného postupu EXOPROBE. Z výsledků měření se vypočítají tepelné vlastnosti exotermického izolačního materiálu. Bylo navrženo a zkonstruováno i příslušné měřicí zařízení. Obojí prochází experimentálním provozem ve společnosti Exoterm-IT d.o.o.

Jádra s anorganickými pojivy – tech- nologie, která se z Německa vydává do světa Anorganische Kernbinder – Technologie von Deutschland in die Welt BOEHM, R. Giesserei-Rundschau, 64, 2017, č. 1/2, s. 8–11 Úvodem obecně pojednáno o anorganických pojivech, jejich vlastnostech, přednostech a nevýhodách. Hlavním tématem je jejich další vývoj (Hüttenes Albertus), který má umožnit použití těchto pojiv v oblastech s vysokou teplotou a vlhkostí, jako je např. Čína, Japonsko nebo Mexiko. Jsou naznačeny směry výzkumu – zvýšení skladovatelnosti použitím speciálních přísad do pojiva a také optimalizace dalších vlastností.

Odlévání do ručně formovaných forem – výhody v jakosti a ochraně životního prostředí díky pojivovému systému se sníženým obsahem síry Handformguss – Qualitäts- und Umweltvorteile dank schwefelreduziertem Bindersystem UMLA-LATZ, S. Giesserei, 104, 2017, č. 2, s. 50–53 Stručná charakteristika slévárny litiny Metallwerk Franz Kleinken, GmbH, Dorsten, vyrábějící velké odlitky z litinových materiálů. Jsou uvedeny důvody změny pojivového systému ve furanových formovacích směsích na ruční formování a proces přechodu na pojivo se sníženým obsahem síry. Shrnuty výhody, které změna přinesla v oblasti jakosti odlitků z LKG a ochrany životního prostředí.

Nestandardní zkouška jakosti pískových směsí pro 3D tisk Nicht-standardisierte Prüfung zur Qualifizierung von Sanden für 3D Druck RAMRATTAN, S. aj. Giesserei-Praxis, 68, 2017, č. 3, s. 98–107 Jsou popsány nestandardní zkoušky 6 křemenných písků používaných pro 3D výrobu jader. Nestandardními zkouškami lze zjistit termomechanické, termochemické a termofyzikální vlastnosti formovacích

Provozní zkušenosti s novou ekologičtější technologií cold box Neue, umweltschonendere Cold-Box-Technologie im Einsatz SANDER, V., NEUN, W., POETZSCH, M. Giesserei, 104, 2017, č. 2, s. 60–62 Jsou shrnuty stále rostoucí požadavky na snižování emisí a zvyšování mezních přípustných škodlivin na pracovišti. Pozornost je zaměřena především na výrobu jader. Stručná charakteristika slévárny

L I T ER Á R N Í PŘ EH L EDY

Literary overviews

Formovací a jádrové směsi ve slévárenských časopisech

402

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Mechanické vlastnosti syrové směsi: širší poznatky získané díky křivkám napětí–deformace Mechanische Eigenschaften von Nassgusssand: erweiterte Erkenntnisse durch Spannungs-Verformungskurven KERBER, H., FELDHOFER, P., SCHINDELBACHER, G. Giesserei-Rundschau, 64, 2017, č. 3, s. 19–25 Je představen nový zkušební postup syrové směsi. Vedle známých zákonitostí vlastností formovacích směsí umožňuje zjistit i nové souvislosti. Z křivek zkoušení byla snaha vyhodnotit nové charakteristické parametry, jako je plasticita, zkušební práce a E-modul, až po dosažení maximální pevnosti. Zkoušky byly ještě doplněny stanovením vlivu teploty zkoušení na pevnost v tahu za syrova. Použití metody Py-GC/MS na analýzu slévárenských pojiv: alkalická pryskyřice rezolového typu Zastosowanie techniki Py-GC/MS do analizy spoiw odlewniczych: alkaliczna zywica typu rezolowego ROCZNIAK, A., HOLTZER, M., KMI- TA, A. Prace Instytutu Odlewnictwa, 57, 2017, č. 1, s. 19–28 Jsou předloženy výsledky analýzy pyrolýzou pryskyřice, rychlého tvrdidla a také vytvrzené pryskyřice používané v postupu ALPHASET. Charakteristika pryskyřice vytvrzované směsí esterů, základní popis postupu ALPHASET. Jsou vedeny produkty pyrolýzy – fenol a jeho deriváty, benzen a jeho deriváty a další. Popis podmínek a průběhu analýzy (text i anglicky).


Literární přehledy

3D tisk. Úzká spolupráce firem voxeljet a Hüttenes-Albertus Group FOURBERG, Ch. aj. Slévárenství, 65, 2017, č. 3/4, s. 98–101, 11 obr., 6 tab., lit. 7 Po stručném představení obou firem je popsána spolupráce v oblasti využití 3D tisku ve výrobě pískových forem a jader z běžných slévárenských materiálů, např. tradičných křemenných písků, polymethylmethakrylátu a vhodných pojivových systémů. Byl vyvinut nový formovací proces, který dovoluje použít 3D tiskárny – popis procesu. Příspěvek je doplněn řadou příkladů. Ověřování platnosti simulace procesu a zkoušení zpevněných pískových forem Validating process simulation to experimentation for reinforced sand LU, Y. aj. Modern Casting, 107, 2017, č. 7, s. 30–34 Cílem prací bylo získat podklady pro vytvoření spolehlivých programů k simulaci vlastností forem/jader při odlévání. Pro vytvoření takového modelu se použila data ze zkoušek a některá data z literatury. Simulace potvrdila umístění koncentrace napětí a velmi přesně určila skutečné teplotní profily a místa vzniku trhlin. Model, založený na skutečných datech z mechanických zkoušek, lze použít na předpověď vad, např. výronků, způsobených trhlinami (formy). Role hustoty formovacích směsí s anorganickými pojivy při modelování jejich pevnosti po mikrovlnném vytvrzení Rola zageszczenia mas formierskich ze spoiwami nieorganicznymi w ksztaltowaniu ích wytrzymalosci osiaganych po utwardzaniu

STACHOWICZ, M. Prace Instytutu Odlewnictwa, 57, 2017, č. 2, s. 103–113 Studie má doplnit informace o vlivu hustoty směsí s anorganickým pojivem na základní pevnostní parametry, tj. pevnost v tahu a ohybu. Jde o směsi s hydratovaným křemičitanem sodným vytvrzené rychlým mikrovlnným ohřevem. Existence vztahů mezi sypnou hmotností a pevností v tahu a ohybu vytvrzených směsí byla potvrzena lineárními modely pro moderní mikrovlnný ohřev. Jsou popsány podmínky a průběh zkoušek (text i anglicky). Proces pojení polymerací metakrylo- amidu prováděný in situ na minerální osnově Proces wiazania poprzez polimeryzacje metakryloamidu prowadzony in situ na osnowie mineralnej GRABOWSKA, B. Prace Instytutu Odlewnictwa, 57, 2017, č. 2, s. 115–124 Cílem prací bylo stanovit rozsah teplot, ve kterém dochází ke změnám projevujícím se příčnou vazbou (sesíťování) soustavy, ale ještě ne k její tepelné destrukci. Získané znalosti o procesu pojení umožní další výzkum použití tohoto postupu v 3D tisku. Jsou popsány podmínky a průběh zkoušek, vyhodnoceny výsledky (text i anglicky). Studie (FTIR, DRIFT) zabývající se strukturou esterifikovaného škrobu CMS-Na0,6 pro použití v technologii formovacích směsí Badania strukturalne (FTIR, DRIFT) skrobi esteryfikowanej CMS-Na0,6 pod katem zastosowania w technologii mas formierskich KACZMARSKA, K., GRABOWSKA, B. Prace Instytutu Odlewnictwa, 57, 2017, č. 2, s. 137–149 Postupem difuzní reflexní infračervené Fourierovy transformační spektroskopie (DRIFT) a infračervenou spektroskopií (FTIR) se zjišťovaly vlastnosti a chování modifikovaného škrobu CMS-Na0,6 (esterifikace bramborového škrobu) v teplotním rozsahu 25 až 500 °C. Cílem popsaných zkoušek bylo zjistit vhodnost tohoto modifikovaného škrobu jako pojiva formovacích směsí. Popis podmínek a průběhu zkoušek, shrnutí a vyhodnocení výsledků (text i anglicky). Použití speciálních pískových směsí pro snížení výronků u ocelových odlitků Der Einsatz von Spezialsandmischungen zur Reduzierung der Blattrippenbildung bei Stahlguss RAVI, S., THIEL, J. Giesserei-Praxis, 68, 2017, č. 9, s. 340–346 Úvodem jsou shrnuty přednosti a nevýhody různých ostřiv – křemený, chromitový,

zirkonový písek a jejich použití ve výrobě odlitků. Práce se zabývá hodnocením efektu přísady speciálních písků do písku křemenného. Ke zkouškám byly použity dva typy zirkonového a chromitového písku. Sledovaly se fyzikální vlastnosti takových směsí při vysokých teplotách. Předmětem analýzy byl vznik výronků a penetrace. Diskuze výsledků. (Přetisk z Transactions AFS, 2016.) Zkoušení deformovatelnosti chemicky pojených formovacích směsí za horka Heissverformbarkeitsprüfung für chemisch gebundene Formstoffe RAMRATTAN, S. Giesserei-Praxis, 68, 2017, č. 9, s. 322–326 Úvodem pojednáno o nejrůznějších příčinách problémů při lití do pískových forem. Pozornost je zaměřena na vliv mechanického namáhání jader a forem vyrobených z chemicky pojených směsí (hot box a cold box) za horka na jejich rozměrové změny. Zkoumalo se chování formovacích směsí pro postup PUR-CB a pro skořepinové formy a jádra při teplotách relevantních pro litinu na styčné ploše s odlitkem. K měření se použil speciálně navržený měřicí přístroj na měření podélného a svislého pohybu zkušebního vzorku. Popis konstrukce měřicího zařízení, podmínek a průběhu zkoušek. Shrnutí a vyhodnocení výsledků. Nová hybridní pojiva pro vyšší efektivitu a výkon ve výrobě odlitků Neue Hybrid-Additive für mehr Effektivität und Effizienz bei Gussteilfertigung YILMAZ, I., SANDER, V. Giesserei-Praxis, 68, 2017, č. 9, s. 347–349 Rozdělení pojiv na organická a anorganická a jejich charakteristika. Definice hybridních pojiv. Přednosti použití hybridních pojiv – úspory dosahované eliminací některých výrobních operací, jako je nanášení nátěrů a jejich sušení. Další úsporu představuje jejich použití jako náhrady za speciální písky. Nejnovější generací hybridního pojiva je např. VEINO ULTRA (tm) 3010. Vliv vlastností jádrové směsi na dynamiku proudění při vstřelování zjišťovaný experimentální a vícefázovou simulací Influence of core sand properties on flow dynamics of core shooting process based on experiment and multiphase simulation NI, Ch. aj. China Foundry, 14, 2017, č. 2, s. 121–127 Je uvedeno uspořádání experimentů včetně použité techniky a dva modely simulace proudění. Následuje shrnutí výsledků a diskuze. Diskutuje se o výsledcích zkoušek vlivu hustoty a zrnitosti směsi a o vlivu množství použitého pojiva na turbulenci při vstřelování jádra.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

403

L I T ER Á R N Í PŘ EH L EDY

Analýza procesu schnutí navlhčených povrchových vrstev pískových forem a jader na příkladě směsí s vodním sklem Analiza procesu wysychania zawilgoconych warstw wierzchnich form i rdzeni piaskowych na przykladzie masy ze sklem wodnym KAŽNICA, N., ZYCH, J., KOLCZYK, J. Prace Instytutu Odlewnictwa, 57, 2017, č. 1, s. 29–38 Cílem prací bylo získat poznatky o průběhu sorpce vlhkosti a schnutí povrchovými vrstvami složek pískové formy, které jsou nezbytné pro předcházení vzniku povrchových vad odlitků. Tyto údaje se získávaly na formovací směsi s vodním sklem. Z výsledků vyplývá, že vlhké povrchové vrstvy vysychají s různou intenzitou v závislosti na podmínkách prostředí a velikosti pískových zrn (mezigranulární póry). Popis podmínek a průběhu analýzy (text i anglicky).


L I T ER Á R N Í PŘ EH L EDY

Literární přehledy

Vliv podílu regenerátu na mechanické vlastnosti a lámání za studena tuhnou- cích formovacích směsí s furanovou pryskyřicí Effect of reclaimed sand additions on mechanical properties and fracture behavior of furan no-bake resin sand LI, Y. aj. China Foundry, 14, 2017, č. 2, s. 128–137 Zkoušky probíhaly v rozsahu teplot 25–600 °C s podílem 20–100 % regenerátu. Jsou uvedeny podmínky a průběh zkoušek. Diskutuje se o výsledcích týkajících se vlivu podílu regenerátu ve formovací směsi na obsah bentonitu, vyplavitelných látek, obsah vody a potřebu kyseliny a na mechanické vlastnosti směsí. Vytvrzení jádrových směsí s ortofosforečnou kyselinou a solemi kovů Upročnenije steržnevych smesej s ortofosfornoj kislotoj i soljami LJUTYJ, R. V., KEUŠ, D. V., GURIJA, I. M. Litejnoje Proizvoidstvo, 2015, č.7, s. 27–29 Jsou uvedeny výsledky termodynamických výpočtů chemických reakcí mezi ortofosforečnou kyselinou a řadou kovových solí. Výsledkem této reakce je vytvoření fosfátů kovů, které pak v navržené jádrové směsi fungují jako pojivo. Zahřátím na teplotu kolem 200 °C získává směs vysokou pevnost. Vliv tepelné vodivosti jader ze směsí s organickými a anorganickými pojivy na vlastnosti struktury slitin hliníku Einfluss der Temperaturleitfähigkeit organisch und anorganisch gebundener Kerne auf die Gefügeeigenschaften von Aluminiumlegierungen APPELT, C., VOSS, S. Giesserei-Praxis, 67, 2016, č.7/8, s. 286–290 Přehled výsledků srovnání chemického složení, postupu výroby jádra a mechanizmů vytvrzování dvou pojivových systémů: organického polyuretanového pro postup cold box (PUBC) a anorganického pojiva INOTEC® založeného na křemičitanu. Diskutuje se o dalších ekonomických a ekologických aspektech a jsou zdůrazněny přednosti anorganických pojiv. Aerogely jako přísada jádrových směsí pro zlepšení jakosti odlitků Aerogele als sandkernadditive zur Verbesserung der Gussteilqualität MEYER, E, aj. Giesserei, 103, 2016, č. 10, s. 32–36 Článek podává krátký přehled aerogelů a zabývá se jejich přednostmi a možnostmi použití ve slévárenské výrobě. Jejich funkce spočívá ve zvýšení prodyšnosti a schopnosti absorbovat plyny z pískového jádra, a tím snižení emisí. Výhodná je také jejich nízká tepelná vodivost, snadnější odjádrování po odlití a téměř 60% snížení drsnosti povrchu, který je ve styku s jádrem.

404

Výhody procesu regenerace aminu pro slévárny usilující o udržitelný rozvoj Benefits of the amine recovery process for suistainable foundries KAR, S., STURTZ, G. P., HARTMAN, M. Transactions AFS, 124, 2016, s. 319–325 Pojednává se o postupu cold box a mechanizmu vytvrzování směsí pojených pryskyřicí, při kterém se jako katalyzátor používá terciální amin. Je shrnut vývoj regenerace aminu z odpadních roztoků od 80. let minulého století. Hlavním tématem je popis současně používané technologie regenerace aminů a možností, jak ji lze efektivně ve slévárně používat. Rozpustnost korundu v koncentrovaném roztoku hydroxidu sodného Corundum dissolution in concentrated sodium hydroxide-solution WU, Y. aj. China Foundry, 13, 2016, č. 6, s. 422–426 Zjišťoval se vliv teploty a počáteční koncentrace roztoku hydroxidu sodného na rozpustnost hlinitanu alfa (korundu). Výsledky ukazují, že rychlost rozpouštění stoupá s rostoucí reakční teplotou a koncentrací roztoku. Zvláště výrazný vliv na rychlost rozpouštění hlinitanu alfa má počáteční koncentrace roztoku hydroxidu sodného. Aktivační energie se snižuje s rostoucí počáteční koncentrací roztoku hydroxidu sodného. Cílem prací bylo posoudit, zda je korund vhodný na výrobu jader pro duté, přesně lité odlitky pro letecké turbomotory. Chromatografická analýza vybraných produktů tepelného rozkladu jádrových směsí vyrobených postupem cold box Analiza chromatograficzna wybranych produktów rozkladu termicznego mas rdzeniowych wykonanych w technologii cold-box ŽYMANKOWSKA-KUMON, S., KOLCZYK, J. Prace Institutu Odlewnictwa, 56, 2016, č. 4, s. 369–379 Úvodem pojednáno o vlastnostech formovacích směsí pro postup cold box a jejich nedostatcích, ke kterým patří uvolňování nežádoucích plynů. Při hodnocení škodlivosti těchto směsí pro životní prostředí se posuzuje množství a toxicita uvolňovaných plynů. Vhodným postupem je pyrolytické zkoušení v kombinaci s plynovou chromatografií (metoda Py-GC/MS). Popis takových zkoušek (text i anglicky). Výroba jádrové směsi postupem usazování pojiva Polučenije strežnevoj smesi putjom osaždenija svjazujuščego GRUZMAN, V. M.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Litejnoje Proizvodstvo, 2016, č. 3, s. 35–36 Je popsána konstrukce pilotního zařízení na usazování pojiva na zrnech písku s pískovým sítem (filtrem) rozvádějícím plyn. Zjišťoval se vliv pórovitosti pískového filtru na pevnost upravené směsi a byla stanovena optimální zrnitost. Uvedeny přednosti tohoto zařízení. Vytvrzování jádrových směsí s hlinitanovými sloučeninami kyselinou ortofosforečnou Otverždenije steržnevych smesej s ortofosfornoj kislotoj i aljumosoderžaščimi sojedinenijami LJUTYJ, R. V. Litejnoje Proizvoidstvo, 2016, č. 5, s. 13–17 Pojednává se o úpravě jádrových směsí, které se vytvrzují zcela novým způsobem – vzájemnou reakcí orthofosforečné kyseliny H3PO4 s řadou materiálů obsahujících hlinitan. Neobsahují žádné hotové pojivo a nedostatkové vytvrzující látky. Jsou uvedeny i výsledky zkoušek vzájemné reakce H3PO4 s dusičnanem hlinitým. Možnosti použití jádrových formovacích směsí s vodním sklem v uměleckém lití Vozmožnosti primenenija židkostekoľnych formovočnych steržnevych smesej v chudožestvennom liťje TKAČENKO, S. S. aj. Liťje i Metallurgija, 87, 2017, č. 2, s. 12–14 Pojednává se o možnostech využití směsí s vodním sklem a s fosfátovými pojivy na výrobu velkých forem a jader ve strojírenství. Jsou shrnuty vlastnosti těchto směsí, včetně některých problémů a jejich přednosti ve srovnání se směsmi s organickými pojivy. Výhody procesu regenerace aminu pro slévárny usilující o udržitelný rozvoj Vorteile des Amin-Rückgewinnungsprozesses in zukunftsfähigen Giessereien KAR, S., STRUTZ, G. P., HARTMAN, M. Giesserei-Praxis, 68, 2017, č. 9, s. 328–334 Pojednává se o postupu cold box a mechanizmu vytvrzování směsí pojených pryskyřicí, při kterém se jako katalyzátor používá terciální amin. Je shrnut vývoj regenerace aminu z odpadních roztoků od 80. let minulého století. Hlavním tématem je popis současně používané technologie regenerace aminů a možností, jak ji lze efektivně ve slévárně používat (překlad z Transactions AFS, 2016).

Časopisy jsou k dispozici v Informačním středisku SSČR, infoslevarny@ tiscali.cz.


S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

405


A S K Ch e m i c a l s C ze c h s .r.o.

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

Materiálové vlastnosti a procesní požadavky při výrobě anorganických jader ASK Chemicals Czech s.r.o., Brno Technologie INOTEC firmy ASK Chemicals se v uplynulých 10 letech od zavedení prosadila ve velkosériové výrobě jader a ve slévárnách vyrábějících hliníkové hlavy válců a  klikové skříně procesem nízkotlakého i gravitačního lití jako produktivní a  alternativní postup výroby jader. Tato technologie, pro kterou je typická absence zápachu a emise škodlivin, se dále vyznačuje velmi nízkými nároky na čištění a údržbu strojů a nástrojů při násled-

během výroby a skladování jader i v průběhu samotného odlévání. Tato opatření vedou v konečném důsledku k tomu, že je možné zrušit opatření na úpravu vzduchu ve slévárně. Dramatické snížení nároků na čištění a  údržbu trvalých kovových forem souvisí s anorganickou povahou látek, které technologie INOTEC využívá, neboť během odlévání nedochází k tvorbě kondenzátů a produktů pyrolýzy. Absence kondenzátů dále vede k  rychlejšímu tuhnutí odlitku díky snížené teplotě kovových forem, což přispívá k mechanické pevnosti výsledné struktury kovu. Ekologické výhody této technologie je tedy možné propojit s ekonomickými a technologickými přínosy. Technologie INOTEC je definována jako dvousložkový systém pojiva: složku 1 tvoří tekuté pojivo INOTEC, které je možné popsat jako roztok silikátů alkalického kovu a  které má vliv na specifické vlastnosti pískového jádra během výroby (konečná pevnost, tekutost); složka 2 je speciální promotor INOTEC, který je tvořen směsí syntetických a  přírodních surovin na plně anorganické produktové bázi (obr. 1). Použití promotoru INOTEC ovlivňuje především mechanické a termofyzikální parametry pískového jádra během výroby (okamžitá pevnost, tekutost), ale také během procesu lití, a tím zajišťuje dodržení přesných rozměrů a vysoké kvality povrchu odlitků.

Tab. I.

je klíčová pro zabudování složek tvořících síťovou strukturu a přispívá také ke zvýšení tekutosti ostřiva formovací směsi a  ke zvýšení hustoty pískového jádra. Výroba jader je založena na mechanizmu fyzikálně-chemického vytvrzování. Vložení a zajištění tepelné energie z ohřátých ocelových jaderníků a z ohřívaného suchého tlakového vzduchu vede k odpaření volné vody z roztoku a zároveň ke spuštění chemické polykondenzační reakce, při které vzniká trojrozměrná silikátová síť, která představuje vlastní pevnostní vazbu v pískovém jádru (obr. 2). Současně se specifické složky promotoru INOTEC prostřednictvím povrchové reakce spojí s volnými, nekondenzovanými vazbami OH v rámci třírozměrné silikátové sítě a mohou cíleně ovlivnit mechanické i tepelné vlastnosti pískového jádra. Vytvořené pojivo má gelovou strukturu a v závislosti na průřezu a objemu jádra i na vložené energii při výrobě obsahuje definované množství zbytkové vody. Pokud je tato zbytková voda vytlačena vložením další tepelné energie, ztratí pojivo svou propojovací gelovou strukturu a  zkřehne, což vede ke vzniku otěru jádra a k jeho rozlomení. Materiálovými vlastnostmi produktů použitých v technologii INOTEC je tak určen rozsah procesních parametrů i technické požadavky na výrobu: vhodnými opatřeními v oblasti kontroly a  zajištění kvality je pak možné zaručit robustní a produktivní technologický proces.

Chemické a fyzikální požadavky na kvalitu křemičitých písků

Ostřivo: křemenný písek (96–97 % pískového jádra) chemická čistota

– zkrácená zpracovatelnost formovací směsi – snížené pevnostní vlastnosti (jíl, vápno) – menší rozpadavost (Al2O3, P2O5, ZrO2)

zrnitost podíl jemné frakce (< 0,125 mm)

– úroveň pevnosti – hloubka drsnosti povrchu odlitku – prodyšnost (cyklus taktu, vady ve formě bublin)

hodnota pH

– ideálně pH = 6,5–7,5 – pH < 6,5: zkrácená zpracovatelnost formovací směsi

Pojivový systém

Obr. 1. Typické složení pojivového systému INOTEC TM

ných procesech lití. Tyto ekologické výhody jsou úzce spjaté s ekonomickými a technologickými faktory, kdy zlepšená dostupnost trvalých kovových forem vede ke všeobecnému nárůstu produktivity i  ke zlepšení mechanické pevnosti odlitků. Předpokladem pro úspěšné využití této technologie a  jejích ekologických, ekonomických a  technických aspektů jsou odpovídající znalosti i zkušenosti s příslušnými materiály a procesy. Hlavní motivaci pro zavedení anorganických pojivových systémů je možné vyjádřit heslem „odlévání bez emisí“. Jedná se o eliminaci škodlivých prchavých sloučenin a emisí

3bodová zkouška pevnosti v ohybu

Pojivo INOTEC s vyváženou viskozitou a částicovou strukturou promotoru Pojivo INOTEC obsahuje aktivní podíl pevných látek od 35 do 55 % na bázi vodného roztoku. Makroskopická viskozita je přitom ovlivněna tímto aktivním podílem pevných látek a jejich nastavenou reaktivitou. Viskozita vyhovuje všem požadavkům během míchání směsi a procesu výroby jader, jako je např. smáčivost povrchu pískových jader a  tekutost v  rámci časového taktu výroby. Promotor INOTEC obsahuje více než 99,8  % pevných složek. Částicová, tj. prášková konzistence promotoru

„Ve velkosériové výrobě jader a při odlévání procesem nízkotlakého i gravitačního lití se technologie INOTEC prosadila jako produktivní metoda přípravy jader,“ vysvětluje Dr. Christian Appelt, Global Incubator Business Manager pro anorganické směsi ve společnosti ASK Chemicals.

406

– průběh zkoušky podle předepsaného postupu (zjišťování) kvality (místo a čas odběru vzorku, technické vybavení, reprodukovatelnost)

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Procesní požadavky: od přijetí materiálu až po použití pískových jader s anorganickými pojivy ve slévárenském procesu Křemičité písky, které jsou obvykle používané pro výrobu anorganických jader, musí kromě požadavků na drsnost povrchu odlitků splňovat také specifické chemické a  fyzikální parametry (tab. I): vysoká chemická čistota > 99 % SiO2 zaručuje vysokou kompatibilitu s  pojivem, naopak nečistoty, jako např. jíly nebo vápenné látky, vedou ke  snížené pevnosti pískových jader; velikost frakce a podíl jemných zrn rozhodujícím způsobem ovlivňují propustnost jader pro plyny, takže u  jemných křemičitých písků a objemných geometrií jader dochází k  prodloužení výrobního taktu a  ke  zhoršení produktivity. Především kyselé křemičité písky s hodnotou pH < 6,5 vedou obvykle ke snížení životnosti směsi. Klíčovou roli tak hraje určení příslušných rozsahů specifikací a  pravidel pro případy, kdy vstupní kontrola přijatého formovacího mate-


A S K Ch e m i c a l s C ze c h s .r.o.

Obr. 2. Polykondenzační reakce, schematický popis procesu s hydrosolem a gelem a zabudování složek tvořících síťovou strukturu do promotoru INOTEC

Obr. 4. Průběh teploty a vlhkosti pískových jader s pojivem INOTEC při nízké vlhkosti vzduchu

Obr. 5. Průběh teploty a vlhkosti pískových jader s pojivem INOTEC při vysoké vlhkosti vzduchu

riálu zjistí parametry, které nejsou v souladu s technickou specifikací. Rovněž je velmi důležité provádět dokumentaci výsledků pro účely statistického hodnocení. Kompatibilita pojiv INOTEC se specifickými písky se prakticky testuje pomocí zkoušky pevnosti při tříbodovém ohybu s  předepsaným kvalitativním postupem (místo a čas odběru vzorku, technické vybavení, opakovatelnost). Při přípravě formovací směsi je přesnost dávkování

použitých technických zařízení a pořadí přidávání jednotlivých složek pojiva rozhodujícím předpokladem pro vytvoření homogenní hmoty. Homogenitu směsi ovlivňují také faktory jako velikost dávky, čas, rychlost otáčení a  horizontální nebo vertikální uspořádání mísiče. Dodržení postupu čištění dávkovací i  mísicí jednotky je klíčovým předpokladem pro produktivní výrobu anorganických jader. Průběh plnění formy při vstřelování jader je

ASK Chemicals je jedním z největších světových výrobců chemických látek pro slévárenství. Široké portfolio produktů společnosti zahrnuje především pomocné prostředky, jako jsou pojiva, nátěry forem, vtoky, filtry a separační prostředky, a  dále metalurgické suroviny, jako očkovací přísady, očkovací dráty a předslitiny pro odlévání litiny. Další oblastí aktivit je komplexní servisní a poradenská činnost. Expertní týmy složené ze specialistů na prodej, aplikace a  vývoj tak společně se zákazníkem vytvářejí individuální řešení pro dané požadavky a procesní parametry. Společnost ASK Chemicals je zastoupena ve 25 zemích, kde má celkem 30 poboček, z toho 20 s  vlastní výrobou. Po celém světě zaměstnává přibližně 1500 pracovníků.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

407

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

Obr. 3. a) Homogenní rozložení po- jiva INOTEC ve formovací směsi; b) pojivo s gelovou strukturou; c) zničená gelová struktura následkem zkřehnutí

v zásadě zajištěn splněním technických požadavků (průměr a  uspořádání vstřelovacích trysek a odvzdušňovacího systému, vstřelovací tlak) a také tekutostí směsi díky volbě pojiv INOTEC. Kvůli fyzikálně-chemickému vytvrzovacímu mechanizmu použitému v technologii INOTEC představuje tepelná energie třetí a rozhodující systémovou součást pojivového systému při výrobě a vytvrzování jader. Doporučujeme neustále kontrolovat teplotu jaderníku a parametry tlakového vzduchu (tlak, teplota) na vstupu do jaderníku, neboť tyto parametry přímo ovlivňují tvorbu povrchové slupky (mechanické zpevnění) i proces kompletního vytvrzení formovací směsi. Díky vytvrzovacímu mechanizmu použitému v  technologii INOTEC přitom výsledná pevnost a doba výrobního taktu závisí na průřezu a objemu. Doba skladovatelnosti pískových jader s anorganickými pojivy je omezená kvůli nestabilitě pojivové vazby v  případě vysokých teplot a vysoké vlhkosti, takže se obvykle používají klimatizované sklady jader. Rovnováha mezi teplotou a  vlhkostí jádra a  okolní teplotou přitom představuje klíčový faktor pro absorpci vlhkosti (obr. 4 a 5). I zde je možné volbou specifických pojiv INOTEC zajistit dostatečnou a stabilní zásobu jader ve skladu. Nalití hliníkové taveniny během procesu odlévání vede k dodání tepelné energie a způsobí posunutí rovnováhy v pískovém jádru s anorganickým pojivem. Přitom se uvolní volná zbytková voda z roztoku a chemicky vázaná voda z volných vazeb Si-OH trojrozměrné silikátové sítě. Prostupnost plynů pískovými jádry i vhodná geometrie a poloha jádra v kovové formě, ale také orientace známek na jádrech tak umožňují úspěšný odvod plynů z jádra. Výsledkem je výrazné zmenšení rozsahu procesních parametrů výroby anorganických jader ve srovnání s  výrobou jader z  organických materiálů. S  pomocí vhodných technických opatření při současném respektování vlastností materiálů použitých v technologii INOTEC a  při aplikaci příslušných opatření v  oblasti kontroly a řízení kvality je tak možné zajistit stabilní a produktivní proces výroby anorganických jader. Další informace naleznete na: www.ask-chemicals.com


Wö h r C Z s .r.o.

Technologie WÖHR pro výrobu forem z chemicky pojených směsí Peter Wagner

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

A AGM Aalener Giessereimaschinen GmbH

Zdeněk Václavík W ö h r C Z s . r. o ., B r n o

Úvod Firma Wöhr se dlouhodobě specializuje na vývoj a dodávky zařízení určených pro výrobu forem z chemicky pojených směsí. V následujícím článku vám představíme klíčové zařízení z portfolia Wöhr. Průběžné vysokorychlostní vířivé mísiče Wöhr Vyrábíme a dodáváme průběžné vysokorychlostní vířivé mísiče pro kontinuální přípravu všech druhů chemicky pojených směsí v různých provedeních od jednoramenných (pro využití v jaderně)

408

až po tříramenné (pro zajištění maximálního dosahu mísiče), ve stacionárním, mobilním i pojízdném provedení s výkonem od 1 do 100 t/h namísené směsi.

témy pneumatického transportu. Regenerace pracují v plně automatickém režimu. Zařízení jsou vždy koncipována dle požadavků zákazníka s maximálním výkonem do 40 t/h.

Řešení pro slévárny oceli – Känguru Firma Wöhr vyvinula v roce 2006 nový typ mísiče – Känguru, který je primárně určen k  nasazení ve slévárnách oceli a spojuje v  jednom stroji dva základní předpoklady nutné pro efektivní výrobu velkoobjemových forem – vysoký mísicí výkon pro plnění formy výplňovou směsí a současně nižší mísicí výkon pro modelovou směs (například chromitový písek). Systém Känguru je založen na tom, že jak modelová, tak výplňová formovací směs je připravována separátně ve vlastním mísicím rameni, která jsou umístěna nad sebou a výsledná směs je vždy namíchána v optimálním množství, což vede k výslednému snížení spotřeby ostřiva (zvláště modelového písku), pojiva i katalyzátoru.

Formovací linky a mechanizace formování Doplňující technologií výroby forem jsou formovací linky pro ST technologii. Dodáváme válečkové tratě poháněné i nepoháněné, vibrační stoly, máčecí vany, přesuvné vozíky, obracečky a rozebíračky i zařízení pro manipulaci s hotovými poloformami (rámové i bezrámové provedení) – manipulátory. Konkrétní zařízení jsou vyprojektována a uzpůsobena požadavkům zákazníka, a to jak rozměrem formovacího rámu a výkonností, tak stupněm automatizace. Formovací linky mohou být v provedení jak pro formování do formovacích rámů, tak pro bezrámovou produkci s výkonem až 16 forem za hodinu a max. velikostí rámu 3500 × 1800mm.

Mechanická regenerace Wöhr pro ST směsi Vyrábíme a dodáváme kompletní technologii i jednotlivá zařízení pro mechanickou regeneraci ST směsí od vytloukacího roštu s protihlukovou kabinou přes drcení hrud, fluidní chlazení, odprášení regenerátu, zásobníky písků a sys-

Závěr Zařízení Wöhr jsou známa velkou spolehlivostí, dlouhou životností a jednoduchostí obsluhy. Dimenze, rozmístění a skladba zařízení jsou vždy koncipovány dle přání a požadavků zákazníka. Firma Wöhr CZ s.r.o. je schopna dodat ucelené technické řešení pro vaši slévárnu.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


Wö h r C Z s .r.o.

6. Zásobník horkého předregenerátu 7. Vibrační síto 8. Odstředivý regenerátor 9. Fluidní chladnička 10. Pneumatický podavač

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

1. Odsávací protihluková kabina 2. Vibrační vytloukací rošt 3. Dávkovací vibrační žlab 4. Vibrační drtič hrud 5. Ventilift s magnetickým separátorem

11. Zásobník chladicí vody 12. Aktivní chlazení 13. Filtrační zařízení 14. Zásobník nad mísičem 15. Mísič Wöhr typ Känguru

AAGM Aalener Giessereimaschinen GmbH Wöhr CZ s.r.o. Dodavatel technologií a zařízení pro slévárny  Průběžné vysokorychlostní mísiče  Zařízení pro regeneraci ST směsí  Formovací linky a mechanizace formování  Projekční a konstrukční činnost  Dodávky a instalace slévárenských zařízení a technologických celků

AAGM GmbH

Wöhr CZ s. r. o.

Gewerbehof 28 D-73441 Bopfingen Tel.: +49 7362 956037-0 Fax: +49 7362 956037-10 E-mail: info@aagm.de

Valchařská 36 CZ-614 00 Brno Tel.: +420 545 427 014 Fax: +420 545 427 016 liE-mail: s to p a d –info@woehr.cz p ro s in e c 2017 . 11–12

S l é vá re ns t v í . L X V .

409


F.l l i M a z zo n S . p. A .

Velký návrat alkydové pryskyřice

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

Laboratoř R&D společnosti F. l l i M a z z o n S . p . A . d r. F i l i p p o M a z z o n

Vylepšená a optimalizovaná alkydová pryskyřice je znovu předmětem vášnivých diskuzí v mnoha slévárnách pro své vynikající technické a ekologické vlastnosti a pro svou snadnou regenerovatelnost.

Tento typ pryskyřice patřil v minulosti k  velmi rozšířeným, zvláště ve slévárnách těžkých ocelových odlitků. Její použití bylo rozšířené i ve slévárnách hliníku v  kombinaci s  velmi jemnými druhy ostřiv pro dosažení odlitků s hladkým a lesklým povrchem. Později, v dobách průmyslového rozkvětu, byla nahrazena pryskyřicemi fenolovými a furanovými. Alkydová pryskyřice je vhodná pro ruční formování v procesu no bake. Je ideální na formování těžkých odlitků vyžadujících dlohou dobu zpracovatelnosti směsi, která se s tímto pojivo-

410

v ým systémem běžně pohybuje na jedné hodině. Procentuální dávkování je v porovnání s furanovou a fenolovou pryskyřicí nižší, průměrně se pohybuje v rozmezí od 0,6 do 0,8 % pojiva na hmotnost písku a 20 % katalyzátoru. Alkydový pojivový systém má nulový obsah vody, čímž je vyloučena reakce mezi kovem a formou způsobená vlhkostí a které nelze zcela zabránit při používání jiných pojivových systémů. Pryskyřice rovněž neobsahuje síru, která je naopak přítomna v pojivovém systému no bake s vytvrzením za použití kyselých katalyzátorů, kde přítom-

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

nost kyseliny PTS (paratoluensulfonové) nebo jí podobné vedou k nahromadění síry v ostřivu. Další nezanedbatelnou výhodou alkydové pryskyřice je ekologické hledisko, kdy její etiketa neobsahuje žádné symboly nebezpečnosti. Pryskyřice je vytvrzována katalyzátorem dávkovaným v množství přibližně 20 % na množství pryskyřice. Katalyzátor je na bázi MDI, tj. difenylmetandiisokyanát, obdobný tmavému komponentu pojiv cold box. MDI je klasifikován jako zdraví škodlivý, ale protože má bod varu přibližně 300 °C, nevyskytuje se ve vzduchu pracovního prostředí. Další klíčovou výhodou tohoto systému je absence formaldehydu. Tato toxická a těkavá molekula je přítomna v jiných organických pojivových systémech, což způsobuje vysokou úroveň toxicity.


F.l l i M a z zo n S . p. A .

Vzhledem k tomu, že alkydová pryskyřice je zcela organická, dochází k jejímu úplnému shoření bez akumulace spalitelných látek v regenerátu. Ostřivo je lehce regenerovatelné, na rozdíl od furanového či fenolalkalického regenerátu, jehož rekuperace přináší určitá úskalí. Mnoho sléváren oceli při použití alkydické pryskyřice s modelovou směsí s chromitovým ostřivem a výplňovou

Závěrem doporučujeme otestování tohoto typu pryskyřice například na malém mísiči pro výrobu jader. Odpovědí budou pozitivní výsledky a vaše spokojenost! Náš technický tým je vám vždy plně k dispozici s cílem poskytnout potřebnou podporu a informace pro dosažení skvělého výsledku. F.lli Mazzon S.p.A. Via Vicenza, 72 36015 Schio VI Italy tel.: +39 0 445 678 000 fax: +39 0 445 678 001 info@mazzon.eu www.mazzon.eu

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

směsí s křemenným pískem získává po odlití a po mechanické regeneraci a magneticko-gravimetrické separaci chromitu prakticky nový písek s neutrálním pH a nulovou ztrátou žíháním. Z tohoto důvodu jsou náklady spojené s regenerací této pryskyřice velice nízké v porovnání například se systémem fenol-alkalickým. Z metalurgického hlediska vytváří alkydová pryskyřice redukční atmosféru, čímž zaručuje velmi dobré povrchy odlitků; také jádra se dobře rozpadají a nevznikají problémy s trhlinami. Vyjímání modelů z pískové formy je velmi snadné, nedochází při něm k deformaci rozměrů či problémům s vytažením tvarově složitých modelů.

1112_Firmy_MAZZON_obr.doc

For the 17th edition of the Fond-Ex Exhibition 1-5 October 2018, our sales & technical team is proud to present the following technical innovations, with the support of its R&D laboratories: GEOTEC & RUNNER POL

Inorganic binder for the production of thermally stressed castings; It grants very good castings surfaces, dimensional and geometrical precision, good thermal stability and absence of gas porosity.

ECOFUR 6000

Line of ecological furan resins, labeled as “harmful”, with high content of condensed furfuryl alcohol and free furfuryl alcohol < 40%.

ECOFUR 8000

Line of ecological furan resins free from formaldehyde, both during polymer synthesis and casting procedures.

GREEN COVER PSE 70 UNI

Refractory coating for the Full Mold process, for cast iron castings marked by high permeability; It is easy to spray, to be used by flow coating and dipping, providing excellent castings surfaces.

FOUNDRYLAC MGT/7005

Universal coating on magnesite and alcohol basis, for all types of steel, special and high alloy steel; excellent versatility by spraying, dipping, flow coating and brush retouching applications.

LEGANOL HD 131.4 e LEGANOL NL 239

New cold-box resins, which bring to the reduction of percentages of use if compared with the traditional products, thanks to its higher content of active material.

S.

HYDROFIX HZ

Anti-veining additive in powder, added to the sand of the cores of the cold-box and polyurethane-based three components process. The product can be used on small and medium-sized cores to remove the coating.

LY

N 72 A ZO za, - IT u

Penetrating coating used as a primer for molds and cores of iron and steel castings; it grants refractory shells very resistant against high temperatures and metal penetration. In some cases, the use of chromite sand might be avoided.

NO COATING XO5 SPECIAL

.

A p.

L

AZVicen (VI) on.e .eu M I ia hio azz on

L F.

V Sc m azz 5 @ 01 info w.m 6 3 ww

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

411


A b y d o s s .r.o.

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

Abydos – víc než jen apretace odlitků

Dr. Olga Kupec

„Apretace odlitků je těžká práce, kte- rou je potřeba adekvátně zaplatit. U zákazníků bodují kvalita a služby.“ Interview s Dr. Olgou Kupec, jednatelkou Abydosu, předního českého dodavatele ve slévárenství. V rozhovoru vysvětluje, jak rodinný podnik již 20 let funguje a stále roste. Je žena ve vedení firmy, která se spe- cializuje na opracovávání odlitků a jejich povrchovou úpravu, stále ještě výjimkou? Ano, skutečně je! Slévárenství je i nadále doménou mužů. Domnívám se, že právě na středních a vyšších úrovních vedení se ale tato nerovnováha postupně změní, stejně jako ve všech ostatních oborech. Jiné je to ale ve výrobě: brusiči odvádějí těžkou fyzickou práci vyžadující určité fyzické předpoklady – a zde budou ženy zřejmě i v  budoucnosti spíše výjimkou. Já sama jsem promovaný fyzik a vždy jsem se zajímala o techniku v  nejširším slova smyslu. Již při studiu v Regensburku jsem se zabývala aplikovanou fyzikou a později jsem promovala na Vysoké škole ekonomické v Praze z podnikových strategií. Odtamtud již byla k  průmyslu jen krátká profesní cesta.

mylné předsudky, že nízká kvalifikace znamená nízkou mzdu. To už je dnes naprostý přežitek. Právě na tyto profese jsou kladeny vysoké nároky – a ten, kdo je ochoten tuto těžkou a odpovědnou práci vykonávat, může právem očekávat nadprůměrné ohodnocení. Mimochodem, Česko již dávno není zemí s nízkou mzdou. A jak ve Vaší firmě reagujete na stále stoupající nároky v důsledku technického pokroku? V současné době je tu několik aspektů. Držíme krok s dobou a technologickým vývojem, pojem Průmysl 4.0 pro nás není cizí, to vědí i naši zákazníci. Dvacet let úspěchů na trhu se stále stoupající tendencí, myslím si, hovoří samo za sebe. V současné době ale investujeme především do úspěšné personální politiky – ve všech oborech: dobří brusiči například potřebují nejen pečlivost a manuální zručnost, ale musí mít stále větší vědomosti o dalším používání odlitků ve strojírenství. Proto naše zaměstnance z oblasti opracovávání odlitků posíláme na pravidelná zaškolování, abychom stále mohli plnit vysoké nároky na automatizaci ve strojírenství. Navíc naše zaměstnance nadprůměrně odměňujeme, abychom si spolehlivou pracovní sílu ve firmě udrželi dlouhodobě. Patří sem i podpora mladých: aktivně se podílíme nejen na českém vzdělávacím systému, ale také na systému německého duálního vzdělávání. Musí Vaši zaměstnanci ovládat německý jazyk? Mnoho našich techniků a pracovníků obchodu hovoří dvojjazyčně: od našich technických zaměstnanců to očekáváme. Za to mají možnost se zblízka seznámit s  provozem a obchodem sléváren

Je nedostatek personálu tématem i ve slévárenských firmách? Ano. Ale situace v Česku je lepší než u našich německých sousedů. Proto také máme tak silnou poptávku po apretaci odlitků z Německa, ale přidávají se i české slévárny. Dnes je jen málo lidí ochotno vykonávat tuto těžkou práci; kromě toho stále panují vůči brusičům a obráběčům

412

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

v Německu. Znalosti druhého jazyka jsou principiálně výhodou, ale nikoli podmínkou. A angličtina je vždy základem rovnocenné mezinárodní komunikace. Myslím, že tak je tomu v každé globálně působící firmě, tedy i v Německu. Znamená to také, že nabízíte mzdy srovnatelné s německými firmami? Ano. Ten, kdo dnes hledá české partnery, aby mohl vzhledem k  nízkým mzdám vyrábět s nižšími náklady, již nebude mít v mnoha oborech úspěch. Tuto údajnou výhodu Abydos německým zákazníkům nabídnout nemůže. Pracujeme za férové ceny, v  opracování odlitků nabízíme kompletní opracování včetně CNC opracování a kontrolu odlitků mimo jiné endoskopy či ultrazvukem ve vysoké kvalitě a bodujeme logistikou a dalšími přídavnými službami. Není sídlo firmy Abydos v Česku rozhodující konkurenční logistickou nevýhodou? Ne, vůbec ne. Zaprvé sídlo naší firmy v obci Hazlov leží uprostřed Evropy a strategicky přímo na německo-české hranici s rychlým napojením na německou dálniční síť. Zadruhé je v  našich službách právě logistika důležitým detailem. Často totiž dodáváme námi opracované odlitky našich klientů přímo jejich odběratelům. Šetří to čas a logistické náklady, což je velkou výhodou.


Náklady jsou vždy ústředním tématem. Jsou obráběcí roboti a obráběcí automaty tedy budoucností úspory personálních nákladů? To si nemyslím. Jsou možností, ale nikoli všelékem. Právě u středních a malých sérií je jejich hospodárnost sporná. Je pravda, že stroje mohou zčásti nahradit těžkou práci zaměstnanců. To je samozřejmě výhoda. Ale pořizovací náklady jsou extrémně vysoké, k tomu je nutno připočítat i doby seřizování, které rovněž představují nákladový faktor. Navíc je nutno roboty a automaty obsluhovat a udržovat – lidmi. A výstupní kontrola a určité dokončovací práce na odlitku také vždy vyžadují specialistu v místě. My se ale tímto tématem již mnoho let aktivně zabýváme a již jsme několik strojů testovali. Zůstáváme tedy u míče.

Ještě poslední otázka k technice: Jak to vypadá s certifikací? Splňujete vysoké požadavky zejména německých firem? Samozřejmě! Abydos disponuje nejen certifikací ISO 9001 a ISO 14001, ale pravidelně splňuje i požadavky automobilového průmyslu dle ISO TS 16949 nebo VDA. To má pro většinu našich německých zákazníků zásadní význam – především proto, že máme zájem o dlouhodobá partnerství se zajímavými projekty. Protože přesně to je budoucnost. Takovýmto formám spolupráce říkáme přeshraniční modely úspěchu. Paní Dr. Kupec, děkuji za rozhovor! rozhovor vedla Mgr. Veronika Žurovcová

Abydos Víc než jen apretace odlitků Společnost Abydos sídlí v Hazlově u Chebu, na pomezí česko-německých hranic. Zabývá se opracováním a obráběním kovových odlitků, týdně jich opracuje více než 500 tun. Soustředí se především na německy hovořící zákazníky. Výrobky dodává do strojů John Deere, Caterpillar, Audi, Volvo nebo robotů KUKA. Zaměstnává na 200 zaměstnanců. V roce 2017 společnost Abydos oslavila 20 let fungování. Abydos je členem České manažerské asociace, Svazu sléváren ČR, Česko-německé obchodní a průmyslové komory a Hospodářské komory. Jednatelkou firmy je Dr. Olga Kupec.

Abydos s.r.o. Hazlov 247, 351 01 Hazlov info@abydos.cz, www.abydos.cz S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

413


M C A E Sy s t e m s , s .r.o.

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

Využití přesné průmyslové 3D metrologie ve slévárenství Dotykové měřicí systémy, kontrolní přípravky a kalibry jsou v řadě průmyslových odvětví nahrazovány přístroji s optickým snímáním 3D souřadnic. Lze tak totiž získat podrobnější a snadněji interpretovatelné informace o objektu s  výrazně kratšími nároky na čas měření. Konvenční tvarová a rozměrová analýza odlitků prostřednictvím dotykových, souřadnicových měřicích systémů má svá omezení. Proto se pro velké odlitky nabízí implementace 3D optické metrologie. Tato metoda umožňuje zrychlení kontrolních procesů, splnění tolerančních požadavků a snížení počtu přepracování. Od doby, kdy začal růst objem výroby vysoce kvalitních odlitků a výkovků, rostla také důležitost kompletní a důsledné kontroly kvality. Díky tomu se metody rychlého, celoplošného měření a inspekce staly de-facto nezbytnými. Nejen že je nutné se vyrovnat se všemi požadavky, ale je potřeba zvládat také složité geometrie velkých rozměrů. Proč optický 3D měřicí systém Zatímco dotykové měřicí systémy zachycují data v bodové formě nebo lineárním způsobem, optické měřicí systémy snímají data celoplošně. Výsledkem jsou odchylky mezi aktuálními 3D souřadnicemi a nominálními CAD daty. Takto naměřená data obsahují veškeré informace o objektu,

414

proto software dokáže také automaticky vyhodnotit detailní informace jako GD&T, ořezové hrany nebo polohu otvorů. Rychlejší inspekce dílů Trendem současnosti je co nejrychleji a co nejkompletněji zkontrolovat co nejvíce vyrobených dílů. Jen tak lze včas zasáhnout do výrobního procesu a zabránit zmetkovitosti. Ideálním řešením se mohou stát optické 3D skenery značky GOM, které na český a slovenský trh dodává společnost MCAE Systems. Například optický 3D systém ATOS Triple Scan je projekční skener vybavený měřicími kamerami s vysokým rozlišením až 16 megapixelů. Zkoušky provedené ve slévárně Tacome prokázaly, že během 8 hodin bylo možné provést pomocí systému ATOS přesné skeny se specifikovanými tolerancemi spolu s rozsáhlou analýzou kompletního klenutého odlitku. Dalším klíčovým kladem je možnost flexibilního rozsahu různých měřicích objemů a jednoduchá manipulace. Dalším plusem, který nabízí ATOS Triple Scan, je technologie Blue Light (projekce modrého světla). Úzkopásmové modré světlo projekční jednotky umožňuje, že skener provádí měření nezávisle na podmínkách okolního osvětlení a lépe tak skenuje i lesklé povrchy. Miliony měřicích bodů s přesnými detaily lze získat bezkontaktním měřením během několika sekund. Pomocí takto shromážděných informací automaticky určuje software ATOS 3D souřadnice v podobě mraku bodů s vysokým rozlišením (ASCI/STL). Naměřené výsledky lze při tvarové a rozměrové analýze porovnávat s výkresem nebo přímo s CAD daty. Je tedy okamžitě možné identifikovat rozměrové odchylky a zajistit pro slévárnu značnou časovou úsporu. Vedle ATOS Triple Scan lze použít také mobilní fotogrammetrický systém TRITOP pro lepší rozměrovou přesnost velkých

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

odlitků a sestav, jako jsou např. turbínové skříně. Aby bylo dosaženo přesného měření souřadnic a deformační analýzy, snímání probíhá z různých úhlů. Automatizované měření komplet od jednoho výrobce Technologickou špičkou je potom ATOS ScanBox – kompletní zařízení pro automatizované 3D optické měření. Společnost GOM jej vyvinula s cílem zvýšit efektivitu kontroly kvality výroby a výrobních procesů. Volit lze z 9 modelových řad, které se liší podle velikosti měřeného dílu a podle typu aplikace využití. – Jednoduchá obsluha – rozhraní Kiosk je speciální uživatelské prostředí pro jednodušší obsluhu systému ATOS ScanBox. Software po přepnutí do tohoto volitelného režimu automaticky řídí celý proces od měření přes vyhodnocení až po výsledný protokol. Operační systém, data i parametry měření jsou přitom chráněny před nežádoucími zásahy uživatele. Díky tomu je zajištěna vysoká stabilita procesu a zachována stálá přesnost měření. – Vysoká rychlost měření – při použití systému ATOS ScanBox je doba měření dílu včetně vyhodnocení kratší více než o polovinu v porovnání s klasickými dotykovými měřicími stroji. Na rozdíl od klasických měřicích strojů není kinematika postavena na jemné mechanice, ale na robustních tuhých komponentech. Díky tomu zařízení nepodléhá opotřebení a může fungovat přesně a spolehlivě i v náročných provozních podmínkách. Prvotní kontrola V rámci prvotní kontroly dílů se standardně měří velký počet různých typů dílů. Technik vytváří měřicí programy offline v softwaru s  prostředím podobným klasickým CAD systémům. Zde také připravuje inspekční projekt a protokol o měření. Parametričnost softwaru a speciální funkce automatického učení výrazně urychlují programování a zajistí vysokou spolehlivost celého procesu měření a inspekce. Po provedení aktuálního měření se data zpracují v inspekčním projektu. Zde se vypočítají odchylky od nominálních hodnot a automaticky se vygeneruje výstupní protokol.


M C A E Sy s t e m s , s .r.o.

Přesná průmyslová 3D metrologie

Měření odlitků Optimalizace forem a jader · Deformace a smrštění · Úloha CNC obrábění

Série mezinárodních seminářů 2018 určená pro CAD/CAM inženýry, výrobce průmyslových nástrojů, modelů i forem a pro specialisty z oblasti slévárenství, aby mezi sebou sdíleli znalosti i zkušenosti.

Circle20.Position tolerance Nominal

Actual

Ø1.00│A│B│C

0.84

Dev.

Check

Cyl.1.Position tolerance

Kuřim · 21. března

Zone

Datum

Nominal

Ø 2.00

A│B│C

0.16

www.gom-workshop.com/cz

Check

+0.26

+2.27

-3.63

Výroba Robustnost hardwaru, rychlost měření a kompenzace kolísání teplot – to jsou hlavní faktory, které umožňují přesné měření i v náročnějších provozních podmínkách a dovolují použití zařízení i ve výrobě. Díky tomu odpadá komplikovaná přeprava měřených dílů do vzdálené měřicí místnosti. Operátor pracuje se zařízením ve speciálním zjednodušeném rozhraní, kde může zařízení snadno ovládat bez detailních znalostí měřicí technologie. Příklady táhnou Společnost Prague Casting Services (PCS) vyrábí přesné odlitky metodou vytavitelného modelu a odlévá široké spektrum materiálů. V  PCS používají optický skener ATOS Compact Scan od firmy GOM. Mezi jeho nezanedbatelné výhody patří jednoduchost skenování, kdy není zapotřebí žádné programování; díl se prostě položí v libovolné poloze bez nutnosti polohování a upnutí a začne se skenovat. Při výběru skeneru rozhodlo jednoduché uvedení do provozu a snadnost obsluhy, rychlost a jednoduchost měření, vytvoření 3D modelu dílu během několika minut, vysoká flexibilita měření, jednoduchost kalibrace, přesnost měření vyhovující požadavkům sléváren a také např. schopnost měřit snadno deformovatelné voskové modely bez speciálních přípravků.

Slévárna Heunisch vyrábí odlitky z litiny s  lupínkovým grafitem a často i tvarově velmi složité kusy. Vzhledem k  přísným požadavkům jejich zákazníků na přesnost rozměrových hodnot bylo rozhodnuto o nákupu optického 3D skeneru ATOS Compact Scan se dvěma měřicími rozsahy. Využití skeneru je nenahraditelné v případě vzorkování nově vyráběných odlitků, zabezpečení rozměrové kontroly sériových odlitků, případně modelových zařízení a pro výrobu náhradních dílů výrobních technologií. Obrovská výhoda zařízení spočívá ve vysoké flexibilitě při měření a operativnějším přístupu pro zadání korekčních podkladů pro modelárnu. Zejména při opakovaném měření stačí naskenovat definované oblasti odlitku a po jisté časové prodlevě je možno vytvořit opětovný sken, ze kterého se porovnávají rozměrové odchylky v závislostech, které byly provedeny na modelovém zařízení nebo na nastavených procesních parametrech či ve vztahu k opotřebení materiálu modelového zařízení. Firma Alucast zaujímá přední místo ve výrobě přesných hliníkových odlitků. V poslední době zavedli ve slévárně řadu inovativních nových metod, které umožní vyrábět velmi komplikované odlitky. Díky tomu se Alucast dostal k bezkontaktnímu 3D optickému měření, kterým nyní měří odlitky, u kterých by měření kuličkou bylo vyloženě nepro-

duktivní. Nyní se odlitek naskenuje, proloží CAD modelem a okamžitě je vidět výsledek. Zde začala spolupráce s firmou MCAE Systems, která pro potřeby měření dodala skener ATOS Core SN – kontrolní skenovací přístroj pro kontrolu odlitků. Investice, která se vyplatí Po zapracování metrologických systémů GOM do kontrolních procesů budete schopni měřit velké a složité komponenty nebo zachytit celé objekty montážních sestav a splnit přísné tolerance, a to vše v rozumných časových lhůtách. Výsledkem tedy bude investice, která se vyplatí rychleji, než očekáváte. Kontroly již nebude potřeba provádět externě, což vám přinese další úspory nákladů. Po celém světě je nainstalováno více než 10 000 měřicích systémů GOM. Podílejí se nejen na rozměrové kvalitě dílů pro automobilový průmysl, jako jsou plechové díly, odlitky a vstřikované plastové díly, ale také při kontrole lopatek turbínových kol a ve spoustě dalších oblastí. Ve většině případů se detailní analýzy nepoužívají pro jednoduché posouzení dobrý/špatný díl, ale tvoří podklad pro optimalizaci výroby. Výsledky z  měření tak do procesu výroby vkládají přidanou hodnotu. Více informací na http://www.mcae.cz/ kategorie/3d-merici-systemy/.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

415


R oz h o v o r y

Rozhovory Interviews

54. slévárenské dny z pohledu účastníků a vystavovatelů

SD se účastníte pravidelně, zaznamenala jste nějaký rozdíl mezi předchozími ročníky a tím letošním? Ano, letos to bylo třetím rokem. Přece jen loňský ročník mi přišel obsazenější, možná je to ale jen subjektivní pocit. Co jste od SD očekávala, splnily SD tato očekávání? Očekávala jsem hlavně „drobný náhled do budoucnosti slévárenství“. Ano, tedy splnily. Co byste na SD ocenila? (Organizace, náplň přednášek, místo konání, dostupnost, služby…) Organizace byla fajn. Náplň přednášek byla zajímavá. Místo konání zvolené výhodně a hotel Avanti a jeho personál je velmi příjemný. I možnost navázat kontakty jak s dodavatelskými firmami, tak s přednášejícími nebo ostatními účastníky i v  uvolněnější atmosféře společenského večera považuji za velmi přínosnou pro mnohé zúčastněné. Vyslal Vás zaměstnavatel, nebo šlo o Vaši volbu? Mou volbu, ale samozřejmě schválenou a podpořenou zaměstnavatelem.

ROZHOVORY

Považujete cenu za účast za přiměřenou? Ano. Doporučila byste nerozhodným zúčastnit se SD? Z jakých důvodů? Ano, je dobré znát, jak si slévárenství stojí v ČR i světě, co se dá v blízké budoucnosti očekávat. Jaké problematiky řeší kolegové v jiných slévárnách. Co nás trápí, a co naopak podněcuje.

Ing. Lenka Zacpalová U N E KO s p o l . s r. o ., Z á t o r- L o u č k y technoložka slévárny

Přijedete na SD i příští rok? Ano, ráda bych. Jak byste jedním slovem charakterizovala 54. SD? Povzbuzující.

Konference se letos účastníte poprvé, co Vás vedlo k tomuto rozhodnutí? Ano, letos poprvé. Slévárenské dny mi připadaly zajímavé, proto jsem si o ně zažádal. Byl jste vyslán jako zástupce Vaší firmy? Z Tatra Metalurgie a.s. jsme byli vysláni tři, takže jsem nebyl sám. Účastníte se i jiných slévárenských akcí? Doposud ne, ale rád bych to změnil. Považujete cenu za účast za přiměřenou? Ano, konference měla svoji úroveň. Zaměřujete se na konkrétní problematiku, nebo sledujete přednášky více sekcí? Těšil jsem se na přednášky z oblasti technologie, ale zajímal jsem se i o jinou problematiku.

Ing. Michal Jegla TAT R A M E TA LU RG I E a.s ., Ko p ř i v nice technolog

416

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Přijedete na SD i příští rok? Pokud mi to firma umožní, tak rozhodně ano. Jak byste jedním slovem charakterizoval 54. SD? Naučné.


R oz h o v o r y

Jako vystavovatel se Vaše firma účastnila SD letos poprvé. Co Vás vedlo k tomuto rozhodnutí? Na konferenci jsem přijela se záměrem prezentovat osobně firmu A T G s.r.o. na doprovodné výstavě s možností kontaktovat naše stávající obchodní partnery a navázat spolupráci s potenciálními zákazníky. Jak jste se o SD dozvěděla? Z internetu. Splnila Vaše účast na SD Vaše očekávání? Ano. Co byste z pohledu vystavovatele na SD ocenila? (Množství účastníků, zájem o stánek, cena, prostředí…) Oceňuji velké množství účastníků a organizaci celé akce. Za velice výhodné považuji uspořádání konference v hotelu Avanti, kde je vše – přednášky, doprovodná výstava, občerstvení, společenský večer, ubytování – koncentrováno na jednom místě.

Ing. Hana Stránská A T G s . r. o ., P r a h a obchodní zástupce

Co byste případně navrhovala zlepšit? Momentálně nemám žádné navrhované zlepšení. Doporučila byste ostatním firmám vystavovat na SD? Ano.

Stánek Vaší společnosti mohou účastníci na SD navštívit již několik let po sobě, předpokládáme, že Vaše účast na konferenci v podobě vystavovatele má pro Vás smysl. Jde z  Vaší strany pouze o prezentaci firmy, nebo byste mohl uvést i např. úspěšná jednání ukončená realizací dodávek? Jedná se převážně o propagaci firmy a setkání s našimi zákazníky a kolegy z oboru. Občas se ale povede navázat i nové obchodní vztahy. Co byste z pohledu vystavovatele na SD ocenil? Na Slévárenských dnech oceňuji především velké množství účastníků a také uvolněnou a neformální atmosféru. Co byste případně navrhoval zlepšit? Problematické jsou pro mě náhlé změny časů přednášek. Je pak velmi obtížné stihnout všechna zajímavá témata.

Ing. Radek Meduna M o d e l á r n a N E M O Š I CE s . r. o . jednatel společnosti

Plánujete vystavovat na SD i v příštím roce? Ano. Jak byste jedním slovem charakterizoval 54. SD? Přínosné.

Všem dotazovaným děkujeme za odpovědi a těšíme se na shledanou na příštích Slévárenských dnech. redakce

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

417

ROZHOVORY

Jak byste jedním slovem charakterizovala 54. SD? Výborné.


Er w i n D ö t s c h

Roční přehledy Annual overviews

Elektrické tavicí, udržovací a licí pece Erwin Dötsch

RO ČN Í PŘ EH L EDY

A k t u á l n í t e c h n i ka e l e k t r i c ké p e c e Na veletrhu GIFA 2015 si návštěvníci mohli udělat přehled o stavu techniky v oblasti elektrických pecí. I. Steller [1] referuje o vystavených produktech k tavení a odlévání litinových a ocelových materiálů, totéž pro kovy neželezné popisuje C. Troglio [2]. Samostatně je představena 18MW indukční kelímková pec o kapacitě 35 t, automatizované licí systémy, účinná zařízení na chlazení vodou pro využití odpadního tepla, tavicí procesor s technologií SPS a systémy k  monitorování opotřebení žárovzdorných vystýlek a také pro řízení procesu a zabezpečování kvality. Zvláště pro neželezné kovy existují zvedací kelímkové pece s prefabrikovanými kelímky, pece na tlakové lití s  odporovým ohřevem a zařízení pro nízkotlaké lití. Novinky se navíc týkají komplexní registrace dat zařízení a také dalšího zvyšování efektivity energie. Vývojové trendy techniky indukčních tavicích a licích pecí popisuje D. Trauzeddel [3], [4] v obsáhlé dvoudílné zprávě. První část se zabývá hlavně středofrekvenčními pecemi jako zařízením pro tavení, ale také zařízením pro další metalurgické zpracování. Zpracování je založeno především na vývoji tranzistorové (IGBT) techniky měničů, který naznačuje, že zařízení s příkonem až 12 MW jsou technicky a ekonomicky realizovatelná. Nové způsoby zapojení přitom umožňují oddělení výše příkonu a pohybu kovu a dále přizpůsobení požadovaným technologickým podmínkám. Středem výzkumné činnosti firmy Foseco, subdodavatele sléváren, je podle R. Pitereka [5] pokusná slévárna se čtyřmi indukčními pecemi. Svou kapacitou – 500 a 250 kg pro litinu a ocel a 500 a 50 kg pro hliník – je připravena na široký program zkoušek. O bezpečnosti práce u indukčních tavicích a udržovacích pecí podle normy DIN

418

EN 605 19 referují O. von Colson, I. Pa- padopoulos a L. Sanz [6]. Nejdříve popisují požadavky různých částí této normy kladené na výrobce a provozovatele a pak zkušební postupy pro indukční žlábkové a kelímkové pece. Zvláště důležité jsou zkoušky cívek při tlaku za tepla, zkouší se při cca 80 °C teplotě vody a tlaku vody 16 barů po dobu 24 h. V dvoudílném referátu C. Friedla [7] a M. Bosse [8] je představen výzkumný projekt EffSAFound spolkového ministerstva pro vzdělání a výzkum (BMBF), který má stabilizovat slévárny litiny a oceli v jižní Africe a přiblížit je evropským normám. Rozvojový program vedený německými firmami, který vychází ze stavu, kdy je většina zařízení starší než 35 let, zmetkovitost činí více než 15 %, formovací směs se po jediném oběhu odváží na skládku a personál je špatně vyškolený, se zaměřuje na zlepšení kvality odlitků, optimalizaci pracovních procesů a řízení sléváren usilující o hospodárnost využití materiálu. Po 16 měsících se v srpnu 2014 dosáhlo splnění etapových cílů a podle plánu se pokračovalo až do konce října 2015. Tři následující příspěvky se zabývají energetickými změnami. Nejdříve R. Heath [9] ukazuje ve svém článku, který se týká problematiky stabilizace elektrické rozvodné sítě rozkolísané regenerativní výrobou proudu, že příspěvek sléváren může být důležitý, pokud slévárny přizpůsobí svůj odběr proudu aktuální dané situaci jeho dodávek. Pro tento účel byla vypracována odpovídající softwarová

inventura (soupis)

platforma umožňující zúčastněným slévárnám příslušné přizpůsobení, a kterou dodavatelé energie odmění sníženými sazbami proudu. Pro kuplovny jako tavicí agregáty tato možnost neexistuje. Německý úřad na ochranu životního prostředí (Umweltbundesland – UBA) je naopak považuje za dobíhající, klimaticky škodlivý model, jak referuje Elke Radtke [10]. Proti tomu se staví T. Enzenbach [11] s argumentem, že vyspělá technologie kuploven má jak metalurgické, tak ekonomické přednosti, na které UBA nebere ohled. V souladu s tím formuloval Svaz německých slevačů (BDG) své stanovisko, které ovšem ve svých výrocích o přechodu na elektrické tavení neodpovídá vždy stavu techniky indukčních pecí. S y s t é my IT v t av í r n ě V neustále rostoucí míře se pod různými názvy a zkratkami vypracovávají a zavádějí IT řešení, která slouží hospodárnosti tavení a celého procesu výroby ve slévárně. H. Ortloff, S. Recktor a K. Herzog [12] představují software Opti.schmelze na plánování vsázky a optimalizaci tavení, které je integrováno do stávajících systémů MES (Manufacturing Execution System) a ERP (Enterprice-Resource-Planing). Příklad použití softwaru Opti-schmelze uvádějí J.-J. Alperowitsch aj. [13]. Ve Stahlguss GmbH patřící firmě Friedrich Wilhelms-Hütte, Mülheim, bylo z hlediska bezpečnosti a transparentnosti procesu optimalizováno zpracování taveniny

vsázkový materiál

zbytek taveniny v peci

cena, faktor snížení hodnoty klasifikace šrot / vratný materiál druh řízení zásob

stav zásob celkový nebo podle umístění/přístupu ve skladu kontejner/kus

vsázkování dodatečné vsázkování zpracování

protokol tavení průběh tavení spotřeba materiálu

příjem zboží k objednávce

pánev

zmetky

zbytek v pánvi

cirkulace

odlitek, balíky

Obr. 1. Materiálové hospodářství v tavírně [12]

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


Er w i n D ö t s c h

Obr. 2. Normované naměřené hodnoty časového průběhu napětí (modře), proudu (červeně), příkonu (zeleně) zkušebního měniče při prudké změně zatížení [18]

Tave n í ve s l évá r n á c h l i t i ny a o c e l i Předmětem diskuze mezi O. Knustadem a L. M. Abergem [16] je použití litiny s lupínkovým grafitem v  automobilovém průmyslu a  jejich názory na vlastnosti litiny pro odlitky brzdových kotoučů a bloků motoru. Ve svém příspěvku se také P. Perrucci a A. Zonato [17] zabývají zajištěním kvality taveniny v tavicí peci a následně v pánvi. O vlivu způsobu kampaně na efektivitu energie při induktivním tavení diskutují E. Dötsch, R. Ibach, M. Rische

a M. Spicharz [18], [19], [20] (obr. 2). Po popisu procesu tavení ve středofrekvenční kelímkové peci se zabývají teoretickou i praktickou spotřebou energie a přitom zvláště významem odborného vsázkování. O modernizaci korečkového druhování/ /vsázkování [21] se referovalo již v předcházejícím přehledu v odkazu [17]. Nyní tento článek od B. Gottsaunera vyšel i v angličtině [22], [23]. Také zpráva [21] o modernizačních opatřeních ve slévárně litiny firmy Ludwig Frischhut GmbH & Co. KG od R. Pitereka, která byla uvedena v  předchozím přehledu v odkazu [15], je mezitím k dispozici v angličtině [24]. Pod titulem „Mission impossible“ (nesplnitelný úkol) popisuje L. Turner [25], [26] přestavbu středofrekvenční kelímkové pece o kapacitě 4 t a 2500 kW na tandemové zařízení s  3000 kW, které má v anglické slévárně Thomas-Dudley zvýšit kapacitu tavení o 30 %. „Nesplnitelná“ formulace zadání spočívala v tom, že odstávka stávajícího tavicího zařízení neměla být delší než týden, potom co stavební opatření byla realizována již dříve. Díky rozsáhlým přípravám v běžícím provozu tavení bylo skutečně možné uvést nové tavicí zařízení do provozu po pouhé týdenní odstávce. O podobné modernizaci referují D. Green a T. Herring [27]. Ve firmě Grede Holdings LLC, Brewton, Alabama, USA, byla jedna ze dvou nízkofrekvenčních pecí o kapacitě 9 t přestavěna na napájení proudem s  měničem. Je podrobně vyloženo, že přestavba zařízení,

Tave n í n e ž e l e z nýc h kov ů Pro energeticky hospodárnou výrobu měděných trub představují S. Beer a P. Schneider [31] koncepci zařízení vhodnou pro ekonomickou výrobu malého a středního množství měděných trub. B. Pinto a M. Navarro [32] vyvinuli systém nepřetržité kontroly efektivity tavení hliníku v odporových kelímkových pecích, který umožňuje jejich individuální optimalizaci průběžným měřením spotřeby energie, doby tavení a teploty. Kvalita taveniny ve slévárnách hliníku je tématem pojednání R. Kendricka, P. Careila a M. Freyna [33]. Jejími kritérii je obsah vodíku a čistota taveniny, které se po celou dobu výroby zaznamenávají a dokumentují. Důležitými stupni procesu tohoto auditu mapy tavení je zpracování taveniny, tavení třísek, doprava taveniny a její udržování. Vyhodnocení zjištěných dat umožňuje stanovit slabá místa a zdokonalení jednotlivých procesů, takže kvalita taveniny při odlévání na konci sledu procesů je zajištěna.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

419

RO ČN Í PŘ EH L EDY

(obr. 1) oceli v konvertoru VARP o kapacitě 10 t. Průběžné plánování a dokumentace zpracování taveniny pro široké spektrum materiálů přináší jako nejvýznamnější výhodu předcházení chybám při zjišťování velikosti dávek k dolegování. Další příklad účelného použití IT řešení popisují K. Bembenek a K. Gregel [14]. Ve slévárně Gontermann-Peipers GmbH, Siegen, se zavedením systému ECM (Enterprice Content Management) standardizovaly procesy administrace a výroby, což vedlo k tomu, že dokumenty obchodu jsou bezpečné z hlediska revizí, konformní se zákony a také rychle dostupné pro vyhledávání. Další výhody se odvíjejí při realizaci tavení i dokumentaci expedice. J. a M. B. Wiczer [15] ukazují, že vhodnými prvky měření a řízení se dá ve slévárnách výrazně zlepšit využití energie.

které je staré 40 let, má ve srovnání s novým zařízením přednosti a je finančně výhodnější. Zcela nově byl přitom nainstalován měnič 5 MW/180 Hz, chladicí systém a cívka. Tavení velkých ocelových součástí v  16MW indukční kelímkové peci o kapacitě 35 t představují W. Ertl a E. Dötsch [28], [29], (viz také poslední roční přehled [21], tam v  odkazu [19]). Potom následuje největší část zásobování tekutou ocelí při odlévání velkých odlitků se spotřebou až 200 t taveniny ve slévárně voestalpine, Linec, Rakousko, z  ocelárny LD, která je tamtéž. Indukční pec slouží jako přídavný agregát na tavení vratných materiálů slévárny oceli. Musí se přitom dbát na kinetiku tavení velkých kusů, aby se nepřehřála tavenina vznikající na začátku tavené dávky. Diskutuje se o odpovídajícím průběhu tavení a zkušenostech se žárovzdornou vystýlkou. Dalším příspěvkem ze slévárny oceli je zpráva P. Hendriksena a T. Needhama [30] o rozšíření obloukové tavicí pece – (LBO – Lichtbogenofen) – ve slévárně firmy ME Elecmetal, Duluth, Minnesota, USA. Instalací třetí obloukové pece, konstrukčně stejné jako obě stávající, se měla kapacita tavení zvýšit ze 130 na 160 t/den. Ukázalo se, že jednoduchým přidáním třetí pece se tohoto cíle nejprve nedosáhlo; naopak se musel celý proces tavení a zpracování optimalizovat a přizpůsobit zařízení tvořenému třemi pecemi.


Er w i n D ö t s c h

RO ČN Í PŘ EH L EDY

L i c í p e c e a z a ří z e n í Stav techniky a cíle vývoje v této oblasti popisují D. Trauzeddel [34] v  první části a T. Voss, M. O. de Linden a D. Trauzeddel [35] v  druhé části obsáhlé zprávy o odlévání litiny. V  první části se po popisu požadavků kladených na tyto systémy srovnávají vytápěná licí zařízení s  nevytápěnými a potom se tato část podrobněji zabývá jejich velikostí a způsobem vytápění. Řízení a regulaci je věnována samostatná kapitola, kde je popsán i nově vyvinutý pohon zátky a také funkce nového očkovacího zařízení. Nakonec se poukazuje na zvláštní formy, například na lití s dvojitou zátkou nebo mezipánvemi, rychlou výměnu licí nádoby během směny a použití nízkotlakého odlévání železných kovů. V druhé části se pojednává o vytápěných licích zařízeních, která jsou k dispozici jako zátkové a pánvové systémy. Zátková zařízení se dělí na ovládaná tlakem a bez tlaku, přičemž zařízení ovládaná tlakem jsou víceméně identická s licí pecí bez induktoru. U systému pánví je obšírně popsáno licí zařízení „InduPour“, předtím než se v poslední kapitole příspěvku na základě technických vlastností souhrnně hodnotí použití různých typů licích zařízení. Prvního robota pro automatické odlévání litiny v  GF, Mettmann, představuje výrobce, kterým je firma KUKA Roboter GmbH [36]. Ž á r ov z d o r n á v y s t ý l ka Pro tavení oceli v indukční kelímkové peci doporučují D. Smith a R. Schneider [37] použití jejich kompletního balíčku žárovzdornin, včetně výlevky. Počínaje obalem cívky přes Mika-fólii, suchou hmotu Al2O3 tvořící spinel a plastickou hmotu pojenou fosfátem jako uzávěru horního okraje kelímku dosahuje balíček až k vystýlce víka. Navíc se doporučuje instalace výlevky ve dně kelímku, kterou se profukováním inertním plynem čistí tavenina oceli od agresivních oxidů, což vede ke zlepšení kvality odlitků a údajně i k delší životnosti žárovzdorné vystýlky. Podobným způsobem dělají A. Fowler

420

a R. Techer [38] reklamu svému portfoliu žárovzdornin. Je přitom představena novinka, jejíž přednosti se uplatní zvláště při tavení pozinkovaného šrotu. Představuje ji fóliová složka vystýlky Calde Shield, která se umístí na vnější povrch šablony. Při spékání vytvoří již při nízké teplotě na povrchu kelímku nepropustnou sklovitou vrstvu, která funguje jako bariéra proti vnikajícím parám. Zpráva přináší kladné výsledky laboratorních testů a poukazuje na použití v různých provozech. K. Rukitta a W. Kollenberg [39] předkládají k  diskuzi nový kelímkový test žárovzdorného materiálu, který má pro zkoušky reakcí mezi struskou a žárovzdorným materiálem ve srovnání s původním kelímkovým testem podle normy DIN 51069-2 značné výhody. U původního testu se kelímek naplněný struskou vloží do komory pece, ve které je celé zkušební uspořádání v jednotné teplotě. V  praxi má však stejnou teplotu jako agresivní struska, díky teplotnímu spádu ve stěně kelímku chlazené zvenku, jen povrch kelímku. Tento podstatně odlišný stav se u nového kelímkového testu simuluje tak, aby odpovídal co nejvíce praxi. Odlévaný nebo z tvárnice vyrobený kelímek se postaví do indukční cívky a naplní se struskou a kovem, který se má tavit. L i t e ra t u ra [1] Giesserei, 2015, 102, č. 11, s. 80–83. [2] Giesserei, 2015, 102, č. 11, s. 76–78. [3] elektrowärme international, 2015, č. 1, s. 58–64. [4] elektrowärme international, 2015, č. 4, s. 35–42. [5] Giesserei, 2015, 102, č. 4, s. 78–84. [6] Giesserei, 2015, 102, č. 5, s. 110–115. [7] Giesserei, 2015, 102, č. 5, s. 120–123. Anglicky také v  Casting Plant & Technology, 2015, č. 2, s. 60–63. [8] Giesserei, 2015, 102, č. 5, s. 124–127. Anglicky také v  Casting Plant & Technology, 2015, č. 2, s. 64–67. [9] Foundry Trade Journal, 2016, 190, č. 3734, s. 108–109. [10] Giesserei, 2015, 102, č. 6, s. 38–39. [11] Giesserei, 2016, 103, č. 5, s. 36–37.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

[12] elektrowärme international, 2014, č. 4, s. 33–38. [13] Giesserei, 2015, 102, č. 5, s. 76–79. [14] Giesserei, 2015, 102, č. 3, s. 96–99. [15] Modern Casting, 2015, 105, č. 4, s. 36–39. [16] Foundry Trade Journal, 2015, 189, č. 3723, s. 100–102. [17] Giesserei, 2016, 103, č. 5, s. 32–35. [18] elektrowärme international, 2015, č. 4, s. 43–49. [19] heat processing, 2016, č. 1, s. 50–56. [20] Giesserei, 2016, 103, č. 2, s. 24–31. [21] Giesserei, 2015, 102, č. 4, s. 54–59. [22] Casting Plant & Technology, 2015, č. 1, s. 30–33. [23] Foundry Trade Journal, 2015, 189, č. 3722, s. 48–50. [24] Casting Plant & Technology, 2015, č. 3, s. 40–44. [25] Casting Plant & Technology, 2016, č. 1, s. 14–15. [26] Foundry Trade Journal, 2015, 189, č. 3727, s. 250–251. [27] Modern Casting, 2015, 105, č. 12, s. 44. [28] Giesserei, 2015, 102, č. 5, s. 20–29. [29] heat processing, 2015, č. 2, s. 103–107. [30] Modern Casting, 2015, 105, č. 8, s. 22–25. [31] elektrowärme international, 2015, č. 4, s. 51–55. [32] Foundry Trade Journal, 2015, 189, č. 3730, s. 384–353. [33] Foundry Trade Journal, 2016, 190, č. 3733, s. 76–79. [34] Giesserei, 2015, 102, č. 5, s. 80–87. [35] Giesserei, 2016, 103, č. 2, s. 32–37. [36] Foundry Trade Journal, 2015, 189, č. 3729, s. 314–315. [37] Foundry Trade Journal, 2015, 189, č. 3727, s. 246–248. [38] Giesserei-Erfahrungsaustausch, 2015, č. 9+10, s. 26–27. [39] Giesserei-Erfahrungsaustausch, 2015, č. 3+4, s. 24–29. (Zkrácený překlad z časopisu Giesserei, 2016, č. 7, s. 32–39.) Recenzent: doc. Ing. Rudolf Kořený, CSc.


Kalendář akcí Schedule of events 2018 16.–18. 1. 2018

EUROGUSS Dny tlakového lití

13.–15. 2. 2018 ROBOTICS 2018

Norimberk, Německo

www.euroguss.de

Lublaň, Slovinsko

www.icmi.si

4.–6. 3. 2018 3D printing ASIA

Guangzhou, Čína

www.3dprintingasiaexpo.com

2. fórum o formovacích materiálech 7.–8. 3. 2018 a 44. slévárenské kolokvium 2018

Cáchy, Německo

www.gi.rwth-aachen.de

Šanghaj, Čína

www.asia-sia.com/en chinatopexpo@gmail.com

7.–10. 3. 2018

15th Shanghai Int’l Modern Industry & Intelligent Equipment Exhibition

27.–30. 3. 2018 *** MIDEST 2018

www.midest.com

Minsk, Bělorusko

metall@minskexpo.com www.minskexpo.com

Casa da Musica Porto, Portugalsko

www.eicf.org

23.–27. 4. 2018 *** Hannover Messe

Hannover, Německo

www.hannovermesse.de/home

26.–27. 4. 2018 Velká slévárenská konference 2018

Salzburg, Rakousko

gabriela.bederke@bdguss.de

Sao Paulo, Brazílie

www.mecanica.com.br/en/

15.–18. 5. 2018 Elmia Welding & Joining Technology 2018

Jőnkőping, Švédsko

www.elmia.se/en/Welding

17th International Foundrymen Conference 23.–25. 5. 2018 Hi-Tech casting solutions and knowledge based engineering

Opatija, Chorvatsko

www.simet.hr/~foundry/

3.–6. 4. 2018 LitMetExpo 2018 22.–25. 4. 2018

EICF 29th International Investment Casting Conference and Turbocharger Seminar

8.–12. 5. 2018 *** MECÂNICA 2018

5.–7. 6. 2018 *** SUBCON 2018

Birmingham, Velká Británie www.subconshow.co.uk

5.–8. 6. 2018 CASTFORGE – obchodní veletrh odlitků a výkovků

Stuttgart, Německo

www.messe-stuttgart.de/en/ landingpages/castforge/

11.–15. 6. 2018 ACHEMA 2018

Frankfurt nad Mohanem, Německo

www.achema.de

12.–14. 9. 2018 58. mezinárodní slovinské slévárenské dny

Portorož, Slovinsko

www.drustvo-livarjev.si

18.–22. 9. 2018 Mezinárodní veletrh obrábění kovů

Stuttgart, Německo

www.messe-stuttgart.de/amb/

73. světový slévárenský kongres 23.–27. 9. 2018 „Tvořivá slévárna“

Krakov, Polsko

www.73wfc.com www.thewfo.com

25.–27. 9. 2018 METAL 1.–5. 10. 2018 FOND-EX, 60. MSV, Automatizace, WELDING, IMT 13.–14. 11. 2018 55. slévárenské dny 6.–8. 12. 2018 Alucast 2018

Kielce, Polsko

www.metal.targikielce.pl

Brno

www.bvv.cz

Brno

www.slevarenskedny.cz

Dillí, Indie

www.alucast2016.com

Lipsko, Německo

www.messe-intec.de www.zuliefermesse.de

2019 5.–8. 2. 2019

Intec Zuliefermesse

březen 2019 8. Holečkova konference

www.holeckovakonference.cz

27.–30. 4. 2019 CastExpo

Atlanta, USA

25.–29. 6. 2019 GIFA, NEWCAST, METEC, THERMPROCESS

Düsseldorf, Německo

www.gifa.de

Portorož, Slovinsko

www.drustvo-livarjev.si

září 2019 Technické fórum WFO 2020 74th WFC – 74. světový slévárenský kongres

Jižní Korea

2021 Technické fórum WFO

Indie

2022 75th WFC – 75. světový slévárenský kongres

Itálie

Redakce nezodpovídá za případné pozdější změny termínů nebo míst konání uvedených akcí. *** Akce podpořené v rámci projektu NOVUMM (bližší informace: https://www.czechtrade.cz/programy-eu/oppik/novumm).

Odborné akce připravované ČSS Název akce 17. seminář Vývoj nákladového modelu hodnocení apretace odlitků Valná hromada ČSS Zasedání OK pro lití pod tlakem

termín

místo konání

20.–21. 3. 2018

Slévárna a modelárna doc. Ing. Václav Kafka, CSc. Nové Ransko

55. slévárenské dny

13.–14. 11. 2018

odborný garant

březen/duben 2018 20.–21. 6. 2018 Brno hotel Avanti, Brno

Mgr. František Urbánek Ing. Vladimír Barci doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D. Mgr. František Urbánek

kontakt vaclav.kafka@upcmail.cz slevarenska@volny.cz vladimir.barci@skoda-auto.cz zadera@fme.vutbr.cz slevarenska@volny.cz

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

421

K A L EN DÁ Ř A KCÍ

Paříž, Francie


Josef Hlavinka

Zprávy Svazu sléváren České republiky News from the Association of Foundries of the Czech Republic

Mezinárodní strojírenský veletrh 2017 – „Více odborníků na zaplněném výstavišti“

Ing. Josef Hlavinka v ýkonný ředitel SSČR

A s s o ciat i o n of F o un d r i e s of t h e Cze ch R e p u b li c

Z P R ÁV Y SS ČR

Te chni cká 28 9 6 / 2 616 0 0 B r n o te l.: + 420 5 41 142 6 81 svaz@svazslevaren.cz w w w.s va z sl e va re n.c z

Celkem 1631 vystavovatelů z 32 zemí a více než osmdesát tisíc návštěvníků. To je bilance 59. mezinárodního strojírenského veletrhu, který se na brněnském výstavišti konal od 9. do

13. října. Ročník 2017 potvrdil pozici MSV jako nejvýznamnějšího strojírenského veletrhu střední Evropy a v řadě parametrů byl ve srovnání s předchozími ročníky rekordní. Úspěch 59. ročníku MSV odráží růst průmyslu a pozitivní ekonomickou náladu v České republice. Ta v současnosti patří k  ekonomickým premiantům Evropské unie a na sněmu Svazu průmyslu a dopravy, který tradičně veletrh zahajuje, byla označena za evropského ekonomického tygra. Na veletrhu byl znát optimizmus výrobců, kteří investovali do inovací a byli spokojeni se zájmem odběratelů a odborných návštěvníků. Vysoká návštěvnost i chuť nakupovat je odrazem růstu poptávky po nových průmyslových řešeních a technologiích ze strany průmyslu. Hlavnímu tématu automatizaci a Průmysl 4.0 se věnovalo několik konferencí, ještě více se ale nástup čtvrté průmyslové revoluce projevil především v expozicích vystavovatelů.

Váš par tner pro čerpání z fondů EU

Svaz sléváren České republik y je členem Svazu průmyslu a doprav y ČR Freyova 9 4 8 /11 19 0 0 0 Praha 9 – V y so č any tel.: + 420 225 279 111 spcr @ spcr.c z w w w.spcr.c z

Svaz sléváren České republik y je př idruženým členem CA EF Commit tee of A ssociations of European Foundries ( A sociace evropsk ých slévárensk ých s vazů) Hans aallee 203 D - 4 05 49 Düsseldor f tel.: + 49 211 6 87 12 17 marion.harris@caef.eu w w w.caef.eu

422

Obr. 1. Zahájení jednání představenstva SSČR, vlevo Ing. J. Hlavinka, vpravo Ing. Z. Vladár

Obr. 2. Aktivní účast SSČR na letošním, 59. MSV

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


Josef Hlavinka

T i s ková ko n f e r e n c e k ve l e t r h u E u r o g u s s

Obr. 3. Neformální setkání na stánku SSČR, zleva: Zdeněk Pojzl, Petr Kachlík a dr. Lána

Z P R ÁV Y SS ČR

Mimořádně vysoká byla letošní účast zahraničí. Podíl vystavovatelů ze zahraničí dosáhl 50 procent a firmy přicestovaly ze 32 zemí světa; největší zastoupení měly Německo, Indie, Slovensko, Itálie, Rakousko, Jižní Korea a Čína. Zahraniční návštěvníci dorazili z více než 50 zemí a jejich podíl na celkové návštěvnosti přesáhl 10 procent. Veletrh si prohlédla řada zahraničních delegací a obchodních misí, které přicestovaly mj. z Indie, Japonska, Ruska, Běloruska, Ukrajiny, Kuby či Německa. Návštěvníky letos čekaly dvě novinky. V projektu MSV TOUR si více než stovka zájemců prohlédla stánky s technologickými inovacemi v předem vytipovaných tematických trasách. Ve spolupráci s městem Brnem odstartoval projekt BRNO FAIR CITY, který otevřel město účastníkům veletrhu a připravil pro ně řadu benefitů z oblasti gastronomie, kongresové jízdenky, doprovodné akce v centru Brna aj. Projekt bude v příštích letech rozšiřován na další klíčové veletrhy. Při příležitosti strojírenského veletrhu uspořádal náš svaz zasedání představenstva a dozorčí rady (obr. 1). Na jednání jsme zrekapitulovali dosavadní činnost a formulovali postup naší práce v následujícím období. Práce se řídí programovým prohlášením a zaměřuje se zejména na oblasti: 1) proexportní politika – veletrhy; 2) kvalifikovaná pracovní síla – vzdělávání; 3) zahraniční aktivity CAEF; 4) sociální dialog; 5) časopis Slévárenství. Jednání řídil prezident Svazu sléváren ČR Ing. Zdeněk Vladár. Po ukončení se účastníci rozešli na prohlídku strojírenského veletrhu, jehož se aktivně účastnil i SSČR (obr. 2 a 3).

Ve dnech 16.–18. ledna 2018 proběhne v Norimberku mezinárodní veletrh EUROGUSS, zaměřený na výrobu odlitků z  neželezných kovů. Tyto produkty sléváren nacházejí uplatnění v celé řadě oborů. Zástupcům společnosti NürnbergMesse se tato skutečnost podařila odborně demonstrovat na tiskové konferenci konané 17.–18. října v Hamburku (obr. 4). V současné chvíli je veletrh plně obsazen, což svědčí o růstu potřeb hliníkových odlitků. Na jednání vystoupili Gerhard Klügge, ředitel sekce tlakového lití Svazu sléváren Německa, Timo Würz, předseda asociace CEMAFON,

Obr. 4. Momentka z tiskové konference pořádané v Hamburku k veletrhu EUROGUSS

Obr. 5. Letecký snímek výrobního závod Airbus Hamburk

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

423


Z P R ÁV Y SS ČR

Josef Hlavinka l Lukáš Mik šík

Christopher Boss a Katja Feess, zástupci společnosti NürnbergMesse. Po setkání a předání informací výše zmíněných řečníků proběhla návštěva výrobního závodu Airbus Hamburk (obr. 5). Zde jsou v několika hangárech kompletována letadla dobře známá po celém světě. Podnik zaměstnává přibližně 4000 pracovníků, kteří se podílejí nejen na vývoji a výzkumu této známé společnosti, ale zejména na montáži letadel. Zaměstnanci vyrábějí produkty s  vysokou přidanou hodnotou s  vysokým podílem ruční práce. I zde bychom se mohli učit, jaké lidi pro jaký účel práce zaměstnávat. Na druhé straně zde výrobce představil 3D tisk titanových dílců uplatněných v sériové výrobě. K tomu, aby tyto díly odpovídaly potřebám konkrétního produktu, je společnost Airbus kapitálově provázána s  výrobcem zařízení pro 3D tisk. Takto si představujeme vývoj, který žije s potřebami výrobce. V tomto případě nejde pouze o spolupráci konstrukce tvaru a designu tištěného dílu, ale zejména, a to je podstatné, jde o konstrukci řešení 3D tiskárny, tak aby splňovala předem definované požadavky pro sériovou výrobu. Tuto oblast nám představil Peter Sander, vedoucí výzkumu a vývoje společnosti Airbus, majitel řady ocenění jak za design, tak za pokroková řešení. Na této společnosti byla vidět příkladná symbióza manuální zručnosti a nových pokrokových technologií.

424

Informace z členské základny Firemní dny k 20. výročí S+C Alfanametal M g r. L u ká š M ik š í k H R m a n a ž e r, S + C A l fa n a m e t a l s . r. o ., ko n c e r n

Dne 7. září t.r. proběhla oslava 20. výročí založení slévárny S+C Alfanametal, která je dceřinou společností německého holdingu SCHMIDT + CLEMENS GMBH + Co. KG se sídlem v Kaiserau, jednoho z předních světových dodavatelů odlitků pro chemický a petrochemický průmysl zaměřujícího se na kusovou a malosériovou výrobu odlitků ze speciálních materiálů, jakými jsou austenitické, duplexní a superduplexní oceli a niklové báze.

Areál společnosti S+C Alfanametal

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Základní kámen firmy S+C Alfanametal byl položen 20. 3. 1997 a o rok později na podzim byla zahájena výroba. Z dobových materiálů a novinových článků se můžeme dočíst, že již tenkrát bylo přislíbeno 100 a později až 150 pracovních míst. Tento slib byl do dnešního dne téměř splněn, a to zejména díky investicím a strategickému rozvoji v posledních letech, kdy byla přistavena nová hala pro mechanické obrábění odlitků. Na akci dorazilo více než 350 hostů a firma u této příležitosti poděkovala všem svým zaměstnancům, partnerům, zákazníkům a dodavatelům. Návštěvníci mohli zhlédnout Bike Trial Show v podání bratrů Adama a Pavla Procházkových, vyzkoušet si jízdu na segwejích či si zatančit na známé songy skupiny U2 v  podání brněnské U2 Stay Revival. Na své si přišli i malí účastníci oslavy, na které čekal skákací hrad, malování na obličej a zábavní fotokoutek. Velmi atraktivní byla prohlídka provozu všech tří hal – slévárny, cídírny a obrobny – prostřednictvím krátkých filmů mohli zájemci nahlédnout „pod pokličku“ výroby produktů S+C Alfanametal.


Vá c l a v K a f k a

Zprávy České slévárenské společnosti, z. s. News from the Czech Foundrymen Society

XXIII. celostátní školení tavičů a mistrů oboru elektrooceli a litiny s kuličkovým grafitem d o c . I n g . Vá c lav Kafka , C S c . předseda OK ekonomické

Cze ch F o un d r y m e n S o ci e t y

Česká slévárenská spole čnos t, z. s., je členem Českého s vazu vě deckotechnick ých spole čnos tí, z. s. N ovotného lávka 5 110 0 0 Praha 1 tel.: + 420 221 0 82 295 c s v t s@c s v t s.c z w w w.c s v t s.c z

ČSS je členskou organizací W F O World Foundr ymen Organization c /o T he National M etalforming Centre 47 Birmingham Road, Wes t Bromwich B70 6PY, A nglie tel.: 0 0 4 4 121 6 01 69 79 fa x: 0 0 4 4 121 6 01 69 81 secretar y @ thew fo.com

Organizační tým celostátního školení tavičů

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

425

Z P R ÁV Y ČSS

s e k re t a r iát p.s . 13 4 , D i va d e lní 6 657 3 4 B r n o te l., z á zna m ní k , fa x : + 420 5 42 214 4 81 m o b il: + 420 6 03 3 42 176 sl e va re ns ka @ vo lny.c z w w w.sl e va re ns ka.c z

Odborná komise 04 (tavení oceli na odlitky) při ČSS ve spolupráci se ŽĎAS, a. s., ve dnech 11. až 13. září 2017 zorganizovala již XXIII. celostátní školení tavičů a mistrů oboru elektrooceli a litiny s kuličkovým grafitem [1]. Místo konání bylo tradičně v srdci Českomoravské vrchoviny v hotelu ŽĎAS, a.s., ve Svratce u Žďáru nad Sázavou. V  letošním roce dosáhl počet účastníků na číslo osmdesát. Zastoupeny byly dvě univerzity, VUT v Brně a VŠB – TU v Ostravě, dále slévárny a ocelárny z České republiky a dva zástupci výrobců oceli a litiny ze Slovenské republiky. Školení bylo 11. září večer zahájeno Ing. Jiřím Sochorem, ředitelem divize metalurgie ŽĎAS, a.s., který převzal nad celou akcí záštitu. S povděkem konstatujeme, že i při změně majitele společnosti bude pokračovat vstřícný přístup k odborné komisi a vzdělávání slevačů. Doplňme, že ten večer také odezněl velice zajímavý příspěvek plk. v.v. Ing. Františka Valdštýna „Historie a význam dělostřelectva“, který jej spojoval s historií slévárenství. Školení bylo tradičně zaměřeno na základy nauky o kovech, metalurgické procesy ve výrobě železných kovů a ekonomiku ocelářských a slévárenských provozů. Celkem odeznělo 13 příspěvků.

Technická úroveň přednášek byla přizpůsobena úrovni posluchačů, kteří byli z řad studentů vysokých škol a zaměstnanců výrobních podniků na pozici provozních mistrů, tavičů a slevačů. Připomeňme, že účastníci školení byli rozděleni do 15 soutěžních týmů vesměs podle mateřských sléváren. Forma školení byla volena tak, že osvojení látky předané účastníkům v  jednotlivých přednáškách bylo průběžně ověřováno formou kvízových otázek. Porovnávání výsledků testů, bodové hodnocení a soutěž o zajímavé ceny pak motivovaly družstva k  maximální pozornosti a rozvoji týmového ducha a spolupráce. Z celkového počtu 15 týmů nejlépe reprezentovali studenti magisterského studia FSI na VUT v Brně a taviči Elektroocelárny ŽĎAS, a.s., kteří v silné konkurenci nedosáhli na výsledek mladých studentů ztrátou jednoho jediného bodu s 63 správnými odpověďmi. Celkem mohli účastníci teoreticky získat 66 bodů. Na pomyslné třetí příčce se pak se ztrátou tří bodů na prvního umístili taviči slévárny UNEX, a. s., Uničov. Celkové zvládnutí látky všemi družstvy se blížilo k 90 %, odborná úroveň účastníků byla tedy opravdu vysoká. Milou tradicí u těchto školení je, že taviči a mistři hodnotí přednášející. Jejich mluvčí vyhlašuje nejlepší přednášku, přednášejícího a osobnost školení. Nyní tato místa obsadili doc. Antonín Záděra, dr. Václav Kaňa a plk. v.v. Ing. František Valdštýn. Školení ve večerních hodinách druhého dne vyvrcholilo vyhlášením výsledků hodnocení týmů s předáním cen. Slavnostní atmosféru v  uvolněném duchu podpořilo vystoupení sládka pivovaru Rebel v Havlíčkově Brodě o technologii výroby piva. Dodejme, že pivovar se podílel na celém školení jako jeden z hlavních sponzorů.


Z P R ÁV Y ČSS

Vá c l a v K a f k a

XXIII. školení tavičů a mistrů bylo velmi úspěšné. Materiálové zabezpečení vytvořilo celkem 13 sponzorů. Jim patří mimořádný dík. Dále je třeba vyzdvihnout práci členů OK tavení oceli na odlitky, která akci komplexně připravila a plně zajišťovala. Školení by také nemohlo být bez týmu přednášejících, kteří příspěvky připravili a velice poutavě přednesli. Nemůžeme opomenout stěžejní roli spolupořadatele – akciové společnosti ŽĎAS, a.s., která vytvořila onu tvůrčí atmosféru, bez níž by tato akce neměla ten zcela zvláštní náboj. V neposlední řadě musíme složit poklonu paní Bc. Jarmile Malé, která odvedla jako vždy pořádný kus práce, a předsedovi OK tavení oceli na odlitky Ing. Martinu Balcarovi, Ph.D., který byl zodpovědný za celé školení. Závěrečné hodnocení XXIII.  celostátního školení tavičů a mistrů oboru elektrooceli a litiny s  kuličkovým grafitem z pohledu organizátora a příprava dalších odborných a společenských aktivit odborné komise se uskuteční v  rámci 154. zasedání OK 04 při ČSS ve dnech 7. a 8. prosince 2017 opět v hotelu ŽĎAS, a.s., ve Svratce. L i t e ra t u ra [1] X XIII. celostátní školení tavičů a mistrů oboru elektrooceli a litiny s  kuličkovým grafitem, sborník přednášek, Brno: ČSS, 2017, 116 s., ISBN: 978-80-02-02746-1.

426

Motor Jikov hostil 55. zasedání OK ekonomické do c . I ng. Václav Kafka , C Sc . předseda OK ekonomické

Ve dnech 3.–4. 10. 2017 se ve slévárně sešlo 24 zástupců ČSS naší OK. Vlastnímu jednání předcházela exkurze ve slévárně LLG a LKG a tlakového lití. Základní informace podal ředitel pro projektové řízení Ing. Tomáš Prášil. Na organizaci celé akce a její přípravě se podílel i Pavel Smysl. Navštívená společnost se dělí na dvě divize zaměřené na výrobu odlitků pro strojírenský, automobilový, stavební průmysl, obráběcí a zemědělské stroje. Slévárna vykazuje se 340 zaměstnanci a obratem 700 mil. Kč zisk až 50 mil. Kč. Management Motoru Jikov intenzivně pracuje na tom, aby společnost netrpěla nedostatkem pracovníků, sami si např. začínají připravovat budoucí zaměstnance již na úrovni mateřských škol. Jejich záměrem rovněž je, aby do dvou let dosáhl průměrný plat ve slévárně výše 35 000 Kč/měsíc. Vlastní setkání účastníků OK ekonomické pokračovalo ve velice příjemném prostředí  penzionu Prátr. Jednání začalo vystoupením Mgr. Pavla Sobíška, hlavního ekonoma UniCredit Bank, a. s., na téma Česká ekonomika v evropském kontextu aneb Konečně v  klidnějších vodách? Plná prezentace je na www. okeko.cz. Přednášející udržuje dlouhodobý kontakt s  naší OK, pravidelně se zúčastňuje, jako výjimka ze špičkových českých ekonomů, našich exkurzí i diskuzí při zasedáních.

Účastníci 55. zasedání odborné komise ekonomické

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Následovalo zajímavé vystoupení Ing. Pavla Jaroše a Ing. Luboše Turanského z firmy Technical Solutions and Sales s názvem Nástroj pro optimalizaci a řízení výroby. Opět odkazujeme na náš web. Stěžejním tématem zasedání je vždy výměna informací o aktuálních problémech sléváren. Alespoň pár poznámek: problémy zajištění pracovníků do sléváren, navyšování mezd zaměstnanců, následné zvyšování podílu osobních nákladů v úplných vlastních nákladech odlitků. Dále diskuze na téma, že v SRN je snad až dvojnásobná efektivnost práce oproti ČR a slévárny tedy očekávají odsun některých operací do zahraničí. Obecně je konstatován dostatek zakázek ve slévárnách. S nárůstem mezd však očekáváme navyšování cen pro zákazníky. Při té příležitosti byla zmíněna zajímavá publikace Jima Collinse Jak z  dobré firmy udělat skvělou (ISBN 978-80-247-2545-1). Podnětné byly informace Ing. J. Hlavinky ze SSČR a M. Herzána z ČSS. Velice zajímavé bylo sdělení o zásadním zaměření slévárny podané Ing. Marko Grzinčičem. Proto se OKE rozhodla v  červnu 2018 pojmout tuto oblast jako nosné téma na zasedání ve slévárně Beneš a Lát. Účastníci byli také informováni o průběhu řešení PROJEKTU XVIII, který uzavírá oblast tryskání ve slévárnách a pokračuje v  nákladové predikci tepelného zpracování ocelových odlitků zapojením dalších nezávisle proměnných. Skutečně netradičním způsobem přistupuje k hodnocení různých metod odstraňování nálitků a broušení odlitků. Dále přinese i úvodní výsledky v oblasti tepelného zpracování litin a neželezných kovů. Slévárenská veřejnost by se měla s  výsledky projektu seznámit v  březnu 2018 na 17. semináři Vývoj nákladového modelu hodnocení apretace odlitků ve Slévárně a modelárně Nové Ransko. Během společenského večera si účastníci neformálně vyměnili názory. Přitom jsme společně poděkovali za práci a poblahopřáli ke „kulatým“ narozeninám Reinholdu Lasákovi, Ing. Vladislavu Szmekovi a doc. Václavu Kafkovi. Za velice zajímavou je možné považovat i exkurzi, kterou někteří účastníci absolvovali druhý den v pivovaru Budvar České Budějovice. Na závěr jsme srdečně poděkovali Ing. Tomáši Prášilovi za vytvoření velice příznivého a pohostinného prostředí po celou dobu zasedání OKE. Ing. Prášil přislíbil, že se společně s Ing. Tomášem Vítů zapojí do práce naši OK jako její řádní členové.


Alois Neuder t l Milan Luňák

168. zasedání Komise pro formovací materiály Ing. Alois Neudert, Ph.D.

N-tým jednal již po jednatřicáté Ing. Milan Luňák B EN E Š a L ÁT a.s ., Po ř íč any

K E R A M O S T, a . s ., M o s t

Ve dnech 24.–25. 10. 2017 se KOFOLA sešla na svém již 168. zasedání. Jednání probíhalo v hotelu Golfer v  Kremnici a druhý den se uskutečnila exkurze do firmy NEMAK Slovakia, s.r.o.

Ve společnosti Kovolis Hedvikov proběhlo dne 26. 10. 2017 již 31. setkání N-týmu za hojné účasti členů této pracovní skupiny. Obzvláště potěšující byla účast zástupců z vysokotlaké slévárny automobilového gigantu ŠKODA AUTO Mladá Boleslav.

Sponzory zasedání byly firmy ASK Chemicals, Hüttenes Albertus a NAJPI, přičemž zástupce z každé společnosti přednesl svou prezentaci. Další částí nabitého programu byly 3 přednášky Ing. Coneva z  pořadatelské slévárny. Dr. Beňo nás seznámil s výsledky společného měření ztráty žíháním u furanového regenerátu a Ing. Obrtlík s projektem Karty sléváren. Na obr. 1 jsou zachyceni účastníci zasedání po absolvování odpolední exkurze ve štole Andrej v hornickém muzeu. Velmi děkujeme pracovníkům firmy NEMAK Slovakia za pořádání zasedání, především za umožnění exkurze do jejich podniku. Měli jsme možnost vidět slévárnu 21. století, plnou nejmodernějšího zařízení s  perfektním pořádkem. Vyráběné kokilové a tlakové odlitky ze slitin Al dodávají do automobilového průmyslu. Slévárna investuje do rozvoje výroby strukturních dílů tlakovým litím a druhým nosným programem je výroba hlav válců, kde se právě zkouší nasazení anorganické technologie Inotec od ASK. Jako obvykle bylo naše zasedání vlastně malou odbornou konferencí s  hodnotnou exkurzí. Děkujeme sponzorům i pořadatelům a těšíme se na příští setkání.

Setkání zahájil koordinátor N-týmu Ing. Milan Luňák představením cílů a vizí celé skupiny. Mezi cíli byl zmíněn především záměr dokončit elektronický katalog vad do poloviny roku 2018 v podobě pilotní verze. Dále byly řešeny možnosti, jak dílo distribuovat a jak

Účastníci 31. setkání před litinovými slevači – před správní budovou společnosti KOVOLIS HEDVIKOV

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

427

Z P R ÁV Y ČSS

Obr. 1. Účastníci zasedání KOFOLY na exkurzi u štoly Andrej

hluboce by měl být katalog uživatelsky otevřený. Hlavním předmětem jednání bylo řešení vad u odlitků vyráběných technologií gravitačního lití do pískových forem. Velká diskuze se rozvinula nad tématem koroze hliníkových odlitků. Následně bylo velmi exponováno téma vady obrábění a rovněž specifická vada s názvem zadrobeniny. V neposlední řadě vtáhlo do diskuze snad všechny účastníky téma vady mikrostruktury (což je klasifikováno jako třída vad), a to konkrétně skupina nesoucí název nevyhovující velikost zrna a nevyhovující struktura. Nebylo opomenuto ani několik velmi těžko definovatelných vad u odlitků vyrobených pod vysokým tlakem. Zde to byly především vady projevující se mapovitým povrchem, stopami po proudění či po mazadlech. Po vydání katalogu vad N-tým plánuje uspořádat pro slévárenskou veřejnost workshop tematicky orientovaný na vady hliníkových odlitků. S největší pravděpodobností bude tato akce výrazně podpořena nejen materiály nashromážděnými za celé období existence N-týmu, nemalou roli budou hrát také slévárenské simulace prostřednictvím zpracovaných případových studií ve speciálních softwarech. O této plánované akci budete nejen prostřednictvím časopisu Slévárenství včas informováni. Další, 32. setkání proběhlo 1. 12. 2017 ve společnosti LANIK a o závěrech z jednání budeme informovat ve Slévárenství č. 1–2/2018. Závěrem bychom rádi poděkovali za organizaci setkání N-týmu a pohoštění technickému řediteli Ing. Vlastimilu Bryksímu ze společnosti Kovolis Hedvikov.


5 4 . s l é v á r e n s ké d ny

54. slévárenské dny – úterý 7. listopadu 2017 Pořadatel: Česká slévárenská společnost, spolupořadatel: VUT v Brně, FSI, ÚST, místo konání: hotel Avanti, Brno, počet registrovaných účastníků: 270, počet firem a institucí: 101 (z toho sléváren: 25), počet vystavovatelů: 16, sponzorů: 12.

Těsně před začátkem akce: nejen s registrací a vydáváním konferenčních materiálů ochotně pomáhali studenti odboru slévárenství VUT v Brně.

Letošní Slévárenské dny slavnostně zahájil doc. Ing. Jaromír Roučka, CSc., (vpravo stojící). Za předsednický stůl s ním zasedli (zleva) Ing. Jiří Sochor, výrobní ředitel ŽĎAS, a. s., doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D., děkan FSI VUT v Brně, Ing. Ludvík Martínek, Ph.D., předseda ČSS, a Ing. Josef Hlavinka, výkonný ředitel SSČR (zcela vpravo).

Během plenární sekce předal tajemník ČSS Mgr. František Urbánek čestné uznání I. stupně předsedovi OK ekonomické doc. Ing. Václavu Kafkovi, CSc., (druhý zprava) za jeho dlouholetou a přínosnou činnost v komisi.

Účastníci si se zájmem poslechli příspěvky doc. Katolického o současném dění na VUT, Ing. Sobíška o aktuálním vývoji české ekonomiky a Ing. Hlavinky o perspektivách slévárenské výroby v ČR.

428

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


5 4 . s l é v á r e n s ké d ny

SEKCE A: metalurgie oceli na odlitky a ingoty. V úterý odpoledne se svými přednáškami vystoupili v hlavním sále kromě jiných Ing. Martin Dulava, Ph.D., (vlevo) a Ing. Pavel Fila, Ph.D.

SEKCE B: metalurgie litin. Druhý přednáškový sál byl v tu dobu vyhrazen „litinářům“. Úvodní příspěvek o povrchovém indukčním kalení feritické LKG přednesl doc. Ing. Antonín Mores, CSc.

Dozvědět se leccos zajímavého bylo možno i mimo přednáškové sály. V galerii prvního patra hotelu Avanti mohli účastníci navštívit stánky vystavovatelů nebo diskutovat o slévárenství. Na snímku vpravo noví účastníci Slévárenských dnů – tým kolegů z Kopřivnice.

Společenský večer na konci prvního dne konference nabídl prostor pro neformální setkání, občerstvení a načerpání sil do dalšího dne. O kulturní zážitek se postarala, stejně jako v několika předchozích letech, kapela Ivančický dixieland.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

429


5 4 . s l é v á r e n s ké d ny

54. slévárenské dny – galerie vystavovatelů

Generální sponzor: Hüttenes-Albertus CZ s.r.o. Další sponzoři 54. slévárenských dnů: ASK Chemicals Czech s.r.o. JAP INDUSTRIES s.r.o. JUNKER Industrial Equipment s.r.o. KERAMTECH s.r.o. LANIK s.r.o. MECAS ESI s.r.o. SEEIF Ceramic, a.s. Šebesta-služby slévárnám s.r.o. TERMOSONDY Kladno spol. s r.o. Z-MODEL, spol. s r.o. ŽĎAS a.s.

430

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


5 4 . s l é v á r e n s ké d ny

54. slévárenské dny – středa 8. listopadu 2017

SEKCE C: ekonomická. Našel Ing. J. Cileček odpověď na otázku „Quo vadis, české slévárenství?“

SEKCE D: formovací materiály. Ještě před dopolední přestávkou přednesl Ing. P. Hesoun svůj referát o kvalitě formovací směsi.

SEKCE E: technologická. S. Hnilica seznámil své posluchače s optimali- zací apretace ve slévárně VAG.

SEKCE F: neželezných kovů a slitin a ekologie. O novinkách legislativy v oblasti ekologie týkajících se slévárenských provozů informoval ve svém příspěvku Ing. V. Bláha.

Středeční podvečer – v prostorách mimo přednáškové sály už panuje uvolněná atmosféra.

Oficiální ukončení 54. slévárenských dnů po 17. hodině. Poděkování přítomným za účast a za pozornost a přání využití získaných informací v praxi. Již v tuto chvíli lze označit konferenci za mimořádně úspěšnou.

Velký dík patří garantům Slévárenských dnů za vynikající organizaci a hladký průběh konference (zleva): Mgr. František Urbánek, orga- nizační garant, doc. Ing. Jaromír Roučka, CSc., odborný garant, doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D., organizační garant

ČSS vás srdečně zve na příští, 55. slévárenské dny, které se budou konat 13.–14. listopadu 2018 v Brně v hotelu Avanti. S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

431


Josef Sedlák

Zprávy Spolku přesného lití – CICA News from the Czech Investment Casting Association

Účast SPL-CICA na 59. MSV v Brně 2017 Ing. Josef Sedlák, CSc. foto: autor a redakce

Z P R Á V Y S P L- C I C A

Obr. 1. Pavilon P, stánek V05: SPL-CICA

Spolek přesného lití CICA (dále jen SPL) je pravidelným účastníkem brněnského Mezinárodního strojírenského veletrhu. Tak tomu bylo i letos ve dnech 9. až 13. října 2017. Expozice SPL byla na tradičním místě v pavilonu V  brněnského výstaviště (obr. 1). Součástí MSV je pravidelně výroční Sněm Svazu průmyslu a dopravy (SPD) během prvního dne MSV. Sněm je vrcholnou událostí SPD a i v souvislosti s veletrhem je pravidelně navštěvován členy Vlády ČR v čele s ministerským předsedou Bohuslavem Sobotkou. Úvodní slovo přednesl stejně jako vloni generální ředitel BVV Ing. Jiří Kuliš, který zdůraznil zvyšující se zájem o akce tohoto typu i navzdory silné konkurenci elektronického sdílení informací, o čemž svědčí plné využití výstavní plochy. Dalším důležitým každoročním přednášejícím byl prezident SPD Jaroslav Hanák. Oživením diskuze byl příspěvek exministra Grégra, který rozvedl kritiku všeobecného klišé o ČR jako „montovně“. Dále v diskuzi zazněly obecné výtky na stav týkající se pracovních míst a možností je obsadit. Stále je velký počet osob pobírajících sociální dávky a nepoměr k těm, kteří práci nehledají. Expozice SPL byla v centru pozornosti řady návštěvníků. Pracovní ruch a exponáty členských firem SPL jsou zachyceny na obr. 2 a 3. Návštěvníci expozice SPL měli k dispozici podrobný informační materiál SPL, tedy seznam členů, popis jejich činnosti, odlévaný materiál, a podrobné prospekty členských firem. Zástupcům členů SPL nabízel stánek možnost obchodních jednání. Touto cestou děkujeme Ing. M. Mrázkovi, Ph.D., za vzornou přípravu expozice a již nyní se můžeme pustit do příprav ročníku 2018.

432

Obr. 2. Zástupci členských organizací SPL-CICA (foto redakce)

Obr. 3. Příklady odlitků vyráběných metodou přesného lití prezentované na MSV

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12


S l é v á r e n s ké ko n g r e s y

Slévárenské kongresy Foundry congresses

Výtahy přednášek ze 72. světového slévárenského kongresu, 21.–25. 5. 2016, Nagoya IV. část

Jak řešit řediny v hliníkovém odlit- ku gravitačně odlévaném do kovové formy How to solve shrinkage porosity in the aluminum gravity die casting THIRUGNANAM, M. Stručná charakteristika ředin a jejich příčin. Uvedena možná opatření k jejich předcházení či omezení. Patří k nim 1.) zpracování taveniny, 2.) podmínky odlévání, 3.) konstrukce formy a 4.) nátěry na formy a metody chlazení. Popsány dva případy řešení tohoto problému u konkrétních odlitků. Barevná metalografie odlitků ze slitiny A356 s Weckovým reagentem Color metallography of A356 aluminium alloy castings using Weck´s reagent

Použití Weckova reagentu pro analýzu mikrostruktury slitiny Al-5%Mg v polotuhém stavu Microstructure analysis of Al-5%Mg alloy semi-solid slurry by Weck´s reagent PRAPASAJCHAVET, K., HARADA, Y., KUMAI, S. K vizualizaci mikrostruktury slitiny Al-Mg v polotuhém stavu, která se vytvořila po rekrystalizaci a částečném roztavení, byl použit Weckův reagent. Cílem bylo získat informace o procesu vývoje struktury během částečného roztavení. Byly také přesně vyhodnoceny pevné frakce v rozsahu teplot polotuhého stavu. Popis prací.

Inorganická technologie – konec směsí na skořepinové formy? Inorganic technology—The end of shell sand? DETERS, H., MASE, K. Základní informace o pojivu INOTEC (ASK Chemicals GMBH), jeho přednostech a oblastech použití. Srovnání s vlastnostmi pryskyřičných obalovaných směsí na výrobu skořepinových forem.

Srovnání pojivových vysoce výkonných systémů jádrových a formovacích směsí a nejčerstvější novinky Benchmarking the high production sand core and mold binder systems and most recent advances HOMMA, T., ARCHIBALD, J. J. Stručně shrnut vývoj pojiv pro studené jaderníky a výhody jejich používání. V práci se pak srovnávají čtyři základní chemická složení těchto pojiv: pryskyřice fenol-uretanové (PUCB), epoxy-akrylové vytvrzované SO2 (EASO2), alkalické fenolické vytvrzované estery a CO2 (ECAP) a akryl-uretanové vytvrzované aminy (AU-amine). Velmi stručné porovnání organických a anorganických pojiv.

Výroba jader ze směsí s anorganickým pojivem a jejich použití Inorganic core production and casting application LÖCHTE, K. Základní údaje o pojivu Cordis (kompletní dvousložkový anorganický systém s vodou jako rozpouštědlem) vyvinutém firmou Hüttenes Albertus GmbH. Zahrnuje informace o složkách pojiva, o úpravě formovací směsi, vstřelovacích strojích na jádra, skladování formovací směsi, jejich vlastnostech a použití, o jadernících, emisích při výrobě jader, nátěrech, emisích při odlévání a o vadách odlitků.

Inovační řešení v oblasti pojiv a nátěrů pro výrobu velmi složitých odlitků Innovative binder and refractory coating solutions for higly complex castings GRÖNING, P.; SEEGER, K. Pojednává se o vývoji v oblasti pojiv a nátěrů pro postup cold box, který má zajistit co nejnižší emise, minimální vývoj plynů, a tím omezit výskyt jimi způsobených vad. Uvedeny informace o nových koncepcích pojiv a nátěrů a o výzkumu realizovaném ve firmě HA GmbH.

Hodnocení vysoce výkonných a ekologických pojivových systémů pro hliníkové odlitky Evaluating a high production eco-friendly core binder system for aluminum RAMRATTAN, S. aj. Pro upravený postup výroby jader vstřikováním byl vyvinut udržitelný polysacharidový pojivový systém. Tato jádra jsou určena pro výrobu hliníkových odlitků. Vstřikování umožňuje výrobu tvarově složitých jader, extrémně tenké stěny a krátkou dobu výrobního cyklu. Hustota, otěr, rázová houževnatost, index prodyšnosti a tepelná deformace se zkoušela na diskových zkušebních tělesech. Porovnání vlastností s vlastnostmi jader vyrobených konvenčně.

Zpracovala: Edita Bělehradová

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

433

S L É VÁ R EN SK É KO N G R E S Y

Studie tuhnutí slitiny AlSi11 odlévané nízkotlakým litím Study of low pressure die casting AlSi11 alloy solidification ZOVKO BRODARAC, Z. a kol. Předmětem prací byl specifický průběh tuhnutí slitiny AlSi11 odlévané nízkotlakým litím podmíněný sekundárními legujícími a stopovými prvky. Pro stanovení způsobu a průběhu tuhnutí této slitiny se použilo modelování rovnovážného fázového diagramu spolu se souběžnou fázovou analýzou a zjišťováním mikrostruktury.

KUMAI, S., HARADA, Y., GAO, L. Studie se zabývá zkoumáním struktury a odmíšení ve slitinách A356 odlévaných v polotuhém stavu. Byl vypracován postup barevné metalografie, která používá Weckův reagent. Postup je určen ke zkoumání jak optickou mikroskopií, tak ke zjišťování mikrosegregace. Popis prací.


Tr a n s a c t i o n s A F S 2016 l Z a h r a n i č n í s l é v á r e n s ké č a s o p i s y

Transactions AFS 2016 Výtahy článků z Transactions AFS, 2016, sv. 124

T R A N S AC T I O N S A F S 2016 l Z A H R A N I ČN Í S L É VÁ R E N S K É Č A S O P I S Y

VI. část Použití speciálních pískových směsí pro snížení výronků u ocelových odlitků Use of Specialty Sand Blends to Reduce Veining Defects in Steel RAVI, S., THIEL, J. s. 311–318, 18 obr., 4 tab., rovnice v textu, lit. 8 Úvodem jsou shrnuty přednosti a nevýhody různých ostřiv – křemený, chromitový, zirkonový písek a jejich použití ve výrobě odlitků. Práce se zabývala hodnocením efektu přísady speciálních písků do písku křemenného. Ke zkouškám se použily dva typy zirkonového a chromitového písku. Sledovaly se fyzikální vlastnosti takových směsí při vysokých teplotách. Předmětem analýzy byl vznik výronků a penetrace. Diskuze výsledků. Výhody procesu regenerace aminu pro slévárny usilující o udržitelný rozvoj Benefits of the Amine Recovery Process for Sustainable Foundries KAR, S., STURTZ, G. P., HARTMAN, M. s. 319–325, 4 obr., 2 tab., lit. 9 Pojednává se o postupu cold box a mechanizmu vytvrzování směsí pojených pryskyřicí, při kterém se jako katalyzátor používá terciální amin. Je shrnut vývoj regenerace aminu z odpadních roztoků od 80. let minulého století. Hlavním tématem je popis současně používané technologie regenerace aminů a možností, jak ji lze ve slévárně efektivně používat. Řízení expozice nečistotám ve vzduchu při odlévání kovů – přístup založený na výkonu Controlling Exposures to Air Contaminants in Metalcasting—A Performance-Based Approach SLAVIN, T., SCHOLZ, R. s. 327–341, 3 obr., 6 tab., lit.12, 1 dodatek Jsou uvedeny hlavní části ochrany pracovníků před škodlivinami v ovzduší – identifikace, vyhodnocení a řízení škodlivin v ovzduší. Přednáška předkládá pří-

434

stup k řešení této problematiky založený na výkonu, tak aby slévárny docílily optimální využití metod řízení obsahu škodlivin v ovzduší a maximálně možnou ochranu pracovníků před riziky, která z vystavení znečištěnému ovzduší vyplývají. Ocelové odlitky vyrobené postupem lost foam (LFC) Steel Castings Produced by the Lost Foam Casting (LFC) Method DeBRUIN, M. E., JORDAN, S. E. s. 343–349, 11 obr., 2 tab., lit. 17 Přehled současného stavu odlévání ocelových odlitků postupem lost foam, shrnutí jeho výhod a omezení, požadavky na nátěry, materiál formy apod. Popis zkoušek odlévání konkrétního odlitku z několika druhů ocelí tímto postupem. V závěru jsou stručně nastíněny možnosti využití v budoucnosti. Moudrost, kterou nabízí přednášky Hoytova memoriálu Wisdom from the Hoyt Lecture SCHORN, T. J. s. 351–366, 1 obr., lit. 64 Přednáška nabízí syntézu klíčových témat zahajovacích přednášek na výročních kongresech Americké slévárenské společnosti AFS od roku 1943 (od r. 1947 nazvaných Přednáška Hoytova memoriálu) až po současnost. Záměrem není zachovat historii AFS, ale předat současné generaci trochu moudrosti z uplynulých dob. Hlavním poselstvím, které má trvalou hodnotu, jsou rady, jak vést slévárenské podnikání v humánním a manažerském duchu. Demystifikace role síry v litinách Demystifying the Role of Sulfur in Cast Irons RIPOSAN, I. aj. s. 247–266, 17 obr., 2 tab., 4 rovnice, lit. 53 Působení síry v litině se velmi mění v závislosti na přítomnosti skupin prvků skupiny IIA, IIIB, IVB a IIIA periodické soustavy prvků. Jsou předloženy výsledky studie založené na rozsáhlém přehledu dat publikovaných v odborné literatuře a informace o nových poznatcích získaných nejnovějším výzkumem vnitřních vztahů mezi sírou a ostatními prvky s grafitizačními účinky. Úplné znění přednášek je k dispozici v  Informačním středisku SSČR, E. Bělehradová, úterý–čtvrtek, tel.: 541 142 646, infoslevarny@tiscali.cz.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Zahraniční slévárenské časopisy Foreign foundry journals

F O U N D RY TRADE JOURNAL INTERNATIONAL www.foundrytradejournal.com

FAZEKAS, O. a kol.: Dosažení ho- mogenity ve velkých licích pecích (Achieving homogeneity in large casting furnances), 2017, č. 6, s. 147–150. VICARIO, I. a kol.: Přímé měření a proces monitorování pro vysoko- tlaké lití odlitků (HPDC) (Direct measurements and process monitoring for high pressure die casting (HPDC) process), 2017, č. 7–8, s. 180–181. GIESSEREI www.vdg.de

BINNIG, H.: Velké převraty, velké příležitosti (Grosse Umbrüche, grosse Chancen), 2017, č. 4, s. 22–27. UMLA-LATZ, S.: Dobré nálitkování je polovina výhry (Gut gespeist ist halb gewonnen), 2017, č. 4, s. 31–37. DOBI, D. a kol.: Citlivost vůči prasklinám u EN-GJS- 400-18C-LT (Riessempfindlichkeit von EN-GJS-400-18CLT), 2017, č. 4, s. 38–45. LOMINA, L.: Metalurgické výzvy a řešení při výrobě jednotlivých a malých seriích odlitků z LKG (Metallurgische Herausforderungen und Lösungen bei der Herstellung von Einzelstücken und Kleinserien aus Gusseisen mit Kugelgrafit), 2017, č. 4, s. 46–51. KOSTGELD, A. a kol.: Dynamické řízení výroby pro ovládnutí komp- lexní produkce ve slévárnách litiny (Dynamische Fertigungsregelung zur Beherrschung von komplexen Fertigungsabläufen in Eisengiessereien), 2017, č. 4, s. 52–61. CHILD, N.: Stelex ZR Ultra – nová ge- nerace keramických filtrů s pěnovou strukturou pro odlévání oceli (Stelex ZR Ultra – die neue Generation kerami-


Z a h r a n i č n í s l é v á r e n s ké č a s o p i s y

KING, T.: 3D tisk pryskyřice na bá- zi fenolu ve slévárenské technice (Phenolharzbasierter 3-D-Druck in der Giessereitechnik), 2017, č. 6, s. 52–55. GLADKOV, S.: Kompletní zelené řešení pro průmyslové osvětlení (Grüne Komplettlösung für die Industriebeleichtung), 2017, č. 6, s. 62–63. DEIKE, R.: Význam energeticky intenzivního metalurgického provozu (Die Bedeutung energieintensiver metallurgischen Betriebe), 2017, č. 6, s. 64–72. GIESSEREI PRA XIS www.giesserei-praxis. de

ALONSO, G. a kol.: O nukleaci grafitu v LLG (On the nucleation of graphite in lamelar graphite cast iron), 2017, č. 5, s. 177–185. RECKNAGEL, U.: Chromitové ostři- vo: základní formovací materiál pro výrobu forem a jader ve slévárenském průmyslu již přes 50 let (Chromite sand: Moulding base material for mould and core production in foundry industry since over 50 years), 2017, č. 5, s. 186–191. SCHAEFER, G., STROBEL, H.: Zvony ze slitin železa (Bells from iron cast alloys), 2017, č. 5, s. 196–205. REICHLE, M.: Oprava části odlitků svařováním laserem – nevyhnutelný krok k nenákladné výrobě ve slévárnách (Repair of cast parts by using laser welding – The inevitable step towards cost-efficient production in foundries), 2017, č. 6, s. 225–229. DE BRUIN, M. E., JORDAN, S. E.: Výroba odlitků z oceli pomocí meto- dy lost foam (Steel castings production by the lost foam method), 2017, č. 6, s. 230–235. WEIDNER, M.: Testování kvality seriově vyráběných komponentů analýzou akustické rezonance (Quality testing of mass produced components by acoustic resonance analysis), 2017, č. 6, s. 240–243. RÖHRIG, K.: Legované litiny – 28. díl (Alloy Cast Irons – Teil 28), 2017, č. 6, s. 246–252. KALLIEN, L.: Inovace v tlakovém lití (Innovationen in Druckguss), 2017, č. 6, s. 256–259. BOIS-BROCHU, A. a kol.: Alternativní modifikace podeutektické slitiny A356 přísadou Ca-Si-Ba (Alternative Modifizierung der untereutektischen

Legierung A356 durch Zugabe von Ca-Si-Ba), 2017, č. 7, s. 272–280. DÚL, R., FEGYVERNEKI, G.: Vývoj technologie chlazení hliníkových odlitků pomocí proudově dynamické simulace (Development of cooling technology of aluminium castings with computational fluid dynamics simulations), 2017, č. 7, s. 281–283. RÖHRIG, K.: Legované litiny – 29. díl (Alloy cast irons – Teil 29), 2017, č. 7, s. 284–289. PAGITZ, R.: Dvoudesková technologie pro účinnější tlakové lití (Zweiplatten-Technologie für effizientes Druckgiessen), 2017, č. 7, s. 300–302. FRIE, D.: Moderní trendy ke zlepšení životnosti forem pro tlakové lití – nová ocel pracující za tepla Thermodur E 40 K Superclean pro aplikace tlakového lití (Modern trend to improve lifetime of HPDC dies – new hot work tool steel Thermodur E 40 K Superclean for die casting applications), 2017, č. 7, s. 303–308. HOFMANN, V.: Potenciál ke snížení nákladů použitím nanokeramických nátěrů u nízkotlakého a kokilového lití (Kosteneinsparpotentiale durch Verwendung von nano-keramischen Beschichtungen im Niederdruck-Kokillenguss (LPDC) / Schwerkraft Kokillenguss (GDC), 2017, č. 7, s. 309–312. GIESSEREI R U N D S C H AU www.voeg.at/web/giesserei_rundschau.html w w w.v e r l a g - s t r o h mayer.at NEUN, W., POETZSCH, M.: Nejvyšší možnosti bez emisí: vedoucí vý- robce odlitků věří v novou cold box technologii (Höchste Effizienz möglichst Emissionsfrei: Führender Gussteilhersteller setz auf neue Cold Box Technologie), 2017, č. 3, s. 12–18. KERBER, H. a kol.: Mechanické vlastnosti bentonitových směsí: rozšířené znalosti pomocí křivek napětí – spěchování (Mechanische Eigenschaften von Nassgusssand: erweiterte Erkenntnisse durch Spanungs-Verformungs-Kurven), 2017, č. 3, s. 19–25. CHINA FOUNDRY w w w.foundr y world. com

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

435

Z A H R A N I ČN Í S L É VÁ R E N S K É Č A S O P I S Y

scher Filter in Schaumstruktur für das Stahlgiessen), 2017, č. 4, s. 62–67. GOLIBRZUCH, A.: Nová generace try- sek spořících energii (Die neue Energiespardüsen-generation), 2017, č. 4, s. 76–81. FLENDER, E.: Musíme to, co jistě víme, ještě důsledněji a precizněji změnit (Wir müssen das, was wir sicher wissen, noch konsequenter und präziser umsetzen), 2017, č. 5, s. 36–47. BLOEMEN, K. a kol.: Účinně optimalizovaný provoz otáčivých bubnových pecí (Effizienzoptimierter Betrieb von Drehtrommelöfen), 2017, č. 5, s. 52–57. THIELE, I. a kol.: Proces tepelného zpracování podporovaný simulací (Simulationsunterstützung im Wärmebehandlungsprozess), 2017, č. 5, s. 58–67. GELMEDIN, D., SCHEIBE, L.: Zvýšení tepelně-mechanické únavové ži- votnosti hlav válců z litiny s červí- kovitým grafitem (Werkstoffseitige Steigerung der thermisch-mechanischen Ermüdungs-Lebensdauer von Zylinderköpfen aus Gusseisen mit Vermiculargrafit), 2017, č. 5, s. 68–75. KRIENER, M.: Čína elektrifikuje svět (China elektrisiert die Welt), 2017, č. 5, s. 76–79. RAU, G.: Potenciál lehkého odlitku pro elektromobilitu (Leichtbaupotenzial von Guss für die Elektromobilität), 2017, č. 5, s. 80–83. VOIGT, U., VIETORIS, P.: Vylepšení procesu speciálních keramických filtrů s pěnovou strukturou (Prozessverbesserung durch spezielle keramische Filter mit Schaumstruktur), 2017, č. 5, s. 92–97. WICHTMANN, N.: Kolik stojí kilogram odlitku? (Was kostet ein Kilo Guss?) 2017, č. 5, s. 134–135. ELBERT, V.: Co by bylo, kdybychom všichni v Německu jezdili na elektřinu? (Was wäre, wenn wir in Deutschland alle elektrisch fahren würden?), 2017, č. 5, s. 136–137. FISCHER, S. a kol.: Metalurgické zlepšení LKG se směsnými zpevňujícími krystaly: vliv kobaltu a niklu na mikrostrukturu (Metallurgische Verbesserung von mischkristallverfestigten Gusseisen mit Kugelgrafit: Einfluss von Cobalt und Nickel auf die Mikrostruktur), 2017, č. 6, s. 38–45. MIKSCHE, R., KOCHAN, D.: Temperování forem pro tlakové lití, vztažené k jejich konturám – příspěvek k optimalizaci procesu (Konturbezogene Temperierung von Druckgiessformen – Ein Beitrag zur Prozessoptimierung), 2017, č. 6, s. 46–51.


Z A H R A N I ČN Í S L É VÁ R EN SK É Č A S O P I S Y

Z a h r a n i č n í s l é v á r e n s ké č a s o p i s y

JIN-WU; QIANG-XIAN: Role a dopad technologií 3D tisku v odlévání odlitků (The role and impact of 3D printing technologies in casting), 2017, č. 3, s. 157–168. JUN-WEN a kol.: Polotuhá břečka hliníkové slitiny 7A04 připravená elektromagnetickým mísením s přídavky Sc a Zr (Semisolid slurry of 7A04 aluminium alloy prepared by electromagnetic stirring and Sc, Zr addition), 2017, č. 3, s. 188–193. JING WANG a kol : Účinky tepelného zpracování na vývoj mikrostruktu- ry a mechanické vlastnosti slitiny Mg-6Zn-1,4Y-0,6Zr (Effects of heat treatment on microstructure evaluation and mechanical properties of Mg-6Zn-1,4Y-0,6Zr alloy), 2017, č. 3, s. 199–204. YAN-WEI a kol.: Molekulární simu- lace mezifázových reakcí mezi taveninami slitin TiAl a různými nátěry (Molecular simulation of interfacial reaction between TiAl alloy melts and different coatings), 2017, č. 3, s. 205–210. BURAŠ, J. a kol.: Zkoumání pevnostních vlastností hliníkových slitin s vy- sokým obsahem zinku očkovaných přídavkem titanu (Strength properties examination of high zinc aluminium alloys inoculated with Ti addition), 2017, č. 3, s. 211–215. LI VA R S KI V E ST N I K www.drustvo-livarjev.si

DÖPP, R.: Příspěvek k mechanickým vlastnostem LLG (Contribution to the mechanical properties of grey cast iron), 2017, č. 3, s. 140–154. KABAKCI, F. a kol.: Houževnatost základního kovu P91 a jeho svárů (Toughness of P91 base and weld metal), 2017, č. 3, s. 154–161. LAVTAR, L. a kol.: Optimalizace chladicího a ohřívacího systému u nástrojů tlakového lití (Optimalization of cooling-heating system in HPDC tools), 2017, č. 3, s. 172–179. VONČINA, M. a kol.: Vliv slévárenských vad na elektrické vlastnosti hliníkových odlitků (Influence of foundry defects on the electrical properties of Al-castings), 2017, č. 3, s. 172–179. KUGLER, G. a kol.: Zlepšení mechanických vlastností slévárenské slitiny AM60 (Improving the mechanical properties of AM60 foundry alloy), 2017, č. 3, s. 180–193.

436

MODERN C A STI N G www.modern-casting. com

TRINOWSKI, D.: Síla a potřeba výzkumu v odlévání kovů (The power and need for research in metalcasting), 2017, č. 6, s. 28–31. WETZEL, S.: Pomoc zákazníkům k přechodu na odlitky (Helping customers switch to casting), 2017, č. 6, s. 32–35.

Staff report: 19 tipů pro dodatečný 3D výrobní design (19 tips for additive 3-D manufacturing design), 2017, č. 1, s. 25–28. BAUTISTA, O.: Výzvy a přínosy za- vedení CNC omílacího čističe odlit- ků (The challenges and benefits of implementing a CNC grinder), 2017, č. 1, s. 29–32. ROSHAN, H.: Litá pěna z oceli o nízké hmotnostní pevnosti (Cast steel foam for lightweight strength), 2017, č. 1, s. 34–36, (viz s. 440, pozn. red.). SANDALOW, B.: Být ve spojení (Getting Connected), 2017, č. 2, s. 22–25. AFS Institute: Tepelné řízení trva- lých forem (Thermal management of permanent molds), 2017, č. 2, s. 27–30. RAVI, S., THIEL, J.: Užití směsného ostřiva ke snížení vad žilkování (Using specialty sand blends fo reduce veining defects), 2017, č. 2, s. 31–35. ELSAYED, A. a kol.: Vměstky v od- lévání hořčíku do trvalých forem (Inclusions in permanent mold cast magnesium), 2017, č. 3, s. 46–53. WETZEL, S.: Skok na startu tisku s FDM, FFF (Jump starting with FDM, FFF), 2017, č. 4, s. 22–25. Staff report: Mnoho dimenzí 3D tisku (The many dimensions of 3-D printing), 2017, č. 4, s. 26–29. ALMAGHARIZ, E. a kol.: Použití faktoru komplexity pro výpočet výhodnosti nákladů na 3D tisk pískových forem (Using a complexity factor to calculate cost benefits of 3-D sand printing), 2017, č. 4, s. 30–34. THOMSER, C. a kol.: Optimalizovaná predikce trvanlivosti litiny založe- ná na bázi lokální mikrostruktury (Optimized durability prediction of cast iron based on local microstructure), 2017, č. 4, s. 35–39. WETZEL, S.: Odlitek roku: rám leteckého sedadla od společnosti Aristo Cast (Casting of the year: Aerospace seatback frame by AristoCast), 2017, č. 5, s. 24–35, (viz s. 440, pozn. red.). Staff report: Budoucnost odlévání kovů díky novým myšlenkám a inovacím (The future of metalcasting through new ideas and innovation), 2017, č. 5, s. 48–52.

PR AC E I N STIT U T U O D LE W N I C T WA www.prace.iod.krakow. pl

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

JAGIELSKA-WIADEREK, K. a kol.: Vliv obsahu Sn na korozivzdornost sli- tin železa (Effect of Sn content on corrosion resistance of iron), 2017, č. 1, s. 3–10. KUGLIN, K., KALISH, D.: Vliv energie mísení na fenomén aglomerace nekovových vměstků v tekuté oceli (Effect of energy mix on the phenomenon of agglomeration of non-metallic inclusion particles in liquid steel), 2017, č. 1, s. 11–18. ROSZNIAK, A. a kol: Použití plynové chromatografie a hmotové spektroskopie při analýze slévárenských pojiv: alkalicko-fenolických rezolů (The use of pyrolysis / gas chromatography / mass spectroscopy in the analysis of foundry binders alkaline phenolic resol resin), 2017, č. 1, s. 19–28. KAŽNICA, N. a kol.: Analýza vysoušení povrchových vlhkých vrstev na formách a jádrech na příkladu směsí s vodním sklem (Analysis of the drying process of moistened surface layers of sand moulds and cores on the example of moulding sand with water glass), 2017, č. 1, s. 29–38. KOLCZYK, J. a kol.: Studie ochranných nátěrů užívaných pro kovové formy (Studies of protective coatings used for metal moulds), 2017, č. 1, s. 39–50. WILDHIRT, E. a kol.: Vliv hloubky penetrace ochranné vrstvy na tepelnou deformaci hmot stanovenou parametrem hot distortion (Impact of penetration depth of protective coating on thermal deformation of masses determined by the hot distortion parameter), 2017, č. 1, s. 51–58. PIETRZAK, K. a kol.: Stabilita kovovo-keramické břečky po několikanásobném přetavení kompozitu na bázi hliníkové slitiny A359 vyztu- ženého částicemi Al2O3 (Stability of metal-ceramic slurry after multiple re-melting of A359 aluminium alloy based


Z a h r a n i č n í s l é v á r e n s ké č a s o p i s y

Zpracoval: prof. Ing. Karel Rusín, DrSc.

Hodně zdraví, osobních i pracovních úspěchů a spokojenosti v novém roce 2018 přejí pracovníci

ALFE BRNO, s.r.o. Z A H R A N I ČN Í S L É VÁ R E N S K É Č A S O P I S Y

composite reinforced with Al2O3 particles), 2017, č. 2, s. 69–84. WILK-KOLODZIEJCZYK, D. a kol.: Optimalizace přídavků Ni a Cu do litiny ADI ve vztahu k rychlosti ochlazo- vání odlitku (Optimalization of Ni and Cu additions in ADI cast iron in respect of cast cooling rate), 2017, č. 2, s. 85–94. GAZDA, A.: Termofyzikální vlast- nosti ADI litiny s přídavky Ni, Cu, Mn a Mo (Thermophysical properties of Ni, Cu, Mn, Mo Austempered Ductile Iron), 2017, č. 2, s. 95–102. GRABOWSKA, B.: Spektrální studie montmorillonitu modifikovaného ultrazvukem a kationty draslíku (Spectral study of montmorillonite modified by ultrasound and potassium cations), 2017, č. 2, s. 137–150. PYTEL, A., GUZIK, E.: Litina s červíkovitým grafitem jako perspektivní materiál (Cast iron with vermicular graphite as a prospective material), 2017, č. 4, s. 301–320. KONOPKA, Z., CHOJNACKI, A.: Analýza nekovových vměstků ve slitinách AZ91 při opakovaném procesu tlakového lití (Analysis of non-metallic inclusions in AZ91 alloy casts with process foundry return in high-pressure die casting), 2017, č. 4, s. 321–328. HOMA, M.: Tepelná vodivost kompozitů s kovovou matricí vyztužených uhlíkem (Thermal conductivity of carbon-reinforced metal-matrix composites), 2017, č. 4, s. 329–350. SAJA, K.: Optimalizace zjemnění zrna a modifikace eutektika v pod- a transeutektických slitinách Al-Si (Optimization of grain refinement and modification of the eutectic in hypo- and transeutectic Al-Si alloys), 2017, č. 4, s. 351–352. JAMROZOWICZ, L. a kol.: Studie kinetiky tvrdnutí vybraných samotvrdnoucích hmot při nízkých teplotách (Studies of hardening kinetics of selected self-hardening masses at low temperatures), 2017, č. 4, s. 379–390.

PF 2018 Příjemné prožití vánočních svátků a v novém roce spokojenost, štěstí a pevné zdraví vám i vašim odlitkům přeje redakce Slévárenství a Svaz sléváren ČR

Všechny uvedené časopisy jsou k dispozici v Informačním středisku Svazu sléváren České republiky, E. Bělehradová, infoslevarny@tiscali.cz, úterý–čtvrtek, tel.: 541 142 646.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

437


B a r b o r a B r y k s í St u n o v á l A l e š H e r m a n

Vysoké školy informují Information from universities

Dětská univerzita aneb „Zajímá tě, co je uvnitř?“ Ing. Barbora Br yksí Stunová, Ph.D. Ing. Aleš Herman, Ph.D. foto: Jiří Ryszaw y

V Y S O K É Š K O LY I N F O R M U J Í

Už potřetí proběhla na jaře v prostorách Fakulty strojní ČVUT v Praze (v Dejvicích, na Karlově náměstí, v Horské ulici a v Roztokách) kampaň „Zajímá tě, co je uvnitř?“ Exkurze do laboratoří fakulty a workshopy byly opět určeny nejen žákům základních škol, ale také studentům středních

Zelená skupina s Ing. Vojtěchem Petrem formuje reliéf indiána v  prostorách slévárny

škol a gymnázií. Přibližně 500 žáků mělo možnost se během dvou měsíců seznámit s aktivitami fakulty, navštívit halové laboratoře a zažít kreativní workshopy. Žáci a mladí studenti se tak na chvíli stali nejen výzkumníky a konstruktéry, ale také designéry produktů a v neposlední řadě propagátory svého projektu.

Příprava taveniny slitiny hliníku v odporové peci

438

Povedlo se

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Mohli si vyzkoušet, jaké to je připravovat výkresovou dokumentaci ke svému výrobku, postavit formuli, bagr, multifunkční zařízení a mnoho dalšího. Mimo jiné si studenti prošli laboratoře Ústavu strojírenské technologie, kde navštívili slévárnu, svařovnu a kovárnu a dostali buřta ze sušicí pece.

Odformování

Zasloužená odměna ze sušicí pece


B a r b o r a B r y k s í St u n o v á l A l e š H e r m a n l Z e z a h r a n i č n í c h č a s o p i s ů

Obhajoby a SZZ na ČVUT v Praze, Fakultě strojní, Ústavu strojírenské technologie Ing. Barbora Br yksí Stunová, Ph.D. Ing. Aleš Herman, Ph.D.

From the foreign journals

Vysoce výkonné látky na bázi wolfra- mu umožňují nákladově příznivější a kvalitativně zlepšený slévárenský proces Hochleistungswerkstoffe auf Wolframbasis ermöglichen kostengünstigen und qualitativ verbesserten Giessereiprozess Bayerische Metallwerke GmbH U mnoha ocelí pracujících za vysokých teplot, které se používají pro formy k lití odlitků z lehkých kovů, se vlivem vysokého tepelného namáhání relativně rychle snižuje jejich tvrdost a pevnost. Často pak dochází na povrchu forem ke tvorbě prasklin, které jsou vyvolány termickou únavou materiálu a jsou příčinou zhoršené kvality povrchu odlitků, což mnohdy vede ke zvýšeným výrobním nákladům a časovým ztrátám vlastní produkce. Tyto nepříjemnosti mohou odstranit mnohé nátěrové wolframové legury z produkční série Triamet-A od Bayerische Metallwerke GmbH. Licí formy, které jsou ošetřeny Triametem A, se vyznačují vyšším odporem proti tekutému hliníku a hořčíku, přičemž ve srovnání se současnými materiály je u nich dosahováno 10 až 500násobné zvýšení jejich životnosti. Tvorba dělicí vrstvy působí také proti přilepování odlitků k formě a toto se rovněž pozitivně projevuje na jejich kvalitě. Při lití jsou formy

střídavě namáhány tlakovým a tahovým namáháním. Čím menší je tepelná vodivost a vyšší koeficient tepelné roztažnosti materiálu, tím větší je toto zatížení. Ve srovnání s běžně používanými ocelemi je tepelná vodivost Triametu A se 70 až 105 W/mK asi 3 až 5krát vyšší a zároveň koeficient tepelné roztažnosti s 5,2–6,5 (10 −6K−1) obnáší jen cca 50 %. Proto jsou napěťová namáhání forem podstatně redukována a sklon ke vzniku prasklin snížen. Při výrobě Triametu A je používána pojivová fáze z niklu a železa, která je mísena v množství 2 až 10 % do wolframového prášku. Nikl přitom působí jako katalyzátor urychlující difuzní průběhy na povrchu wolframových částic a snižuje teplotu jejich sintrace o 1000 °C. Mikrostruktura po zesintrování je tvořena kulovitými částicemi wolframu (5–25 μm) s pojivovou fází Ni + Fe. Materiál se vyznačuje vysokou hustotou; u Triametu A17 je to 17,0 ± ± 0,15 g/cm3; u Triametu A19 pak 18,8 ± ± 0,2 g/cm3. Tento nový materiál je vhodný především pro těžké kokilové lití a tlakové lití těžších hliníkových odlitků. Zkrácený překlad článku z časopisu Giesserei Rundschau, 2017, č. 1/2, s. 33.

Slabikář litiny s lupínkovým grafitem Die „Grauguss-Fibel“ Werner Bauer Österreichisches Giesserei-Institut, Leoben Autor je dlouholetým pracovníkem ÖGI v Leobenu a v knize komplexně předává všem výrobcům a uživatelům své široké znalosti o tomto důležitém konstrukčním

Diplomové práce 2017 Navazující magisterský studijní program Strojní inženýrství Obor Výrobní a materiálové inženýrství Diplomant

vedoucí DP

téma DP

zadávající podnik

Bc. Jaroslav Jirutka

Ing. Aleš Herman, Ph.D.

Racionalizace odlitku lože obráběcího stroje z LLG

METALURGIE Rumburk s.r.o.

Bc. Vojtěch Beneš

doc. Ing. Milan Němec, CSc. Opravné svařování odlitků z litin legovaných chromem

Bc. Václav Rašovec

Ing. Aleš Herman, Ph.D

Vliv tepelné vodivosti postřiku kovové formy na kvalitu odlitku ze slitiny Al-Si

Slévárna Chomutov, a.s. BENEŠ a LÁT a.s.

Bakalářské práce 2017 Bakalářský studijní program Výroba a ekonomika ve strojírenství Obor Technologie, materiály a ekonomika strojírenství Student

vedoucí BP

téma BP

zadávající podnik

Eduard Dvořák

Ing. Aleš Herman, Ph.D.

Vliv metalurgických procesů na kvalitu Al-Si slitin

METAL TRADE COMAX, a.s.

David Kabilka

Ing. Aleš Herman, Ph.D.

Racionalizace technologie výroby ocelového odlitku čerpadla

Č.O.B. slévárna s.r.o.

Jan Bredl

Technologie odlitků smykadel pro obráběcí stroje z litiny doc. Ing. Milan Němec, CSc. s kuličkovým grafitem

METALURGIE Rumburk s.r.o.

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

439

V Y S O K É Š K O LY I N F O R M U J Í l Z E Z A H R A N I Č N Í C H Č A S O P I S Ů

Ve dnech 4. a 5. 9. 2017 proběhly na Ústavu strojírenské technologie Fakulty strojní ČVUT v Praze obhajoby závěrečných prací a státní závěrečné zkoušky. Je nutno zdůraznit, že naše fakulta nenabízí přímo slévárenský obor; studijní program a studijní obor je vždy na obecnější úrovni a studenti se pak v  rámci jednotlivých technologií specializují volbou předmětů a zaměřením závěrečné práce. Z  celkového počtu 45 závěrečných prací bylo celkem 6 zaměřeno na slévárenskou technologii, z  toho byly vypracovány 3 diplomové a 3 bakalářské páce. Témata byla různorodá – od procesů v hutním provozu přes předvýrobní fáze vč. simulací, od hliníku přes oceli k  litinám, až po opravné svařování. Všechny závěrečné práce byly vypracovány ve spolupráci s  výrobními podniky, byly zaměřeny prakticky a měly reálný přínos pro všechny zúčastněné strany. Toho si velmi ceníme, děkujeme slévárnám a dalším firmám za spolupráci a těšíme se na další. Absolventům přejeme do osobního i profesního života vše dobré.

Ze zahraničních časopisů


ZE Z AHR A N IČN ÍCH ČA SOPISŮ l BL AHOPŘE JEME

Ze zahraničních časopisů l Blahopřejeme

materiálu. Po krátkém přehledu o rodině litin v první kapitole pojednává druhá kapitola o pravidlech tuhnutí, rozdílných šedých a nevhodných bílých strukturách, které ovlivňují velikosti vměstků, obzvláště tvorbu grafitových zárodků, působení a způsoby očkování. Třetí kapitola je věnována strukturám LLG; vzniku, tvorbě a posuzování grafitových lamel a strukturám matrice. Ve čtvrté kapitole jsou popisovány mechanické vlastnosti LLG: nelineární vztahy přetvoření LLG, vzájemné vztahy mezi výrobními podmínkami, výsledná tvorba struktury a mechanické vlastnosti ve vztahu ke tloušťce stěny odlitku. Pátá kapitola se obrací k již dřívějším čtenářům, kteří se zajímali o tyto materiály. Zde je diskutováno působení množství lamelárního grafitu, jeho velikost a tvorba, jak na strukturu matrice, tak na křivky napětí/ /prodloužení a změny pevnosti v tahu a tlaku. Publikace ve formátu A4 má 102 stran, s 93 obrázky a s 10 tabulkami není pouze „slabikářem“ pro začátečníky, ale také informační hodnotou pro odborníky, kteří vyrábějí odlitky z litiny s lupínkovým grafitem. Zkrácený překlad článku z časopisu Giesserei Rundschau, 2017, č. 3/4, s. 87.

Litá pěna z oceli o nízké hmotnostní pevnosti Cast steel foam for lightweight strength Hathibelagal Roshan Maynard Steel Casting Company, Milwaukee, USA Ocelové tlustší desky a tyče jsou doposud zhotovovány lisováním pro jejich snadnou výrobu a nízké náklady. Shora uvedená společnost vyvinula proces odlévání těchto výrobků, který je velkou konkurencí lisovaným materiálům. Slévárnám je zde nabízena možnost výroby odlitků novou technologií. Kovové pěny jsou odlitky s uváženě rozdělenými póry v celém jejich objemu. Takovýto materiál může mít sníženou hustotu a zvětšenou tloušťku. Navrhované součásti z kovové pěny se vyznačují zvýšenou tuhostí a nízkou hmotností. Pěnové materiály se již běžně vyrábějí na bázi polymerů, keramiky a některých kovů, jako jsou slitiny hliníku a titanu. Hliníkové a titanové pěny se již staly populárními v leteckém a automobilovém průmyslu. I když je ocel velmi rozšířený materiál v průmyslovém použití, aplikace

440

výrobků z pěnových ocelí nebyla doposud publikována. Maynard Steel Company nabízí odlitky z nízkolegovaných pěnových ocelí s tvrdostí 100–400 HB (přihláška patentu). Formy pro odlitky podlahových desek s drsným profilem jsou vyráběny 3D tiskem z CB směsí o rozměrech 12,5 × 12,5 × 0,5 palců a jsou používány v podlaze průmyslových hal a mostů, ale také jako balisticky odporuvzdorné ve vojenských aplikacích. Další použití se nabízí pro energii absorbující nárazníky automobilů, rámy zpevňující karoserii, stěny a stropy sálů pro absorpci zvuku aj. Základní význam vývoje pěnových ocelí je v kombinaci fyzikálních a mechanických vlastností, jako je vysoká tuhost, nízká specifická hmotnost, vysoká prodyšnost, nízká tepelná vodivost, nezvyklá akustická vlastnost, dobrá nárazová absorpční kapacita a dobré elektrické izolační vlastnosti. V článku jsou uvedeny obrázky 3D tištěných jader, odlitky podlahových desek a píst spalovacího motoru, který byl vyroben obráběním z ocelové pěny v Maynard Steel Casting Company. Zkrácený překlad článku z časopisu Modern Casting, 2017, č. 1, s. 34–36.

Odlitek roku: rám leteckého sedadla od společnosti Aristo Cast Casting of the year: Aerospace seatback frame by Aristo Cast Shanon Wetzel Managing editor of the Modern Casting Soutěž Odlitek roku je sponzorován Americkou slévárenskou společností AFS a časopisem Metal Casting Design. Soutěž je otevřena všem výrobcům odlitků v USA, designérům a konečným uživatelům odlitků. Odlitky všech velikostí jsou akceptovány ze všech kovů a výrobních procesů. Nezávislí posuzovatelé hodnotí každou přihlášku podle: 1. výhod, které přinášejí zákazníkovi; 2. unikátnosti a kapacitní možnosti výrobního procesu; 3. příspěvku pro růst a expanzi trhu s odlitky. Rám leteckého sedadla pro cestující je strukturní komponenta, která je unikátně navrhována pro každou konfiguraci letadla. Výzkum společnosti Autodesk (v 3D designu a softwaru) vedl k návrhu jedinečné struktury rámu sedadla, která je tvořena mříží s několika tisíci otvory v ploše o rozměrech 17,4 × 17 × 0,8 palců. Kovový odlitek byl přirozeným výběrem,

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

protože známé 3D technologie mohly být využity pro výrobu modelů. Autodesk se obrátil na společnost Aristo Cast v Almontu v Michiganu, která je jednou z desíti výrobců přesných odlitků ve světě odlévajících hořčíkové slitiny. Navržená mřížovitá struktura by mohla být také tradičně odlévána z hliníku pro snížení hmotnosti a úsporu nákladů, přechod na hořčík snižuje hmotnost a náklady mnohonásobně. Dvě větší zařízení umožnila 3D tisk vytavitelných modelů v produkčních objemech pro výrobu keramických forem. Autodesk počítá, že snížením hmotnosti rámu sedadla bude dosaženo roční úspory 63 t leteckého paliva u Airbusu A380, v němž je 615 sedadel. Při současné ceně paliva roční úspory na jedno letadlo by mohly být 103 324 USD a při životnosti letadla (20 let) by dosáhly 2 mil. USD. Společnost se sto letadly by dosáhla na ročních úsporách paliva až 206 mil. USD. Hodnotící komise konstatovala splnění všech podmínek soutěže. Originální design odlitku (hmotnost 1,7 libry, tj. 0,77 kg) představuje zajímavou možnost pro slévárenský trh s podporou a použitím technologie 3D tisku modelů s přesným litím do keramických forem. Zkrácený překlad článku z časopisu Modern Casting, 2017, č. 5, s. 24–27.

Zpracoval: prof. Ing. Karel Rusín, DrSc.

Blahopřejeme Congratulations

75 let Ing. Jindřich Coufal * 20. listopadu 1942 Gratulujeme! 75 let Ing. Václav Špatenka * 22. prosince 1942 Gratulujeme!


časopis pro slévárenský průmysl foundry industry journal

ro ční k L X V . 1. leden – 31. prosinec 2017 . Brno

OBSAH l CONTENTS

Legované litiny Alloyed cast irons

Aditivní výroba Additive manufacturing

Přesné lití Investment casting

Ing. Václav Kaňa, Ph.D.

Ing. Ivo Šlajs

prof. Ing. Milan Horáček, CSc.

s. 1–72

s. 73–132

s. 133–206

Strukturální odlitky Structural castings

54. slévárenské dny® – vybrané přednášky 54rd Foundry Days— chosen papers

Formovací a jádrové směsi Moulding and core sands

prof. Ing. Iva Nová, CSc.

s. 207–276

předsedové OK ČSS chairmen of expert commissions of the CFS s. 277–354

s. 355–444

vedoucí redaktorka l editor-in-chief Mgr. Milada Písaříková redakční a jazyková spolupráce l editorial and language collaboration Edita Bělehradová, Mgr. Helena Šebestová, Mgr. František Urbánek grafická úprava a sazba l graphical layout and type setting Ludmila Rybková redakční rada l advisory board prof. Ing. Dana Bolibruchová, Ph.D., Ing. Jan Čech, Ph.D., Ing. Martin Dulava, Ph.D., prof. Ing. Tomáš Elbel, CSc., Ing. Štefan Eperješi, CSc., Ing. Jiří Fošum, Ing. Josef Hlavinka, prof. Ing. Milan Horáček, CSc., Ing. Jaroslav Chrást, CSc., († 28. 8. 2017), Richard Jírek, Ing. Václav Kaňa, Ph.D., Ing. Radovan Koplík, CSc., doc. Ing. Antonín Mores, CSc., prof. Ing. Iva Nová, CSc., Ing. Radan Potácel, doc. Ing. Jaromír Roučka, CSc., prof. Ing. Karel Rusín, DrSc., prof. Ing. Augustin Sládek, Ph.D., prof. Ing. Karel Stránský, DrSc., Ing. František Střítecký, doc. Ing. Jaroslav Šenberger, CSc., Ing. Jan Šlajs, Ing. Ladislav Tomek, doc. Ing. Iveta Vasková, Ph.D., Ing. Zdeněk Vladár (předseda / chairman)

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

441


JMENNÝ REJSTŘÍK AUTORŮ I N D E X O F AU T H O R S Andršová, I.: 140 (5–6) Bajer, T.: 380 (11–12) Beňo, J.: 380 (11–12) Bolibruchová, D.: 145 (5–6), 300 (9–10) Brůna, M.: 145 (5–6), 300 (9–10) Bryksí Stunová, B.: 218 (7–8) Bryksí, V.: 229 (7–8) Burian, A.: 361 (11–12) Čech J.: 26 (1–2) Černý, J.: 281 (9–10) Datta, P. K.: 149 (5–6) Duffek, K.: 290 (9–10) Geier, G.: 89 (3–4) Hakl, J.: 26 (1–2) Havelková, L.: 26 (1–2) Hirst, R.: 137 (5–6) Hlavinka, J.: 359 (11–12) Hugo, M.: 229 (7–8) Jakub, J.: 290 (9–10) Jelínek, D.: 226 (7–8) Jelínek, M.: 221 (7–8) Jiránková, H.: 85 (3–4) Joch, A.: 140 (5–6) Kaňa, V.: 5, 6 (1–2) Kaňová, Z.: 395 (11–12) Křenková, P.: 385 (11–12) Láník, B.: 156 (5–6) Liedtke, A.: 390 (11–12) Ludvík, P.: 281 (9–10)

Luňák, M.: 226 (7–8) Machuta, J.: 213 (7–8) Maity, U. K.: 149 (5–6) Martinák, R.: 286 (9–10) Neudert, A.: 360, 375 (11–12) Neumannová, Š.: 26 (1–2) Nová, I.: 211, 213 (7–8) Ňuksa, P.: 140 (5–6) Odehnal, J.: 281, 290 (9–10) Opačitý, R.: 380 (11–12) Pastirčák, R.: 145 (5–6), 300 (9–10) Pazderka, J.: 385 (11–12) Perůtka, M.: 395 (11–12) Podhorná, B.: 140 (5–6) Pramanick, A. K.: 149 (5–6) Přerovská, M.: 361 (11–12) Röhrig, K.: 30 (1–2) Roučka, J.: 12 (1–2) Roy, S.: 149 (5–6) Sedláček, J.: 156 (5–6) Suchánek, J.: 16, 21 (1–2) Szturc, P.: 97 (3–4) Šípová, M.: 281 (9–10) Šlajs, J.: 76 (3–4) Špička, I.: 77 (3–4) Tomek, L.: 156 (5–6) Tykva, T.: 77 (3–4) Vaňková, A.: 294 (9–10) Vinter, V.: 156 (5–6) Vladár, Z.: 4 (1–2) Vlasák, T.: 26 (1–2) Vojtěch, J.: 140 (5–6)

Vrchotová, V.: 36 (1–2) Vykoukal, M.: 361 (11–12) Williams, R.: 137 (5–6) Zajíček, R.: 81 (3–4) Zýka, J.: 140 (5–6)

Treatment of the gating system for the casting of a turbine engine flap in order to improve internal quality

Hlavinka, J.: Úvodní slovo ……… 359

O B SA H CO N T E N T S

B

CELOROČN Í OBSAH

Ing. Martin Balcar, Ph.D. Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D. Ing. Barbora Bryksí Stunová, Ph.D. Ing. Jan Čech, Ph.D. prof. Ing. Milan Horáček, CSc. Ing. Václav Kaňa, Ph.D. doc. Ing. Rudolf Kořený, CSc. Ing. Zbyněk Kuzma Ing. Ivo Lána, Ph.D. doc. Ing. Antonín Mores, CSc. Ing. Martin Mrázek, Ph.D. Ing. Alois Neudert, Ph.D. prof. Ing. Iva Nová, CSc. Ing. Josef Odehnal, Ph.D. Ing. Jiří Pazderka prof. Ing. Karel Rusín, DrSc. prof. Ing. Augustin Sládek, Ph.D. Ing. Pavel Sýkora, CSc. doc. Ing. Jaroslav Šenberger, CSc. Ing. Jan Šlajs Ing. Ladislav Tomek doc. Ing. Iveta Vasková, Ph.D.

H

odborné recenzované články, články z praxe, překlady, přehledové články, rozhovory, úvodní slova specialized peer-reviewed articles, articles oriented to practice, translations, overview articles, interviews, editorials

Beňo, J.; Opačitý, R.; Bajer, T.: Nekřemenná ostřiva na bázi aluminosilikátů .................................................... 380 Non-silica base sands on aluminosilicate basis Brůna, M.; Bolibruchová, D.; Pastirčák, R.: Analýza reoxidačných procesov vo vtokovej sústave pri odlievaní Al zliatin ............................................... 300 Analysis of reoxidation processes in gating system within casting of Al alloys Brůna, M.; Bolibruchová, D.; Pas- tirčák, R.: Úprava vtokovej sústavy pre odliatok klapky turbínového motora za účelom zlepšenia vnútornej kvality ................................................... 145

442

SEZNAM RECENZENTŮ LIST OF PEER-REVIEWERS

Bryksí Stunová, B.: Lité strukturní díly – konstrukční, metalurgické a technologické aspekty výroby .................... 218 Cast structural parts—structural, metallurgical and technological aspects of manufacture Č Černý, J.; Ludvík, P.; Šípová, M.; Odehnal, J.: Vliv dezoxidačního a modifikačního činidla CaSiBa na mikrostrukturu oceli s 0,3 % C ............................ 281 Influence of deoxidizing and modifying agent CaSiBa on microstructure of steel with 0.3% C

Hugo, M.; Bryksí, V.: Svařování tlakově litých odlitků ze slitiny hliníku s křemíkem elektronovým svazkem ......... 229 Electron beam welding of high pressure die castings made of aluminium-silicon alloy J Jelínek, M.: Základní principy výroby strukturálních odlitků ................... 221 Basic principles of manufacture of structural castings Jiránková, H.: 3D tiskárny v praxi – využití moderní technologie ve slévárenství ................................................ 85 3D printers in practice—the use of modern technology in the foundry industry

G Geier, G.: Vstřelování jader versus 3D tisk jader . ...................................... 89 Core injection vs. 3D core printing

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

K Kaňa, V.: Legovaná litina – perspektivní a konkurenceschopný materiál ......... 5


Kaňa, V.: Výroba a vlastnosti austenitických litin ...................................... 6 Production and properties of austenitic cast irons Kaňová, Z.; Perůtka, M.: Využití softwaru řízení kvality a dávkování surovin pro přípravu jednotné bentonitové formovací směsi ............................... 395 The use of the software for quality control and the dosing of raw materials for the preparation of unit bentonite moulding mixture Křenková, P.; Pazderka, J.: Vliv hydraulického oleje na bentonitové směsi .................................................... 385 Influence of hydraulic oil on bentonite mixtures L Liedtke, A.: Formovací směs 4.0. Úprava formovacích směsí v éře Průmyslu 4.0 aneb zpřístupnění „velkých dat“ uživateli ............................................... 390 Moulding mixture 4.0. Treatment of moulding mixtures in the era of Industry 4.0 or making available of “big data” to the user Luňák, M.; Jelínek, D.: Optimalizace odlévání hliníkového odlitku pro automobilový průmysl pomocí softwaru MAGMA5 . ................................... 226 Optimization of pouring of Al casting for automotive industry using MAGMA 5 software M Martinák, R.: Vliv teploty a velikosti heterogenního vměstku na kinetiku odeznívání očkovacího účinku litin ..... 286 Influence of temperature and the size of the heterogeneous inclusion on kinetics of fading the inoculation effect of cast irons

né přesně lité odlitky typu „Spiner“ – rozvlákňovací disk ........................ 140 The use of cobalt superalloys for large-sized investment castings of a „Spinner“—spinning disk type

Granulometric analysis of silica sands— Results of activities of the Expert Commission for Moulding Materials Vladár, Z.: Slévárenství a svaz v dalším roce své existence ............................ 4

O Odehnal, J.; Jakub, J.; Duffek, K.: Materiálové vlastnosti 70t odlitku z LKG se zvýšeným obsahem křemíku EN-GJS-450-18 ................................ 290 Material properties of a 70t GJS casting with increased Si content EN-GJS-450-18

Vlasák, T.; Neumannová, Š.; Hakl, J.; Čech, J.; Havelková, L.: Porovnání vlastností tří martenzitických ocelí pro vysoké teploty . .............................. 26 Comparison of properties of three martensitic steels for high temperatures

R

Vrchotová, V.: Motivace mladé generace pro práci ve slévárenství a strojírenství ................................................ 36

Roučka, J.: Feritické litiny pro cyklické teplotní namáhání .......................... 12 Ferritic cast irons for cyclic thermal stress Röhrig, K.: Legovaná litina – 25. díl. Vliv legujících prvků na vlastnosti litiny ...................................................... 30 Alloyed cast iron—25th part. Influence of alloying elements on the properties of cast iron

Vykoukal, M.; Burian, A.; Přerovská, M.: Anorganické pojivové systémy v historii, v současnosti a budoucnosti ..................................................... 361 Inorganic binder systems in the past, at present and in the future W

Roy, S.; Maity, U. K.; Pramanick, A. K.; Datta, P. K.: Kinetics of liquid metal flow in gating design of investment casting production . ................................. 149

Williams, R.; Hirst, R.: Přehled světové produkce odlitků vyráběných metodou vytavitelného modelu . .......... 137 World investment casting market overview

S

Z

Sedláček, J.; Vinter, V.; Láník, B.; To- mek, L.: Kontrola a testování keramických jader .................................... 156

Zajíček, R.: 3D tisk ve slévárenství v České a Slovenské republice . ............... 81 3D printing in foundry industry in the Czech and Slovak republics

Suchánek, J.: Abrazivní opotřebení bílých chromových litin ..................... 21 Abrasive wear of white chromium cast irons Suchánek, J.: Trendy vývoje bílých otěruvzdorných litin ............................ 16 Development trends of abrasion-resistant white cast irons

F I R E M N Í P R E Z E N TAC E PRESEN TATION S O F COM PA NIES Abydos s.r.o., Hazlov Abydos – víc než jen apretace odlitků ..................................................... 412 ACESO PRAHA, s. r. o. Ondarshiner. Poprvé v Evropě! Stroj, který zajistí všechny potřeby pro regeneraci písku ................................. 103

Neudert, A.: Úvodní slovo .......... 360

Š

Nová, I.: Úvodní slovo .................. 211

Šlajs, J.: Aditivní technologie vstupují do procesu slévárenské výroby ....... 76

ALTREVA, spol. s r. o., Třebíč Poctivé pracovní oděvy s dlouhou životností pro náročný průmysl ..... 104, 242

Nová, I.; Machuta, J.: Výroba strukturálních odlitků ze slitin hliníku . ..... 213 Manufacture of structural castings from aluminium alloys

Špička, I.; Tykva, T.: Aditivní výroba a automatizace ve slévárenství ……… 77 Additive manufacturing and automation in foundry industry

ALUCAST, s.r.o., Tupesy Quo vadis, ALUCAST? . ................. 165

Ň

V

Ňuksa, P.; Joch, A.; Vojtěch, J.; Podhorná, B.; Andršová, I.; Zýka, J.: Využití kobaltových superslitin pro rozměr-

ASK Chemicals Czech, s. r. o., Brno Materiálové vlastnosti a procesní požadavky při výrobě anorganických jader .................................................... 406

Vaňková, A.: Granulometrický rozbor ostřiva – výsledky činnosti Odborné komise pro formovací materiály . ...... 294

Přímé lití na filtr – optimalizace výrobního procesu s použitím pěnových keramických filtrů ............................... 304

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

443

CELOROČN Í OBSAH

Neudert, A.: Vlhkost bentonitových formovacích směsí . ...................... 375 Moisture of bentonite moulding mixtures

Szturc, P.: Využití odpadního tepla k výrobě elektrické energie a dodávce tepla ................................................... 97 Waste heat recovery in the steel mill for production of electricity and heat supply

N


Významná česká slévárna převedla svoji výrobu cold boxových jader na systém ECOCURE BLUE . .......................... 168 BÜHLER AG, Švýcarsko Optimalizace procesu vysokotlakého lití pomocí integrovaného systému vakua ..........................................……… 308 Optimizing the HPDC process with an integrated vacuum system Velký krok v řízení tlakového lití . ... 169 Zpřístupnění potenciálu trhu konstrukčních dílů . ..................................... 236 Tapping into the market potential for structural components CzechTrade, Praha Prezentace na veletrzích s podporou CzechTrade ................................... 311 ELSKLO, spol. s r.o., Desná ELSKLO – pece a zařízení pro slévárny .......................................... ……… 314 Eurovision, a.s., Brno, Praha Dotační možnosti z  oblasti životního prostředí a podnikání ................... 172 Dotační poradce – ano, či ne?........ 312 Strategie managementu inovací firmy .................................................... 240 Vyplatí se čerpat dotace z EU? … ano ..................................................... 106 F.lli Mazzon S.p.A. Velký návrat alkydové pryskyřice . ... 410 Hüttenes-Albertus CZ, s. r. o., Děčín 20 let HA CZ ................................ 316 3D tisk. Úzká spolupráce firem voxeljet a Hüttenes-Albertus Group ............ 98

MAGMA GmbH, Pardubice Optimalizace vtokových soustav pro minimalizaci reoxidačních vměstků ve slévárně UNEX ................................. 306 MCAE Systems, s. r. o. Využití přesné průmyslové 3D metrologie ve slévárenství ........................ 414 METOS, v. o. s., Chrudim 3D data ve slévárenství . ............... 102 Moravia Tech, a.s., Brno Slévárna přesných odlitků | Investment Casting Foundry | Feingussgiesserei ..................................................... 174 NPP Group + Chemcostar Europe s.r.o. Nekovové příměsi – modifikace – kvalita kovu ............................................ 332 RESPECT, a. s., Praha Může se stát i vám… Nepodceňte stavebně-montážní pojištění ............. 176 Nejčastěji jsou stahovány vadné součástky do auta ................................... 330 Rösler Oberflächentechnik GmbH, Untermerzbach, Německo Kontinuální omílací systém přizpůsobený stávající periferii | Rychlé a efektivní obrábění hliníkových tlakových odlitků . ..................................................... 107 Tryskací zařízení pro budoucnost – pro čištění různorodých klikových hřídelí .................................................... 329

Speciální a obalovaná ostřiva z produkce Hüttenes-Albertus Polsko – nová šance pro slévárny ................................. 321

SAND TEAM, spol. s r. o., Holubice Organická pojiva společnosti SAND TEAM, spol. s r.o. .................................... 245

Vývoj slévárenského průmyslu z pohledu globálního dodavatele chemických přípravků ........................................... 38

SAND TEAM slaví 20 let ............... 179

ITALPRESSE INDUSTRIE Srl, Itálie Interaktivní asistent A-Me. Nový mobilní nástroj pro servis a údržbu ........... 241

CELOROČN Í OBSAH

LANIK s.r.o., Boskovice Profil společnosti . ........................ 328

KDYNIUM, a. s., Kdyně KDYNIUM, a. s., – kvalita, bezpečnost a ekologie ve slévárenství ................ 178 KNTL a.s., Praha KANTHAL – odporové topné materiály a elementy pro elektrické otopy .... 326 Kurtz Holding GmbH & Co. Beteiligungs KG, Německo Perfektní kombinace: špičková kvalita odlitku a efektivní náklady . ... 244, 325

444

STØTEK, zastoupení, Ing. Radek Hrabánek Dávkovací pec s vakuovou pumpou = významný posun v dávkování tekutého kovu ............................................ 238 Šebesta-služby slévárnám s.r.o., Brno Zastoupení předních evropských dodavatelů technologií a spotřebního materiálu pro české a slovenské slévárny .................................................... 313 Veletrhy Brno, a.s. MSV 2017 .................................... 170 Wöhr CZ s.r.o., Brno Technologie WÖHR pro výrobu forem z chemicky pojených směsí ........... 408

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

RUBRIKY S EC T I O N S Aktuality l News: 274 Blahopřejeme l Congratulations: 72, 131, 276, 440 Diskuzní fórum l Discussion forum: 55 Kalendář akcí l Schedule of events: 62, 120, 192, 262, 342, 421 Literární přehledy l Literary overviews: 93, 160, 234, 402 Nekrolog l Obituary: 131, 276, 353 Publikace l Publications: 66, 126 Roční přehledy l Annual overviews: 43, 110, 418 Rozhovory l Interviews: 89, 108, 246, 416 Slévárenská výroba v České republice l Foundry production in the Czech Republic: 345 Slévárenská výroba v  zahraničí l Foundry production abroad: 59 Slévárenské konference l Foundry conferences: 197 Slévárenské kongresy l Foundry congresses: 195, 264, 346, 433 Slévárenské veletrhy l Foundry fairs: 63, 122, 199 Transactions AFS 2016: 58, 126, 201, 265, 347, 434 Umělecké odlitky l Art castings: 71 Vysoké školy informují l Information from universities: 65, 125, 270, 438 Výzkum, vývoj, programy a projekty l Research, development, programmes and projects: 64, 124 Vzdělávání l Education: 66, 269, 352 Vzpomínáme l Commemorations: 72, 132, 205, 353 Zahraniční slévárenské časopisy l Foreign foundry journals: 68, 127, 201, 265, 348, 434 Zajímavosti l Curiosities: 67, 123 Ze zahraničních časopisů l From the foreign foundry journals: 69, 130, 204, 267, 350, 439 Zprávy České slévárenské společnosti l News from the Czech Foundrymen Society: 51, 118, 182, 253, 337, 425 Zprávy Spolku přesného lití l News from the Czech Investment Casting Association: 54, 187, 344, 432 Zprávy Svazu modeláren České republiky l News from the Association of Pattern Shops of the Czech Republic: 48, 252 Zprávy Svazu sléváren České republiky l News from the Association of Foundries of the Czech Republic: 46, 114, 180, 249, 336, 422


BEREME TEORII VÁŽNĚ!

AAGM Aalener Giessereimaschinen GmbH Wöhr CZ s. r. o.

Váš dodavatel technologií a zařízení pro slévárny

Průběžné vířivé mísiče Regenerace pro ST směsi Mechanizace formování Komplexní dodávky a servis

Zvýšení kvality je možné jen tehdy, pokud systematicky používáte poznatky z procesu výroby odlitků k úpravám používaných technologií . Simulační program MAGMA5 je postaven na bázi fyziky a matematiky, ale pracuje také s rozsáhlým popisem procesů. Simulace neopomíjí žádné informace, přesto všechny výsledky jsou snadno a rychle přístupné. Simulační program MAGMA5 je současně skvělým tréninkovým a učebním nástrojem, který zajistí prohloubení technických znalostí Vašich technologů a pozvedne Vaše firemní know-how na vysokou úroveň.

MAGMA GmbH K Vinici 1256 53002, Pardubice Czech Republic +420 773 154 664 p.kotas@magmasoft.cz www.magmasoft.de

AAGM GmbH

Gewerbehof 28 D-73441 Bopfingen Tel.: +49 7362 956037-0 Fax: +49 7362 956037-10 info@aagm.de

Wöhr CZ s. r. o.

Valchařská 36 CZ-614 00 Brno Tel.: +420 545 427 014 Fax: +420 545 427 016 info@woehr.cz


SLÉVÁRENSTVÍ č. 11– 12 / 2017

SLÉVÁRENSKÁ ŘEŠENÍ PRO BUDOUCNOST

Jste

PŘIPRAVENI zrychlit pomocí INOTEC™?

11–12/2017 VYSOCE ÚČINNÁ IZOLAČNÍ A EXOTERMICKÁ TECHNOLOGIE PLNĚNÍ FOREM

0/0/0/0

Šetrnější k životnímu prostředí, zvýšení produktivity a lepší odlitky 20% black

Rádi Vám poskytneme bližší informace: Tel.: +420 545 219 030 E-mail: info.czech@ask-chemicals.com www.ask-chemicals.com/beyondtomorrow

60% black

Jádrové a formovací směsi

INOTEC™ nabízí jasné přínosy pro životní prostředí, vynikající technické vlastnosti a zvýšení produktivity – abyste zůstali v rychlém pruhu!

Foseco. Přidej se k nám. Tel: +420 558 307 511 | Fax: +420 558 307 510 | www.foseco.cz

+ Partnerství + Globální technologie – lokálně dodávané + Kreativní, novátorská řešení + Odborné poradenství + Spolehlivost + Vůdčí odborné postavení

Slevarenstvi 11-12 2017  
Slevarenstvi 11-12 2017