Strategiczny Program Badań przygotowany w oparciu o wizję

Transkrypt

Polska Platforma Technologiczna Stali
PPTS
Polska Platforma Technologiczna Stali (PPTS) powstała w grudniu 2005 r. w Katowicach, kiedy to na rozszerzonym posiedzeniu Hutniczej Izby Przemysłowo-Handlowej z udziałem przedstawicieli Ministerstwa Gospodarki
i Ministerstwa Edukacji i Nauki nastąpiło podpisanie porozumienia o jej utworzeniu. Uczestnictwo w Platformie
zadeklarowało około 40 podmiotów, wśród których połowę stanowią huty i przedsiębiorstwa przemysłowe, a drugą
połowę jednostki naukowe oraz organizacje i stowarzyszenia działające na rzecz branży stalowej w Polsce.
Kierownictwo Platformy sprawuje 10-osobowy Komitet Sterujący.
Koordynatorem Platformy jest Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica w Gliwicach.
n
n
Za pierwszoplanowe zadania Platformy uznano:
Identyfikację wspólnych problemów rozwojowych z przedkonkurencyjnego zakresu działalności przedsiębiorstw
hutniczych,
Opracowanie wizji rozwoju oraz Strategicznego Programu Badań (SPB) dla przemysłu stalowego w Polsce.
W celu opracowania SPB powołano grupy robocze, w skład których weszli przedstawiciele uczestników
Platformy, specjaliści z przemysłu i jednostek naukowych.
Przy opracowaniu SPB przyjęto, że główne obszary i kierunki badawcze SPB będą zbieżne z Programem
Europejskiej Platformy Technologicznej Stali (ESTEP). Uznano, że potrzeby badawcze krajowego sektora stalowego zostaną zawarte w postaci – uwzględniających lokalne uwarunkowania – problemów badawczych, mieszczących się w ramach obszarów i kierunków badawczych wyznaczonych przez Program ESTEP oraz w postaci
wprowadzonych dodatkowych w stosunku do Programu ESTEP kierunków badawczych.
Realizacja Programu będzie następować poprzez uruchamianie projektów badawczych, mających na celu
rozwiązywanie konkretnych zagadnień, objętych zakresem Programu.
Polska Platforma Technologiczna Stali
PPTS
CEL STRATEGICZNY
Zrównoważony rozwój polskiego przemysłu stalowego,
zgodny z wytycznymi przyjętymi dla tego przemysłu w Europie,
a jednocześnie dostosowany do krajowych uwarunkowań i realiów
ZADANIA
Przygotowanie długoterminowej wizji rozwoju oraz Strategicznego Programu Badań
dla sektora stalowego w Polsce, spójnego ze Strategicznym Programem Badań
Europejskiej Platformy Technologicznej Stali – ESTEP
Integrowanie producentów stali w Polsce wokół idei zrównoważonego rozwoju przemysłu stalowego
oraz kreowania wspólnych, przedkonkurencyjnych przedsięwzięć badawczo-rozwojowych,
prowadzących do realizacji Strategicznego Programu Badań
Upowszechnianie i promowanie Strategicznego Programu Badań PPTS
celem uzyskania jego społecznej akceptacji i pozyskania środków publicznych
dla współfinansowania projektów badawczych
Współpraca z ESTEP celem zapewnienia koherencji krajowych projektów
z programem europejskim oraz pełnego wykorzystania możliwości krajowego uczestnictwa
w projektach europejskich
DZIAŁANIA
Przygotowanie, uzgodnienie i podpisanie porozumienia PPTS
oraz powołanie Koordynatora Platformy
Wyłonienie Komitetu Sterującego oraz Grup Roboczych PPTS
Opracowanie przez Grupy Robocze i zatwierdzenie przez Komitet Sterujący wizji rozwoju
i Strategicznego Programu Badań dla polskiego przemysłu stalowego
Nawiązanie współpracy z Europejską Platformą Technologiczną Stali
Opracowanie koncepcji realizacji Strategicznego Programu Badań
Inicjowanie i wspieranie kreowania projektów badawczo-rozwojowych
wchodzących w zakres Strategicznego Programu Badań
1
Spis treści
1. Aktualny stan hutnictwa w Polsce na tle UE i świata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
2. Wizja rozwoju polskiego hutnictwa żelaza w perspektywie do 2030 roku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3. Program PPTS a Program ESTEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
4. Program badań PPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.1. Obszar badawczy OB-1. Wyroby stalowe atrakcyjne dla użytkowników. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
4.2. Obszar badawczy OB-2. Bezpieczne, czyste, oszczędne i niskonakładowe technologie. . . . . . . . . . . . . . 40
4.3. Obszar badawczy OB-3. Racjonalna gospodarka surowcami i mediami
oraz ochrona środowiska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
4.4. Obszar badawczy OB-4. Kwalifikowane kadry dla przemysłu stalowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Załączniki. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
2
Strategiczny Program Badań
1. Aktualny stan hutnictwa w Polsce na tle UE i świata
Przekształcenia własnościowe
i organizacyjne sektora stalowego w Polsce
Spośród hut, na bazie których ukształtował się sektor stalowy w Polsce, dwadzieścia dwie zostały zbudowane w XIX i na początku XX wieku, jedna – w okresie międzywojennym oraz trzy po II wojnie światowej.
Do pierwszej grupy należą huty (w nawiasie podano
rok utworzenia): 1 Maja w Gliwicach (1857), Baildon
w Katowicach (1823), Batory w Chorzowie (1872),
Bobrek w Bytomiu (1844), Cedler w Sosnowcu (1902),
Ferrum w Katowicach (1874), Florian w Świętochłowicach (1828), Częstochowa w Częstochowie (1896),
Bankowa w Dąbrowie Górniczej (1834), Florian
w Sosnowcu (1881), Andrzej w Zawadzkiem (1836),
Jedność w Siemianowicach Śląskich (1836), Kościuszko w Chorzowie (1798), Łabędy w Gliwicach (1848),
Łaziska w Łaziskach (1916), Małapanew w Ozimku
(1754), Ostrowiec w Ostrowcu (1813), Pokój w Rudzie
Śląskiej (1840), Szczecin w Szczecinie (1897), Zabrze
w Zabrzu (1857), Zawiercie w Zawierciu (1897),
Zygmunt w Bytomiu (1857).
W okresie międzywojennym zbudowano w Centralnym Okręgu Przemysłowym w Stalowej Woli Hutę
Stalowa Wola (1937).
W okresie powojennym w latach pięćdziesiątych
w Krakowie wybudowano Hutę im. Lenina (później
T. Sendzimira) (1954) oraz w Warszawie Hutę Warszawa (1952), a w latach siedemdziesiątych w Dąbrowie
Górniczej – Hutę Katowice (1976). W tym czasie dokonano również modernizacji Huty Częstochowa oraz
mniejszych zakładów na terenie Górnego Śląska. W rezultacie produkcja stali w 1980 r. osiągnęła najwyższy
w historii hutnictwa polskiego poziom 19,5 mln ton.
Zapaść gospodarcza zapoczątkowana w 1980 r. spowodowała spadek popytu na wyroby hutnicze, a brak
środków finansowych nie pozwalał na modernizację
sektora. Zaniechano wówczas kontynuacji II etapu inwestycji w Hucie Katowice, nie zrealizowano zakładanego wzrostu udziału przetwórstwa, nie poprawiono
struktury i jakości produkcji, nie poprawiono warunków
pracy oraz nie ograniczono negatywnego wpływu hutnictwa na środowisko.
W okres transformacji ustrojowej w Polsce w 1989
roku weszło 25 hut, w większości z niedostosowanym
do potrzeb potencjałem produkcyjnym oraz nadmiernym zatrudnieniem, a także wysokimi kosztami, wy-
sokim zużyciem materiałów i energii oraz negatywnym
oddziaływaniem na środowisko. Na skutek upadłości
i przeprowadzonych przekształceń organizacyjnych,
obejmujących wydzielanie spółek córek, obecnie w Polsce funkcjonuje ponad trzydzieści przedsiębiorstw wytwarzających stalowe wyroby hutnicze:
1. ARCELOR Huta Warszawa Sp. z o.o.
2. BGH Polska Sp. z o.o.
3. Buczek Automotive Sp. z o.o.
4. Buczek-HB – Zakład Produkcji Rur Sp. z o.o.
5. CELSA „Huta Ostrowiec” Sp. z o.o.
6. CMC Zawiercie S.A.
7. EUROBLACHA S.A.
8. FERROSTAL Łabędy Sp. z o.o.
9. FERRUM S.A.
10. FLORPROFILE Sp. z o.o.
11. GONAR – Walcownia Rur Sp. z o.o.
12. HK Walcownia Blach Grubych BATORY
Sp. z o.o.
13. HSW – Huta Stali Jakościowych Sp. z o.o.
14. HSW – Walcownia Blach Sp. z o.o.
15. Huta BANKOWA Sp. z o.o.
16. Huta BATORY Sp. z o.o.
17. Huta BUCZEK Sp. z o.o.
18. Huta KRÓLEWSKA Sp. z o.o.
19. Huta ŁABĘDY S.A.
20. Huta POKÓJ S.A.
21. Interspeed PHUP Sp. z o.o.
22. ISD Huta Częstochowa Sp. z o.o.
23. MITTAL STEEL POLAND S.A.
24. Przeróbka Plastyczna na Zimno BAILDON
Sp. z o.o.
25. STALPRODUKT S.A.
26. Technologie BUCZEK S.A. w upadłości
27. Walcownia Rur ANDRZEJ Sp. z o.o.
28. Walcownie Bruzdowe Batory Sp. z o.o.
29. WRJ „SERWIS” Sp. z o.o.
30. Zakład Walcowniczy „PROFIL” S.A.
31. ZW-Walcownia Bruzdowa Sp. z o.o.
Obecny stan sektora ukształtował się w wyniku
realizacji procesów restrukturyzacyjnych zapoczątkowanych w latach 90. Pierwszy program restrukturyzacji
hutnictwa został opracowany w 1992 roku przez konsorcjum firm kanadyjskich. Brak decyzji o realizacji zapisów tego programu spowodował tworzenie kolejnych
planów restrukturyzacyjnych (w latach 1996–2003).
Program z 2003 roku (RESTRUKTURYZACJA I ROZ-
3
Aktualny stan hutnictwa w Polsce na tle UE i świata
WÓJ HUTNICTWA ŻELAZA I STALI W POLSCE DO
2006 R. przyjęta przez Radę Ministrów w dniu 10 stycznia 2003 ze zmianami zaakceptowanymi w dniu 25
marca 2003) jest dokumentem uzgodnionym z Komisją
Europejską, którego część zapisów wprowadzono do
Traktatu Akcesyjnego Polski do Unii Europejskiej (Protokół nr 8). Restrukturyzacją objęto prawie wszystkie
obszary działalności przedsiębiorstw hutniczych: wielkość i asortyment produkcji, inwestycje i modernizacje,
zatrudnienie, zdolności produkcyjne MMP, koszty, pomoc publiczną, stan finansowy, przekształcenia organizacyjne i własnościowe, w tym politykę wobec spółek
zależnych. Zakończenie realizacji tego Programu przewidziano na koniec 2006 roku.
W latach 90. dokonano procesu komercjalizacji
wszystkich hut, tj. przekształcenia przedsiębiorstw państwowych w jednoosobowe spółki Skarbu Państwa.
Był to pierwszy etap prywatyzacji. Kolejnym etapem
tego procesu była sprzedaż części przedsiębiorstw
inwestorom strategicznym (np. Huta Warszawa, Huta
Ostrowiec, Huta Zawiercie, Huta Katowice, Huta
im. T. Sendzimira, Huta Cedler, Huta Florian, Huta
Częstochowa) oraz konwersja zobowiązań na akcje.
Procesy te doprowadziły do sprywatyzowania przedsiębiorstw hutniczych. Obecnie Skarb Państwa posiada tylko 100% akcji Huty Łabędy S.A., a w niektórych
spółkach posiada udziały mniejszościowe:
n Huta Pokój S.A. 25,50%
n Mittal Steel Poland S.A. 25,21%
n Arcelor Huta Warszawa Sp. z o.o. 0,0005%.
W latach 1989–2005 zatrudnienie w polskim hutnictwie zmalało z 153 do 40 tys. osób (rys. 1).
Od 1999 roku zmiany zatrudnienia odbywają się
przy wsparciu finansowym ze środków budżetowych
i unijnych, zgodnie z zasadami zawartymi w Hutniczym
Pakiecie Socjalnym, a od 2003 roku – w Hutniczym
Rys. 1. Zmiany wielkości zatrudnienia w krajowym hutnictwie w latach 1989–2005
Rys. 2. Zatrudnienie według działów w krajowym hutnictwie na koniec 2005 roku
4
Pakiecie Aktywizującym. Nastąpiła znacząca zmiana struktury zatrudnienia, wzrósł udział pracowników
zatrudnionych w działach produkcyjnych – kosztem
działów pomocniczych i administracji (rys. 2), a także
wzrósł udział pracowników z wyższym i średnim wykształceniem – kosztem wykształcenia podstawowego (rys. 3). Niekorzystnie natomiast przedstawia się
struktura wiekowa pracowników hutnictwa: w związku
z blokadą przyjęć maleje udział młodych pracowników
w wieku poniżej 30 lat (rys. 4).
Proces restrukturyzacji zatrudnienia nie został jeszcze zakończony. Produktywność polskiego hutnictwa,
liczona jako roczna wielkość produkcji sprzedanej na
jednego zatrudnionego (rys. 5), jest jeszcze znacznie
Rys. 3. Zatrudnienie według wykształcenia w krajowym hutnictwie na koniec 2005 roku
Rys. 4. Zatrudnienie według wieku w krajowym hutnictwie na koniec 2005 roku
Rys. 5. Produktywność w krajowym hutnictwie w okresie I półrocze 2003 – I półrocze 2006
5
niższa od średniego poziomu europejskiego, który wynosi około 500 ton/osobę.
Organizacja pracy i zarządzania w poszczególnych
spółkach hutniczych jest zróżnicowana. W spółkach
przejętych przez międzynarodowe koncerny stalowe
(Mittal, Arcelor, Celsa, CMC, Donbas) stopniowo wprowadzane są systemy organizacji pracy i zarządzania
wypracowane w tych grupach. W pozostałych spółkach
hutniczych wprowadzane są stopniowo nowoczesne
systemy informatyczne wspomagające procesy zarządzania i organizacji pracy, jak również zintegrowane
systemy zarządzania oparte o normy ISO serii 9000
i 14000.
Zdolności produkcyjne i stan techniczny linii
produkcyjnych
W latach 90. zdolności produkcyjne polskiego hutnictwa zostały znacznie ograniczone w związku z trwają-
cym procesem restrukturyzacji i koniecznością rozwoju
produkcji wyrobów bardziej przetworzonych (tablica 1).
Całkowicie wyeliminowano proces martenowski wytwarzania stali. Zlikwidowano przestarzałe linie do wytwarzania m.in. taśm walcowanych na gorąco, blach uniwersalnych, blach i taśm walcowanych na zimno oraz
niektóre walcownie wyrobów długich. Unowocześniono
w większości przedsiębiorstw hutniczych procesy wytwarzania stali oraz zainstalowano około dziesięciu
maszyn do ciągłego odlewania. Realizowane obecnie
inwestycje, głównie w Mittal Steel Poland i Arcelor Huta
Warszawa, ukierunkowane są na produkcję nowoczesnych wyrobów hutniczych.
Stan techniczny funkcjonujących linii technologicznych jest zróżnicowany: w hutach przejętych przez międzynarodowe koncerny (Mittal, Arcelor, Celsa, CMC,
Donbas) – dobry, natomiast w pozostałych spółkach,
o ograniczonych możliwościach finansowych – przeciętny.
Tablica 1. Zdolności produkcyjne hutnictwa w Polsce według stanu na dzień 30 czerwca 2006 roku
Asortyment
Stal ciekła
Stopień wykorzystania MMP,
%
12 565
77,4%
Stal surowa we wlewkach klasycznych
6 037
29,1%
Stal surowa we wlewkach ciągłych
8 870
89,7%
Półwyroby walcowane
7 968
17,2%
Blachy grube (kwarto)
1 073
85,6%
Blachy taśmowe walcowane na gorąco
2 000
92,2%
20
12,0%
Blachy walcowane na zimno (niepowlekane)
1 155
77,8%
Taśmy walcowane na zimno (niepowlekane)
42
70,0%
Taśmy walcowane na gorąco
Blachy powlekane, w tym:
682
84,9%
– blachy ocynkowane ogniowo
422
106,2%
– blachy ocynkowane elektrolitycznie
180
22,8%
0
0,0%
– blachy ocynowane
– blachy z powłokami organicznymi
Pręty ciężkie (≥ 80 mm)
Kształtowniki ciężkie (≥ 80 mm)
6
Zdolności produkcyjne (MMP),
tys. ton
80
112,8%
749
31,9%
1 741
92,5%
Szyny
395
52,5%
Pręty lekkie (< 80 mm)
599
80,1%
Kształtowniki lekkie (< 80 mm)
432
34,1%
Pręty zbrojeniowe
1 138
91,2%
Walcówka
1 291
81,5%
Rury ze szwem
391
52,0%
Kształtowniki gięte na zimno zamknięte
307
88,7%
Rury bez szwu
248
77,8%
Struktura produkcji i sprzedaży
w zasadzie nierosnącym poziomie produkcji i eksportu (rys. 7). W analizowanym okresie w Polsce wzrósł
Produkcja stali w świecie wykazuje tendencję ros-
udział zużycia wyrobów płaskich (z 45 do 53%) kosz-
nącą i w 2004 roku przekroczyła 1 mld ton. W Polsce
tem wyrobów długich (zmniejszenie z 43 do 36%) oraz
wielkość produkcji stali surowej w okresie ostatnich 10
rur i kształtowników zamkniętych (zmniejszenie z 12 do
lat wahała się w zakresie 8,4÷11,6 mln ton/rok (rys. 6),
10%) (rys. 8). Natomiast, analizując zmiany w struktu-
przy czym prognoza na rok 2006 wynosi 9,7 mln ton.
rze produkcji wyrobów, stwierdza się wzrost produkcji
W ostatnim 10-leciu utrzymuje się w Polsce rosnący
stali odlewanej technologią ciągłą kosztem technologii
trend zużycia jawnego wyrobów hutniczych, przy czym
klasycznej oraz tendencję wzrostową produkcji wyro-
wzrost ten jest zaspakajany rosnącym importem, przy
bów długich kosztem wyrobów płaskich (rys. 9).
Rys. 6. Produkcja stali surowej w świecie i w Polsce w latach 1997–2005 i prognoza na rok 2006
Rys. 7. Produkcja netto, jawne zużycie, eksport i import wyrobów hutniczych w Polsce w latach 1997–2005
i prognoza 2006
7
Rys. 8. Struktura jawnego zużycia wyrobów hutniczych w latach 1997–2006
Rys. 9. Produkcja całkowita wyrobów hutniczych w Polsce w latach 1997–2006
W eksporcie główny udział stanowią wyroby dłu-
Oddziaływanie na środowisko
gie (rys. 10), natomiast w imporcie wyroby płaskie
(rys. 11).
Jednym z ważniejszych celów restrukturyzacji pol-
Analizując strukturę asortymentową sprzedaży krajo-
skiego hutnictwa było zmniejszenie jego negatywnego
wych wyrobów hutniczych, stwierdza się wiodący udział
oddziaływania na środowisko. Sektor hutniczy charak-
sprzedaży na rynek krajowy i na eksport kształtowników
teryzuje się dużą rozmaitością technologii, które w róż-
ciężkich, prętów zbrojeniowych i walcówki w grupie wy-
nym stopniu powodują zanieczyszczenie powietrza,
robów długich oraz sprzedaży na rynek krajowy blach
wody oraz gleby. Procesom produkcyjnym, w głównej
grubych, taśmowych i powlekanych w grupie wyrobów
mierze surowcowym, towarzyszy emisja zanieczysz-
płaskich. Nadal znaczący udział ma eksport wlewków
czeń pyłowych i gazowych, takich jak: SO2, CO2, NOx,
i półwyrobów.
wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne oraz
8
Rys. 10. Struktura asortymentowa eksportu wyrobów hutniczych w latach 1997–2006
Rys. 11. Struktura asortymentowa importu wyrobów hutniczych w latach 1997–2006
dioksyny i furany. Woda zużywana w procesach tech-
Miernikiem uciążliwości oddziaływania hut na śro-
nologicznych zanieczyszczona jest zawiesinami, oleja-
dowisko naturalne jest wielkość emisji pyłów i gazów
mi mineralnymi i różnymi związkami chemicznymi. Naj-
(rys. 12–14), zrzutu ścieków (tablice 2 i 3) oraz ilości
bardziej uciążliwe dla środowiska są huty o pełnym cy-
wytwarzanych odpadów stałych (tablica 4). W ostatnich
klu produkcyjnym, obejmujące koksownie, spiekalnie,
latach nastąpiła znacząca poprawa stanu ochrony śro-
wielkie piece i konwertory tlenowe, a w nich spiekalnie
dowiska. Zanieczyszczenia pyłowe są obecnie zatrzy-
rud, emitujące około 60% zanieczyszczeń pyłowo-ga-
mywane w urządzeniach odpylających. Obserwuje się
zowych. W Polsce takich hut było jeszcze w latach
również znaczną redukcję emisji gazów, m.in. w wyniku
osiemdziesiątych kilkanaście, zaś obecnie pozostały
modernizacji procesu spiekania, zainstalowania szczel-
tylko dwie w Mittal Steel Poland: Oddział w Dąbrowie
nych zamknięć w wielkich piecach i wdrożenia szeregu
Górniczej oraz Oddział w Krakowie.
innych przedsięwzięć technologicznych. Poprawie ule-
9
gła w ostatnich latach gospodarka wodą, dzięki oczyszczaniu i recyrkulacji ścieków w zamkniętych obiegach
wodnych. Likwidacji ulegają również, jako zbędne, strefy ochronne wokół zakładów hutniczych.
Restrukturyzacja sektora, jaka nastąpiła w Polsce
w ostatnich latach, objęła również modernizację wydziałów surowcowych. Stopień szkodliwego oddziaływania hutnictwa na środowisko naturalne uległ istotnemu zmniejszeniu w efekcie likwidacji znacznych zdolności produkcyjnych koksu, spieku, surówki i całkowitej
likwidacji procesu martenowskiego. W wyniku tych do-
konań środowisko naturalne zostało istotnie odciążone
z emisji gazów i pyłów. Działania te są zbieżne z wymaganiami określonymi w Dyrektywie Rady Unii Europejskiej 96/61/UE z września 1996 (tzw. Dyrektywa IPPC).
Celem tej Dyrektywy jest osiągnięcie zintegrowanego
zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń poprzez
wdrażanie „Najlepszych Dostępnych Technik” (BAT
– Best Available Technique). Głównym instrumentem
przewidzianym przez Dyrektywę jest udzielanie Pozwoleń Zintegrowanych na korzystanie ze środowiska, które warunkują prowadzenie działalności przemysłowej.
Rys. 12. Emisja zanieczyszczeń pyłowych na tonę stali
surowej w latach 2001–2005, kg
(źródło HIPH)
Rys. 13. Zanieczyszczenia pyłowe zatrzymywane w urządzeniach oczyszczających w latach 2001–2005, tony
(źródło HIPH)
Rys. 14. Emisja SO2, NOx i CO na tonę stali surowej w latach 2001–2005, kg (źródło HIPH)
10
Tablica 2. Zrzut ścieków odprowadzanych do sieci kanalizacyjnej, wody lub ziemi w latach 2004–2005, tys.m3
(źródło HIPH)
Wyszczególnienie
Rok [tys. m3]
2004
2005
Ścieki odprowadzone ogółem, w tym do:
18 514
11 554
– kanalizacji
2 740
2 307
– wód lub do ziemi
15 775
9 247
Tablica 3. Zrzut ścieków wymagających oczyszczenia (oczyszczonych i nieoczyszczonych) w latach 2004–
2005, tys.m3 (źródło HIPH)
Wyszczególnienie
Rok [tys. m3]
2004
2005
Ścieki wymagające oczyszczenia, w tym:
7 390
5 607
– oczyszczone
7 336
5 553
54
54
– nieoczyszczone
Tablica 4. Gospodarowanie odpadami w latach 2004–2005, tys. ton (źródło HIPH)
Wyszczególnienie
Rok [tys. ton]
2004
2005
Odpady ogółem, w tym:
5 804
3 706
– poddane odzyskowi
4 421
2 485
– unieszkodliwione
932
719
– magazynowane
451
502
60 453
58 796
– składowane
Rys. 15. Stan finansowy hutnictwa w okresie I półrocze 2003 – I półrocze 2006
11
Wyniki finansowe oraz struktura kosztów
około 4 dolary na Węgrzech i w Czechach, 2,75 dolara
w Brazylii, 2,7 dolara w Polsce, 2,45 dolara w Meksyku
W ostatnich 5 latach stan finansowy hutnictwa w Polsce uległ znacznej poprawie, a przychody i wynik finansowy osiągnęły tendencję wzrostową (rys.15). Na koniec I półrocza 2006 wynik finansowy brutto przekroczył
1,2 mld zł. W ciągu ostatniego roku zanotowano zmniejszenie jednostkowych kosztów produkcji, głównie poprzez obniżenie kosztów materiałów wsadowych, które
stanowią około 60% kosztów całkowitych (rys. 16).
Cena pracy robotników w Polsce jest wciąż konkurencyjna. Na światowym rynku godzina pracy kosztuje
średnio: ponad 30 dolarów w najdroższych na świecie
Niemczech, prawie 10 dolarów w Korei Południowej,
i tylko 80 centów w Chinach. W przeliczeniu na tonę
stali koszty robocizny wynoszą: w hutnictwie niemieckim 81 EUR, polskim – 50 EUR, węgierskim – 42 EUR,
słowackim – 15 EUR. Taniość siły roboczej nie jest jednak jedynym kryterium lokowania inwestycji przemysłowych. W najtańszych krajach, takich jak Chiny, łatwo
jest znaleźć robotników, dużo trudniej natomiast kadrę
menedżerską średniego i wyższego szczebla. Dlatego w krajach, takich jak Polska, chętnie inwestowany
jest kapitał w przemysł stalowy, który wymaga wiedzy
oprócz prostej i taniej siły roboczej.
Rys. 16. Jednostkowe koszty produkcji w okresie I półrocze 2003 – I półrocze 2006
12
2. Wizja rozwoju polskiego hutnictwa żelaza w perspektywie do 2030 roku
Relacje krajowego sektora stalowego z europejskim
i światowym przemysłem stalowym
W wyniku restrukturyzacji polskiego sektora stalowego prowadzonej w latach 1998–2006, w tym w efekcie
procesów prywatyzacyjnych, hutnictwo żelaza i stali
w Polsce zostało włączone do europejskiego i światowego przemysłu stalowego. Obecnie ok. 85% zdolności produkcyjnych krajowego przemysłu stalowego
funkcjonuje w strukturach światowych i europejskich
koncernów stalowych (Mittal Steel Poland S.A., CMC
Zawiercie S.A., Celsa Huta Ostrowiec Sp. z o.o., Arcelor
Huta Warszawa Sp. z o.o., ISD Huta Częstochowa Sp.
z o.o.). Jest to czynnik o decydującym znaczeniu, określający obecną sytuację przemysłu stalowego w Polsce
oraz wpływający na możliwości i kierunki rozwojowe.
O priorytetach rozwojowych decydują i będą decydować właściciele hut i zakładów przetwarzających wyroby stalowe. Całościowa wizja perspektyw krajowego
hutnictwa powinna wskazywać kierunki rozwoju przynoszące korzyści wszystkim partnerom w procesie wytwarzania i użytkowania wyrobów stalowych:
n właścicielom firm stalowych,
n pracownikom zatrudnionym przy wytwarzaniu i przetwarzaniu wyrobów stalowych,
n firmom wykorzystującym wyroby stalowe do produkcji dóbr finalnych,
n społeczeństwu, które użytkuje wyroby wytwarzane w całości lub w części ze stali, ale i funkcjonuje
w środowisku naturalnym, w którym produkowane są
te wyroby.
Ponieważ sektor stalowy w Polsce jest integralną
częścią europejskiego sektora stalowego, wizja jego
rozwoju została opracowana przy uwzględnieniu wizji
opracowanej dla europejskiego sektora stalowego [1].
Czynniki wyznaczające rozwój sektora stalowego
w Polsce
Na podstawie wyników prowadzonych w świecie
badań materiałoznawczych w zakresie podstawowym
i aplikacyjnym można prognozować, że w nadchodzących kilkudziesięciu latach – w horyzoncie czasowym
sięgającym poza rok 2030, nie wejdzie do produkcji
i użytkowania nowy materiał konstrukcyjny o masowym
zastosowaniu, który mógłby w poważniejszym stopniu
zastąpić jeden z głównych materiałów konstrukcyjnych,
których udział w zużyciu przekracza obecnie 90%, tj.
beton, stal i stopy żelaza, tworzywa sztuczne i aluminium. Materiały konstrukcyjne stosowane są do przenoszenia obciążeń, ochrony przed oddziaływaniem
środowiska i do architektonicznej organizacji przestrzeni. Drugą główną grupą materiałów są materiały funkcjonalne. Materiały funkcjonalne stosowane są w celu
wykorzystania ich specyficznych właściwości fizycznych i chemicznych. Stale stosowane są głównie jako
materiał konstrukcyjny. Jako materiały funkcjonalne
wykorzystywane są gatunki stali o specjalnych właściwościach magnetycznych i elektrycznych.
Zasadnicze czynniki, które stanowią bazę rozwoju
przemysłu stalowego są następujące:
n Wyroby stalowe są i będą – w dającej przewidzieć
się perspektywie czasowej – niezbędne do rozwoju podstawowych dziedzin funkcjonowania
nowoczesnego społeczeństwa, tj. tradycyjnych
działów gospodarki, takich jak: konstrukcje i budownictwo, środki transportu i infrastruktura komunikacyjna, energetyka (w tym energetyka odnawialna),
maszyny i urządzenia, przemysł artykułów gospodarstwa domowego, przemysł chemiczny, opakowania
oraz najnowocześniejszych technologii, takich jak
przekazywanie i przetwarzanie informacji (w formie
infrastruktury technicznej) i wytwarzanie nowoczesnych materiałów funkcjonalnych (w formie oprzyrządowania technicznego).
n Wyroby stalowe charakteryzują się bardzo szerokim zakresem poziomu właściwości użytkowych,
nieosiągalnym dla innych materiałów oraz ciągle
wykazują znaczny potencjał rozwojowy. Możliwa
do uzyskania wytrzymałość wyrobów stalowych mieści się w imponującym zakresie od ok. 50 MPa do
ok. 5 GPa. Potencjał rozwojowy wyrobów stalowych
został potwierdzony w fundamentalnym opracowaniu
wyznaczającym kierunki rozwoju badań nad materiałami [2], gdzie stale zaliczono do grupy materiałów
„metale i kompozyty”.
n Stal jest materiałem o najwyższym osiąganym
obecnie stopniu recyklingu. Obecnie ok. 45%
masy stali wytwarzanej w świecie pochodzi ze złomu
stalowego, na który składają się głównie zużyte stalowe części maszyn, urządzeń i konstrukcji. Masa stali
zużytej, zaśmiecającej środowisko jest stosunkowo
niewielka i będzie się zmniejszała w miarę postępu
w gromadzeniu zużytych wyrobów stalowych i w za-
13
Wizja rozwoju polskiego hutnictwa żelaza w perspektywie do 2030 roku
bezpieczaniu stali przed korozją w okresie użytkowania.
Istnieją także czynniki lokalne w Polsce, sprzyjające rozwojowi krajowego sektora stalowego. Można do
nich zaliczyć:
n
obecne stosunkowo małe nasycenie gospodarki polskiej nowoczesnymi wyrobami stalowymi, co sprzyja,
pod warunkiem ogólnego rozwoju gospodarczego,
szybkiemu wzrostowi zapotrzebowania na wyroby
stalowe,
n
konkurencyjność polskiej gospodarki pod względem
kosztów pracy w porównaniu z wysokorozwiniętymi
państwami europejskimi,
n
stosunkowo duży rynek zbytu, co faworyzuje lokalną
produkcję, ponieważ koszty transportu wyrobów stalowych – w zależności od asortymentu i odległości
ska naturalnego. Głównymi warunkami wejścia sektora
stalowego na drogę zrównoważonego rozwoju są:
n całościowe potraktowanie wytwarzania, stosowania
i recyklingu wyrobów stalowych w partnerstwie z ich
użytkownikami,
n oparcie rozwoju na innowacyjności będącej wynikiem
działalności badawczej.
Promocją i monitorowaniem zrównoważonego rozwoju firm hutniczych zajmuje się International Iron and
Steel Institute (Międzynarodowy Instytut Żelaza i Stali).
Do programu monitorowania przystąpiło dotychczas
35 wytwórców wyrobów stalowych, reprezentujących
ok. 40% światowej zdolności produkcyjnej stali. Postęp
programu opisywany jest w rocznych raportach IISI [3],
w których zawarta jest analiza jedenastu (wcześniej
przyjętych i uzgodnionych) wskaźników charakteryzujących zrównoważony rozwój.
– stanowią od 5 do 15% ceny sprzedaży.
Plany rozwoju sektora stalowego wpisują się w przyjętą przez Unię Europejską strategię zrównoważone-
Prognoza wielkości produkcji stali i zużycia wyrobów
stalowych w Polsce i w świecie
go rozwoju gospodarki i społeczeństwa (ang. sustainable development). Termin ten oznacza rozwój
zrównoważony technologicznie, ekologicznie i socjalnie, tj. bez szkód społecznych i bez degradacji środowi-
Prognoza wielkości produkcji stali surowej jest pochodną prognozy wielkości zużycia wyrobów stalowych,
uzysku gotowych wyrobów ze stali surowej i zmian wiel-
Rys. 17. Wielkość produkcji stali surowej ogółem w świecie w okresie 1950–2005, w mln ton na rok [4].
Prognoza na podstawie opracowań Hatch Associates, Euro Strategy Consultants, Deutsche Bank Research
14
kości zapasów. Wielkość uzysku wyrobów gotowych ze
wych są do siebie proporcjonalne. Ze względu na fakt,
stali surowej zależy od asortymentu wyrobów, ale ze
że wielkości produkcji są łatwiej dostępne niż wielkości
względu na postęp technologiczny następuje ciągły
zużycia, analizy statystyczne dotyczące okresów prze-
wzrost tego wskaźnika. Jego wartość średnia dla no-
szłych i prognozy, wykonywane są zazwyczaj w odnie-
woczesnych technologii dochodzi obecnie do 0,9. Przy
sieniu do wielkości produkcji.
niewielkim ruchu zapasów, co występuje w sytuacji
Analiza zmian rocznej wielkości produkcji stali su-
ustabilizowanego wzrostu światowej gospodarki, wiel-
rowej ogółem w okresie 1950–2005 pokazuje, że pro-
kość produkcji stali surowej i zużycia wyrobów stalo-
dukcja stali w świecie dynamicznie rośnie (rys.17). Od
Rys. 18. Prognoza zużycia wyrobów hutniczych w Polsce do roku 2010 [5]
Rys. 19. Trend zmian w zużyciu stalowych wyrobów hutniczych na jednego mieszkańca w gospodarkach rozwijających
się i poziom zużycia w gospodarkach rozwiniętych
15
2002 roku średnioroczny przyrost jest równy 7,5%,
w 2005 roku wielkość światowej produkcji stali surowej
osiągnęła 1 132 mln ton. W ostatnich latach decydujące o światowym trendzie przyrosty produkcji stali następowały w Chinach (ChRL). Produkcja stali w Chinach
w 2005 roku wynosiła 350 mln ton, co stanowiło 31%
produkcji światowej.
Z analiz prognostycznych wynika, że główny udział
we wzroście produkcji stali w nadchodzących latach
będą miały państwa duże, rozwijające się dynamicznie,
takie jak Chiny, Indie i niektóre państwa Ameryki Połu-
Prognoza na dalsze lata jest obciążona coraz większym błędem. Z porównania względnego zużycia ilości
wyrobów stalowych na jednego mieszkańca w Polsce
i w europejskich krajach wysokorozwiniętych (rys.19)
i z innych analiz prognostycznych wynika, że należy
się spodziewać dalszego dynamicznego wzrostu zużycia wyrobów stalowych w Polsce aż do osiągnięcia
poziomu ok. 13 mln ton/rok, czego należy oczekiwać
około roku 2020. Po takim nasyceniu gospodarki nowoczesnymi wyrobami stalowymi, dalszy wzrost będzie
następował wolniej (rys. 20).
dniowej. W państwach wysokorozwiniętych prognozowane są przyrosty roczne produkcji stali na poziomie
1÷3%. Prognozowany wzrost produkcji stali surowej
w świecie ogółem (rys. 17) jest znaczny, zmierzający
do wielkości w przedziale od ok. 1,8 mld ton do ponad
2,0 mld ton w roku 2030.
W okresie restrukturyzacji polskiego hutnictwa w latach 1998-2005 produkcja stali w Polsce nie wykazywała jednoznacznego trendu, zmieniając się w zakresie
8,4÷10,6 mln ton/rok (rys. 6). Przyrosty wielkości zużycia wyrobów stalowych były zaspokajane głównie importem. W roku 2010 prognozowana wielkość zużycia
wyrobów stalowych w Polsce osiągnie 9,1 mln ton, co
stanowi ok. 20% wzrost w stosunku do zużycia w roku
2005 (rys.18).
Nowe wyroby stalowe i kompozyty z udziałem
stali oraz dotychczas wytwarzane wyroby stalowe
o polepszonych właściwościach
Opracowywaniu nowych wyrobów stalowych i kompozytów z udziałem stali towarzyszy rozwój technologii
wytwarzania, z uwzględnieniem istniejących możliwości i nowych technologii. Kierunki wyznaczające rozwój wyrobów i technologii powinny zostać określone
w oparciu o potrzeby i oczekiwania bezpośrednich
użytkowników wyrobów i społeczeństwa. Potrzeby te
należy sformułować w procesie partnerskiego dialogu
pomiędzy wytwórcami a odbiorcami, z zastosowaniem
zobiektywizowanych metod badania rynku i metod prognostycznych.
Rys. 20. Długookresowa prognoza zużycia wyrobów stalowych w Polsce
16
Nowe materiały w postaci wyrobów stalowych po
różnych etapach przetwarzania i uszlachetniania oraz
kompozyty z udziałem stali powinny być oferowane
łącznie z technologiami ich obróbki, niezbędnej do zastosowania w trakcie wytwarzania produktów finalnych
przeznaczonych na rynek, tj. z technologiami formowania, łączenia i cięcia. Taka całościowa oferta znacznie
przyspiesza i ułatwia zastosowania masowe nowych
materiałów. Docelowo producenci wyrobów stalowych
powinni współpracować z odbiorcami i użytkownikami
na wszystkich etapach procesu wytwarzania i użytkowania: od badań i projektowania wyrobu, przez wytwarzanie i użytkowanie, aż do odzyskiwania materiału do
recyklingu z wyrobów zużytych.
Obecnie zidentyfikowane główne oczekiwania użytkowników wyrobów ze stali lub wyrobów zawierających
elementy stalowe są następujące [1]:
n
zwiększenie bezpieczeństwa użytkowania,
n
pozytywny wpływ na zdrowie i komfort funkcjonowania społeczeństwa,
n
długotrwałość użytkowania bez pogorszenia cech
użytkowych,
n
minimalizacja negatywnego wpływu na środowisko
w procesie produkcji i w okresie użytkowania, w tym
jak największy stopień recyklingu,
n
niska cena.
W zależności od rodzaju zastosowania (środki transportu, artykuły gospodarstwa domowego, konstrukcje,
itd.) poszczególne oczekiwania, co do cech użytkowych, przekładają się na konkretne oczekiwane cechy
wyrobów stalowych. W przypadku wyrobów nowych cechy te mogą ulec skokowemu polepszeniu, natomiast
w przypadku modyfikacji wyrobów dotychczas produkowanych następuje stopniowa zmiana ich właściwości.
Wybór priorytetowych kierunków rozwoju asortymentu i polepszania jakości wyrobów stalowych zależy więc
od zidentyfikowanych, oczekiwanych cech użytkowych
oraz od przewidywanych zastosowań. Kierunki rozwoju
wyrobów zaproponowane dla sektora stalowego w Polsce na etapie badań nie mogą w prosty sposób powielać programu dla hutnictwa europejskiego czy światowego. Powinny one stanowić uzupełnienie, rozwinięcie
lub adaptację problematyki badawczej stosownie do
warunków lokalnych. Biorąc pod uwagę obecne i dające się przewidzieć w średnim horyzoncie czasowym (tj.
do ok. 2015 roku) kierunki rozwoju polskiej gospodarki
i społeczeństwa, najważniejszymi sektorami gospodarki oczekującymi na unowocześnienie wyrobów stalowych są (rys. 21):
n budownictwo i konstrukcje stalowe,
n środki transportu: samochody, transport kolejowy,
transport morski,
Rys. 21. Wiodące – pod względem wykorzystania stali – sektory gospodarki polskiej – użytkownicy stali
17
infrastruktura transportowa (autostrady, wiadukty,
mosty),
n energetyka: konwencjonalna, odnawialna (i z dużym
prawdopodobieństwem jądrowa).
Oczekiwane cechy i zastosowania określają asortyment wyrobów i ich właściwości, które powinny być
rozwijane w średnim horyzoncie czasowym. Jako priorytetowe asortymenty wyrobów produkowanych obecnie, dla których istnieje potrzeba prowadzenia badań
rozwojowych, można wskazać:
n blachy grube, kształtowniki walcowane na gorąco
i formowane na zimno, pręty oraz kompozyty warstwowe z udziałem stali o wysokim współczynniku
nośności do masy, produkowane z nowoczesnych
gatunków stali do zastosowań w budownictwie i na
konstrukcje urbanistyczne,
n wyroby stalowe do zastosowań w warunkach ekstremalnych obciążeń, w tym w przemyśle obronnym i w
przemyśle wydobywczym,
n specjalistyczne wyroby o wysokich parametrach eksploatacyjnych do zastosowań w transporcie kolejowym: szyny, zestawy jezdne lokomotyw i wagonów,
n nowoczesne gatunki stali i specjalistyczne wyroby do
zastosowań w energetyce konwencjonalnej, energetyce odnawialnej (i z dużym prawdopodobieństwem
jądrowej),
n blachy taśmowe walcowane na gorąco do bezpośrednich zastosowań (ewentualnie z powłokami ochronnymi), z nowoczesnych wysokowytrzymałych gatunków stali, w tym blachy o grubości poniżej 1,5 mm,
mogące zastąpić blachy walcowane na zimno.
Obecnie trudny jest do prognozowania udział sektora stalowego funkcjonującego w Polsce w produkcji
i rozwoju najnowszych generacji blach dla przemysłu
motoryzacyjnego oraz blach powlekanych do różnych
zastosowań. W przypadku wystąpienia potrzeb badań
w tym zakresie, program badawczy powinien zostać
rozszerzony o tę tematykę.
Badania długookresowe, z perspektywą wdrożenia
do produkcji i wprowadzenia na rynek nowych wyrobów w okresie sięgającym roku 2030, powinny koncentrować się na całkowicie nowatorskich rozwiązaniach,
prowadzących do uzyskania nowych jakości w stosunku do obecnie dostępnych. W szczególności badania te
powinny zostać ukierunkowane na:
n otrzymanie wysokiego poziomu właściwości użytkowych (wysokiej wytrzymałości, odporności na pękanie, itd. – w zależności od wymagań), przy jak najmniejszej zawartości pierwiastków stopowych,
n obniżenie gęstości właściwej wyrobu stalowego lub
kompozytu z udziałem stali,
n
18
n
zwiększenie odporności na degradujące oddziaływanie środowiska (odporność na korozję, na działanie
wysokiej temperatury itd.), bez znacznego zwiększenia kosztów wytwarzania.
Innowacyjne technologie spełniające warunki
zrównoważonego rozwoju sektora stalowego
Jednym z filarów zrównoważonego wzrostu europejskiego przemysłu stalowego jest wypracowywanie
zysku głównie w wyniku stosowania innowacyjnych
i nowych technologii. Wizja rozwoju technologicznego
europejskiego przemysłu stalowego [1] oparta została
o następujące priorytetowe kierunki działań:
n dążenie do integracji kolejnych procesów technologicznych w jedną linię w celu zmniejszenia ilości
urządzeń i kosztów kapitałowych, skrócenia czasu
wytwarzania i kosztów produkcji, uzyskania opłacalności produkcji przy zmniejszonej zdolności produkcyjnej,
n zwiększenie elastyczności procesów wytwarzania
w celu umożliwienia produkcji w sposób opłacalny
wielu zróżnicowanych asortymentów wyrobów w jednej linii produkcyjnej,
n powszechne wprowadzenie komputeryzacji procesów w zastosowaniu do kontroli parametrów technologicznych i sterowania procesem, kontroli jakości
półwyrobów i wyrobów oraz zwiększenia wydajności
i sprawności urządzeń,
n dążenie do zmniejszenia jednostkowego zużycia
energii i surowców stosowanych do produkcji wyrobów stalowych,
n obniżenie do minimum szkodliwego oddziaływania
na środowisko naturalne, w szczególności:
n redukcja emisji CO2 na wszystkich etapach produkcji,
n dążenie do zmniejszenia aż do zera ilości odpadów
nieużytecznych, tj. nie podlegających recyklingowi
lub przerobowi na materiały lub wyroby,
n zwiększenie uzysków materiałowych na wszystkich
etapach produkcji metodami wyeliminowania produkcji wadliwej, zmniejszania do minimum odpadów
technologicznych i zmniejszania strat powstających
na skutek utleniania stali w procesie wytwarzania
i przetwarzania,
n rozwój technologii wytwarzania i nanoszenia powłok
na powierzchnie wyrobów stalowych.
Prognozowany stan zaawansowania podstawowych
technologii hutnictwa żelaza i stali na lata 50. XXI wieku przedstawiono na rys. 22 (na podstawie opracowa-
nia J.P. Birata [6]). Liniami pomarańczowymi na tym
rysunku oznaczono technologie będące w stadium badań i rozwoju i wymagające dopracowania. W zakresie
technologii wytwarzania stali ciekłej, największy postęp
ma obecnie miejsce w procesach bezkoksowej redukcji
bezpośredniej w stanie ciekłym i w stanie stałym.
Prognoza na rok 2050 przewiduje wzrost udziału złomu w globalnej produkcji stali, z 45% obecnie do 60%,
kosztem rudy żelaza (rys. 23a). W procesach przetwarzania rudy żelaza udział procesu wielkopiecowego
pozostanie wiodący (rys. 23b). Analiza prognozowanych technologii wytwarzania stali ciekłej do roku 2050
wskazuje, że udział procesów niekonwencjonalnych
będzie niewielki (w sumie 3%) oraz, że nastąpi odwrócenie proporcji udziału procesów elektrycznych i procesów konwertorowych w stosunku do stanu obecnego
(rys. 24).
W zakresie rozwoju procesów odlewania ciągłego
i przeróbki plastycznej na gorąco, dominującym kierunkiem jest ciągłe odlewanie pasm o przekroju zbliżonym
do przekroju wyrobu końcowego oraz integracja procesów odlewania i walcowania. Postęp w tej dziedzinie
jest znacznie bardziej zaawansowany w procesach
wytwarzania wyrobów płaskich niż wyrobów długich.
Odlewanie wlewków ciągłych o przekroju zbliżonym
do przekroju wyrobu końcowego eliminuje lub ogranicza wstępną fazę walcowania. Dla wlewków płaskich,
odlewanie na przekrój zbliżony do przekroju wyrobu
końcowego sprowadza się do zmniejszenia grubości
odlewanego pasma (rys. 25).
Połączenie w jednym ciągu produkcyjnym ciągłego
odlewania płaskiego wlewka cienkiego i walcowania
na gorąco, stanowi istotę technologii zintegrowanego odlewania i walcowania blach (ZOWB). W efekcie
Rys. 22. Prognozowany stan technologii hutniczych w latach 50. XXI w. Liniami koloru pomarańczowego oznaczono
technologie będące w różnych stadiach rozwoju i wymagające dopracowania (na podstawie [6])
19
Rys. 23. Prognoza udziału rudy żelaza i złomu stalowego w globalnej produkcji stali (a) oraz udziału poszczególnych
procesów przetwarzania rudy żelaza (b) w roku 2050 [6]
Rys. 24. Prognoza udziału poszczególnych technologii w produkcji stali ciekłej w 2050 roku [6]
zastosowania ciągłego odlewania wlewków płaskich
o zmniejszonej grubości i zintegrowania go z procesem
walcowania następuje:
n wyeliminowanie niektórych urządzeń konwencjonalnej linii wytwarzania blach taśmowych,
n skrócenie długości linii wytwarzania blach taśmowych,
n wyeliminowanie studzenia wlewków, co umożliwia
wykorzystanie części ciepła zawartego w stali ciekłej,
n skrócenie czasu wytwarzania blach począwszy od
momentu dostarczenia stali ciekłej, z okresu kilku go-
20
dzin (zazwyczaj nie mniej niż 5 godzin) charakterystycznego dla konwencjonalnego procesu wytwarzania, do okresu nie dłuższego niż 30 minut (zazwyczaj
10 do 15 minut) charakterystycznego dla linii ZOWB,
n stworzenie możliwości wytwarzania supercienkich
blach walcowanych na gorąco, o grubości < 1,0 mm.
Najnowszym osiągnięciem technologicznym w zakresie otrzymywania blach taśmowych jest bezpośrednie
odlewanie taśm (BOT). W technologii BOT następuje
ograniczenie lub wyeliminowanie z ciągu produkcyjnego etapu walcowania na gorąco, ponieważ grubość
odlewanego pasma mieści się w zakresie od 1 mm do
Rys. 25. Zakresy grubości pasma płaskiego odlewanego przy zastosowaniu różnych odmian technologii
ciągłego odlewania stali
10 mm. Z rozwijanych różnych technologii odlewania
taśm, odlewanie pionowe pomiędzy dwa walce bliźniacze jest stosowane najczęściej i właśnie to rozwiązanie
zostało zastosowane w skali przemysłowej.
Wśród prognozowanych do roku 2050 technologii
odlewania ciągłego wyrobów płaskich wiodący udział
będą miały: odlewanie blach taśmowych i konwencjonalne ciągłe odlewanie (rys. 26).
Opracowywanie nowych technologii hutniczych dotyczących podstawowego ciągu produkcyjnego (tj. wytwarzania stali i jej przetwarzania na wyroby stalowe)
jest przedsięwzięciem bardzo kapitałochłonnym, dłu-
Rys. 26. Prognoza udziału poszczególnych technologii odlewania ciągłego w roku 2050 [6]
21
gotrwałym i obarczonym znacznym ryzykiem. Z tego
powodu takie wyzwania mogą być podejmowane przez
duże organizacje dysponujące znacznymi funduszami na rozwój. Są to konsorcja koncernów hutniczych
współpracujące na różnych zasadach z instytucjami
naukowymi lub rzadziej pojedyncze koncerny, instytucje
regionalne (np. w ramach UE) lub krajowe wspierające
badania, a także porozumienia partnerskie grupujące
przedstawicieli różnych sektorów gospodarki, jak to ma
miejsce w Europejskiej Platformie Technologicznej Stali. Priorytetowe kierunki rozwoju technologii hutniczych
stwarzają także możliwości rozwoju procesów cząstkowych i ulepszania procesów stosowanych obecnie,
co można wskazać jako główną dziedzinę partnerstwa
sektora stalowego i organizacji naukowo-badawczych
w Polsce. Tego typu przedsięwzięcia badawczo-rozwojowe powinny dotyczyć:
n zmniejszania energochłonności i materiałochłonności procesów,
n obniżania emisji odpadów (gazowych – w szczególności CO2, ciekłych i stałych),
n
n
n
zwiększania uzysków materiałowych (zmniejszanie
odpadów technologicznych i wybraków, ograniczenie
utleniania powierzchni stali w procesie produkcyjnym),
zastosowania technik komputerowych do sterowania
procesami technologicznymi,
zwiększania stopnia integracji procesów technologicznych.
Zarządzanie produkcją i handlem z wykorzystaniem
systemów informatycznych
Zastosowanie informatyki w hutnictwie światowym
dotyczyło na początku przede wszystkim procesów
produkcyjnych. Głównym celem jest w tym przypadku
większa kontrola nad parametrami technologicznymi
i jakością wyrobów. Do najważniejszych osiągnięć należy zaliczyć stworzenie oprogramowania pracującego
w czasie rzeczywistym. Jednocześnie, zgodnie z procesami przebiegającymi w całej gospodarce, wdrażano
systemy wspomagające rachunkowość i zarządzanie
finansami.
Następnym etapem rozwoju jest Electronic-Commerce, czyli zastosowanie technologii informatycznych
związanych z Internetem i telekomunikacją do prowadzenia działalności gospodarczej. Przykładem tego rodzaju zastosowań jest tworzenie platform handlu stalą
i innymi wyrobami przemysłowymi. Dzięki takim rozwią-
22
zaniom można osiągnąć sprawniejsze funkcjonowanie
rynku oraz obniżenie kosztów zawieranych transakcji.
Do fundamentów nowej gospodarki elektronicznej
można zaliczyć:
n ideę: w e-gospodarce aktywa niemierzalne (idee,
ludzie) są przy wycenie firmy cenniejsze niż aktywa
mierzalne,
n rynek, który jest globalny i otwarty,
n towar, który jest w zasięgu „myszki”, a o jego nabyciu
często decyduje impuls,
n klienta, który dzięki sieci pozostaje w bezpośrednim
kontakcie ze sprzedawcą, co sprzyja negocjowaniu
cen i lepszemu poznaniu.
Najważniejsze korzyści dla przedsiębiorstwa korzystającego z Internetu są następujące:
n całodobowa obsługa partnerów i klientów,
n spadek wydatków na kampanie promocyjne i reklamowe,
n łatwy i szybki kontakt z partnerami i klientami,
n wyeliminowanie części dokumentów tworzonych
w formie papierowej,
n szybka korekta błędów w dokumentacji bankowej
i handlowej, a często ich całkowite wyeliminowanie,
n swobodny dostęp do informacji i rynku międzynarodowego,
n ułatwione i skuteczniejsze poszukiwanie nowych
partnerów handlowych,
n zmniejszenie zależności od rynku lokalnego i sezonowych zmian sprzedaży niektórych towarów,
n zdobywanie wiedzy o konkurencji i stałe monitorowanie jej poczynań.
Organizacja posiadająca własną stronę internetową,
za pomocą której może kontaktować się z otoczeniem,
przybiera formę organizacji wirtualnej, którą charakteryzują następujące cechy:
n jest zorientowana na klienta, co oznacza, że jej procesy zadaniowe są wyraźnie na niego skierowane,
n dąży do jednoznacznie określonych celów, które są
przez wszystkich uczestników znane i akceptowane,
n ma zdolność do postrzegania szans rynkowych bez
długotrwałych przygotowań administracyjnych, gdy
powstaną nowe okazje, może się na nowo formować,
przegrupowywać lub nawet powstawać od nowa,
n może szybciej decydować,
n opiera się na wielkości zaufania,
n dba o częste i rzetelne informacje, komunikaty oraz
styl zarządzania.
Technologia informatyczna wpływa nie tylko na sposób kontaktowania się przedsiębiorstwa z otoczeniem,
ale zmienia całkowicie organizację i zarządzanie. Or-
ganizacje hutnicze staną się w przyszłości bardziej elastyczne i nastawione na zmianę.
W przypadku hutnictwa polskiego, przyspieszenie
procesów informatyzacji może nastąpić dopiero teraz,
kiedy uporano się już ze zmianami własnościowymi,
restrukturyzacją zatrudnienia oraz modernizacją części
przetwórczej zakładów.
Stopień informatyzacji polskich hut przed rozpoczęciem restrukturyzacji był bardzo niski. Zakłady korzystały zazwyczaj z aplikacji pisanych na zamówienie
lub stworzonych przez specjalistów z wewnątrz firmy.
Dodatkowy kapitał, który został udostępniony przez inwestorów strategicznych wykorzystano do rozpoczęcia
modernizacji struktur informatycznych. Obecnie wdrażane są podstawowe systemy ERP (systemy wspomagające zarządzanie), które będą pracowały w sferach
finansów, gospodarki remontowej i magazynowej oraz
sprzedaży.
Najpoważniejszym klientem, który zgłasza zapotrzebowanie na tego rodzaju usługi jest Mittal Steel
Poland. W przypadku tej firmy rozpoczęto już wdrażanie zintegrowanego systemu zarządzania SAP R/3.
Zastąpi on działający już w części hut system IFS. Do
najważniejszych producentów systemów ERP na rynku
polskim należą: SAP (ok. 33%), ORACLE (ok. 15%),
IFS (ok. 8%), Comarch (ok. 6%) i QAD (ok. 5%). Rynek
jest więc zdominowany przez SAP i ORACLE i sytuacja ta nie powinna zmienić się w najbliższym czasie.
SAP (Systems, Applications and Products in Data Processing) to firma założona w 1972 roku w niemieckim
Mannheim. Pierwsza wersja systemu R/1 była oprogramowaniem wspomagającym rachunkowość przedsiębiorstw. W następnych latach system został rozwinięty,
umożliwiając wspomaganie zarządzania w większości
głównych obszarów działalności przedsiębiorstwa.
W najbliższych latach można spodziewać się wdrożeń, które będą dotyczyć przede wszystkim zarządzania finansami i księgowością oraz CRM (Customer
Relationship Management) czyli zarządzania relacjami
z klientami. Może to nastąpić ze względu na rozwój
centrów serwisowych i specjalistycznej produkcji dostosowanej do ściśle określonych potrzeb klienta. Wspomaganie zarządzania finansami to przede wszystkim
lepsza kontrola kosztów na różnych szczeblach działalności oraz przepływów gotówkowych. Te ostatnie
usprawniane są również dzięki wykorzystaniu systemów bankowości elektronicznej. Od 3 sierpnia 2005
roku można wystawiać i przesyłać faktury w formie
elektronicznej. W przyszłości należy się spodziewać
zintegrowania systemów rachunkowości, bankowości
elektronicznej, kontrolingu i zarządzania finansami,
a nawet zintegrowania ich z systemami wspomagającymi procesy czysto technologiczne. CRM to nie tylko
system informatyczny, ale sposób postępowania, dzięki któremu możliwe staje się zbudowanie lojalnej grupy
stałych klientów. Podstawą systemu są bazy danych
(hurtownie danych), których obsługa również wymaga
specjalistycznego oprogramowania. Należy w związku
z tym spodziewać się, że pierwszym etapem będzie
tworzenie takich baz. Następnie konieczne stanie się
zastosowanie nowoczesnych metod analizy danych,
aby sprawniej wykorzystywać przechowywaną informację. Przykładami takich analiz mogą być:
n segmentacja klientów,
n analizy związane z cyklem życia klienta,
n analiza zadowolenia klienta (budowanie map zadowolenia klienta),
n analiza koszykowa i połączeń.
Biorąc pod uwagę umiejscowienie przemysłu stalowego pomiędzy dostawcami surowców i producentami
dóbr konsumpcyjnych, należy zwrócić również uwagę na zastosowanie technologii informatycznych do
usprawnienia przepływów informacji i kapitału pomiędzy przedsiębiorstwami. Zastosowania te opierają się
na wykorzystaniu tej samej technologii co w relacjach
z konsumentem. Bardziej istotne w tym przypadku jest
zintegrowanie systemów rachunkowości we współpracujących przedsiębiorstwach. Podczas gdy w relacjach
z klientami wykorzystywany jest Internet, to w relacjach
pomiędzy odbiorcami a dostawcami częściej wykorzystywane są technologie VAN (Value Added Network).
Dzięki temu można ograniczyć na przykład koszty produkcji i gromadzenia zapasów. Technologia ta wywodzi
się od systemów EDI czyli Elektronicznej Wymiany Danych. Wymiana dokonywana jest w tym przypadku przy
minimalnej ingerencji człowieka w formatach opisanych
międzynarodowymi standardami. Łączy ona możliwości informatyki i telekomunikacji. Umożliwia przede
wszystkim eliminację dokumentów papierowych. EDI
leży u podstaw takich strategii jak:
n stałe uzupełnianie zapasów (Continous Replenishment),
n dostawy na czas (Just in Time),
n śledzenie transportu,
n płatności elektroniczne.
VAN dostarcza prostego rozwiązania potrzeb komunikacyjnych EDI. W przypadku dużych przedsiębiorstw,
takich jak huty, stosowanie wewnętrznych sieci VAN jest
częściej spotykane niż wykorzystanie Internetu. Oprócz
tego do komunikacji pomiędzy partnerami handlowymi
mogą być wykorzystywane takie media komunikacyjne
23
jak: sieć ISDN, sieć PSTN, wewnętrzny Intranet i Extranet.
Można zatem stwierdzić, że najbliższa przyszłość
będzie związania z tworzeniem dużych baz danych,
sieci łączących partnerów handlowych i rozbudową systemów wspomagania zarządzania. Wszystkie części
systemu informatycznego będą coraz bardziej zintegrowane.
SAP proponuje zbiór rozwiązań informatycznych
nazywany mySAP Business Suite. Jest to platforma
umożliwiająca zintegrowanie osób, informacji i procesów rozdzielonych pomiędzy partnerami handlowymi.
Rozwiązania takie są charakterystyczne dla bardzo
innowacyjnego i wysoce zmiennego otoczenia gospodarczego. Gwarantują one wysoką elastyczność organizacji i umożliwiają szybką adaptację do zmieniających się warunków gospodarczych. Takie rozwiązania
informatyczne, które pozwalają zintegrować działania
w różnych organizacjach sprawiają, że stają się one systemami bardziej otwartymi i w większym stopniu zdolnymi do działań adaptacyjnych. Platforma SAP składa
się z następujących części:
n mySAP Customer Relationship Management (CRM),
n mySAP ERP,
n mySAP ERP Financials (finanse),
n mySAP ERP Human Capital Management (zarządzanie kadrami),
n mySAP ERP Operations,
n mySAP ERP Corporate Services,
n mySAP Product Lifecycle Management (zarządzanie
projektami, rozwój produktu, zarządzanie majątkiem
trwałym i jakością),
n mySAP Supplier Relationship Management (zarządzanie relacjami z dostawcami),
n mySAP Supply Chain Management (zarządzanie
łańcuchem dostaw).
Rozwiązanie to zgodne jest z kierunkiem rozwoju
opartym na integracji systemów informatycznych i integracji organizacji gospodarczych.
Biorąc pod uwagę dotychczasowy rozwój należy się
spodziewać, że w najbliższej przyszłości systemy informatyczne będą rozwijały się zgodnie z kierunkiem
nadanym przez rozwój organizacji gospodarczych.
Przyjęto bowiem, że takie pojęcia jak równowaga czy
optymalizacja nie nadają się do opisu organizacji działającej w społeczeństwie informacyjnym. Zamiast tego
ważniejsze stają się pojęcia braku równowagi i adaptacji. Organizacje gospodarcze mogą być opisywane jako
samoorganizujące się, otwarte i dynamiczne systemy
złożone, które wykazują własności systemów cybernetycznych. Dysponują one zatem układami informa-
24
cyjno-regulującymi, do których można zaliczyć systemy informatyczne. Takie rozwiązania proponowane są
przez SAP, czyli dostawcę oprogramowania dla Mittal
Steel Poland.
Hutnictwo – sektor przyjazny dla środowiska
naturalnego
Hutnictwo żelaza i stali wypełniając postanowienia
Protokołu z Kioto w sprawie zmian klimatu, uczestniczy w handlu uprawnieniami do emisji do powietrza
gazów cieplarnianych i innych substancji. Do dnia wejście w życie ustawy z dnia 22 grudnia 2004 r. o handlu
uprawnieniami do emisji do powietrza gazów cieplarnianych i innych substancji (Dz. U. 2004 r. Nr 281 poz.
2784.) nie było obowiązku monitorowania emisji dwutlenku węgla pochodzącego z procesów spalania i procesów technologicznych. Ustawa wprowadziła nowe
narzędzie, jakim jest system handlu uprawnieniami do
emisji. Dla systemu handlu emisjami najważniejszą
kwestią jest ustalenie rzeczywistej emisji do powietrza
dwutlenku węgla, m.in. poprzez proces monitorowania tej emisji. W pierwszym tzw. KPRU (Krajowy Plan
Rozdziału Uprawnień) na lata 2005–2007 na hutnictwo
przypadło nieco ponad 5% całości uprawnień, w drugim
na lata 2008–2012 – ok. 6,5%.
Emisje CO2 pochodzące z procesów produkcji stali
dotyczą zarówno spalania paliw kopalnych, jak i używania czynnika redukcyjnego – koksu, w procesie produkcji surówki i stali surowej. Etap produkcji surówki
i stali surowej jest najbardziej energochłonny, wytwarza
także największe emisje CO2 i odpowiada za ok. 60%
zapotrzebowania na energię. Niżej plasuje się walcowanie (25%), spiekanie (9%) i proces koksowniczy (ok.
7%); przy założeniu, że wliczamy energię elektryczną.
Ponieważ większość emisji CO2 w procesie produkcji
stali związana jest z procesami technologicznymi i użyciem węgla, redukcje emisji możliwe są tylko poprzez
poprawę efektywności energetycznej procesu.
W niektórych zakładach sektora, gdzie możliwa jest
poprawa efektywności energetycznej i usprawnienia
procesowe, redukcje emisji mogą być osiągane poprzez modernizację produkcji, np. wykorzystanie procesu ciągłego odlewania stali. Ten nowoczesny proces
należy do mniej energochłonnych i przyczynia się do
ograniczenia emisji. Przewiduje się systematyczne
zmniejszanie wskaźnika emisji CO2 na tonę produkcji
stali surowej w latach 2008–2012 (rys. 27). W okresie
KPRU II wskaźnik ten zmniejszy się z 0,541 do 0,532
ton CO2/tonę produkcji stali surowej, (o 1,7%).
Rys. 27. Prognozowana zmiana wskaźnika emisji CO2 na tonę produkcji stali surowej
w okresie obowiązywania KPRU II
Kolejnym bardzo istotnym elementem zintegrowanego zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń jest
Polityki Klimatycznej Polski, w której założono redukcję
emisji gazów cieplarnianych o 30–40% do 2020 r.
ochrona przed skażeniami radioaktywnymi. Potencjalnymi źródłami skażeń radioaktywnych w hutnictwie są
przede wszystkim złom i inne materiały wsadowe oraz
Atrakcyjne i bezpieczne wysokokwalifikowane
stanowiska pracy w hutnictwie
materiały pomocnicze (rudy, topniki, zasypki i materiały
ogniotrwałe). Najczęściej stwierdzaną przyczyną skażenia złomu jest jego skażenie sztucznym izotopem kobaltu Co-60. W dodatkowych materiałach wsadowych
i pomocniczych występują przede wszystkim naturalne
pierwiastki promieniotwórcze, takie jak: rad, tor, ameryk
i uran.
Coraz częściej odbiorcy wyrobów hutniczych żądają
atestu „promieniotwórczej czystości” stali, określając
dopuszczalną granicę radioaktywności na poziomie nie
przekraczającym 0,1 Bq/g. Niejednokrotnie od dostawcy wymaga się udokumentowania procedur monitoringu radioaktywności w toku całego cyklu produkcyjnego
i gospodarki odpadami. Przytoczony wyżej poziom radioaktywności uznany za dopuszczalny, zgodny jest ze
wskazaniami Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej oraz międzynarodowego zespołu ekspertów krajów
Unii Europejskiej. Obiegowo określa się go jako tzw.
„business acceptance limit”.
Wprowadzanie nowych technologii hutniczych lub ich
modyfikacja powinny więc pozwolić na ograniczenie
emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych z procesów
hutniczych oraz zmniejszać strumienie odpadów i odpadowej energii, co będzie istotnym wkładem sektora do
Wyobrażenie o przemyśle hutniczym oraz jakość
wyrobów stalowych związane są bezpośrednio ze środowiskiem pracy i miejscami pracy. Stałe eliminowanie
zagrożeń w miejscu pracy i dążenie do zerowej wypadkowości są priorytetowymi kierunkami badań w tym obszarze.
W zglobalizowanej gospodarce, w której następuje
współoddziaływanie różnych gałęzi przemysłu, działających pod presją rosnącej konkurencyjności, należy
zwrócić specjalną uwagę na formy organizacji pracy,
metody zarządzania zasobami ludzkimi, zdolności pracowników oraz ich ustawiczne doskonalenie.
Zainteresowanie młodych ludzi pracą w przemyśle
hutniczym stanowi poważne wyzwanie nadchodzących lat. „Kultura Stali” wymaga pracowników o zdolnościach w wielu dziedzinach. Bezpieczeństwo pracy
w tym przemyśle, atrakcyjność zarobków, możliwość
rozwijania indywidualnych karier itp., to cechy, które
szeroko prezentowane w ogłoszeniach i kampaniach
reklamowych, mogą wytworzyć pozytywny i atrakcyjny
obraz tego przemysłu w społeczeństwie.
Wraz z rozwojem technologicznym hutnictwa będzie
stale rosło zapotrzebowanie na pracowników z wyższym wykształceniem. Struktura wiekowa zatrudnienia
25
w hutnictwie wskazuje, że w niedalekiej przyszłości
znaczna część doświadczonej kadry odejdzie z pracy z przyczyn naturalnych. Wymaga to wypracowania
i zastosowania odpowiednich metod zaradczych, które
zapobiegną tworzeniu się wakatów w hutnictwie.
Szybki rozwój technologii hutniczych wymaga szybkiego dostosowywania się pracowników do zmieniających się warunków pracy. Wymaga to m.in. propagowania wymiany doświadczeń pomiędzy przedsiębiorstwami hutniczymi w tym zakresie.
Materiały źródłowe
1. European Steel Technology Platform – Vision 2030.
Report of the Group of Personalities, European Commission, March 2004
26
2. European White Book on Fundamental Research in
Materials Science, Max-Planck-Institute für Metallforschung, Stuttgart, 2001
3. Sustainability Report of the World Steel Industry 2005
– Steel: The Foundation of a Sustainable Future, International Iron and Steel Institute, 2006
4. World Steel in Figures, International Iron and Steel
Institute, 2006
5. Monitorowanie przebiegu procesu restrukturyzacji
hutnictwa żelaza i stali w Polsce, w tym bieżącego
stanu sektora i rynku wyrobów hutniczych. Instytut
Metalurgii Żelaza, Akademia Górniczo-Hutnicza/Wydział Zarządzania, Centrum Usług Informatycznych
CIBEH, marzec 2006
6. Birat J.P.: Innovation paradigms for the steel industry
of the 21st Century – Future directions for steel industry and continuous casting, La Revue de Metallurgie
– CIT, t. 99, 2002, nr 11, s. 957
3. Program PPTS a Program ESTEP
27
Program PPTS a Program ESTEP
Program ESTEP
Program PPTS
A: Safe, clean, cost-effective and low capital technologies
(Bezpieczne, czyste, oszczędne i niskonakładowe
technologie)
OB-2. Bezpieczne, czyste, oszczędne i niskonakładowe
technologie
Novel integrated routes for an ”oxide free” and energy efficient
processing (Ograniczenie zjawiska utleniania metalu w procesie
produkcyjnym i jego niekorzystnych konsekwencji)
KB-2.4. Ograniczenie zjawiska utleniania w procesach
metalurgicznych
Flexible and multifunction production chain (Zwiększenie
elastyczności i wielofunkcyjności ciągu produkcyjnego)
KB-2.1. Zwiększenie elastyczności i wielofunkcyjności linii
produkcyjnych
Intelligent manufacturing („Inteligentna produkcja” jako sposób
na zapewnienie stabilności procesu i wyrobu)
KB-2.3. Zintegrowane zarządzanie produkcją i doskonalenie
technologii z wykorzystaniem wspomagania
informatycznego, automatyzacji procesów, systemów
monitoringu oraz symulacji i modelowania
KB-2.2. Rozwój procesów metalurgicznych ukierunkowany na
poprawę jakości wyrobów i obniżenie kosztów produkcji
B: Rational use of energy, resources and residues
management (Racjonalne wykorzystanie energii oraz
zarządzanie zasobami i odpadami)
OB-3. Racjonalna gospodarka surowcami i mediami
oraz ochrona środowiska
The greenhouse gases challenge (Ograniczenie emisji gazów
cieplarnianych)
KB-3.4. Ograniczenie zanieczyszczenia środowiska
Energy effectiveness & Resources savings (Efektywne
wykorzystanie energii i surowców w procesach metalurgicznych)
KB-3.1. Racjonalne wykorzystanie i oszczędność surowców
wsadowych
KB-3.2. Efektywne wykorzystanie energii i innych mediów
w procesach metalurgicznych
KB-3.3. Recykling surowców metalonośnych i utylizacja
materiałów odpadowych hutnictwa
Societal impact of materials (Zalety stali w odbiorze społecznym)
C: Appealing steel solutions for end-users (Wyroby stalowe
atrakcyjne dla użytkowników)
OB-1. Wyroby stalowe atrakcyjne dla użytkowników
Cost-effective processing of special steels for the future
(Stale dla przyszłości i efektywne ekonomicznie procesy
ich wytwarzania)
KB-1.2. Opracowanie nowych wyrobów stalowych i gatunków
stali z perspektywą wdrożenia do roku 2030
Automotive industry (Wyroby dla sektora samochodowego)
Construction and infrastructure sector (Wyroby dla budownictwa
i infrastruktury)
KB-1.3. Rozwój właściwości wyrobów stalowych produkowanych
obecnie (budownictwo, transport kolejowy, przemysł
wydobywczy, budowa statków, energetyka)
KB-1.1. Prognozowanie wielkości i struktury asortymentowej
zużycia stalowych wyrobów hutniczych
z uwzględnieniem obecnych i przyszłych potrzeb
przetwórców i użytkowników
D: Attracting and securing qualified people to help
meeting steel sector ambitions (Kwalifikowane kadry
dla przemysłu stalowego)
OB-4. Kwalifikowane kadry dla przemysłu stalowego
Health and Safety (Zdrowie i bezpieczeństwo pracy)
KB-4.2. Kształtowanie optymalnych warunków pracy
w hutnictwie
Demand for highly skilled educated people (Zapotrzebowanie
na wysokokwalifikowanych pracowników)
KB-4.1. Kształcenie i pozyskiwanie wysokokwalifikowanych
kadr dla hutnictwa
How to attract qualified people (Sposoby pozyskiwania kadry
dla sektora stalowego)
Life-Long learning (Kształcenie oraz ustawiczne doskonalenie
kadr dla hutnictwa)
Human Resources Management (Zarządzanie zasobami
ludzkimi w hutnictwie)
28
KB-4.3. Zarządzanie zasobami ludzkimi w zglobalizowanym
hutnictwie
4. Program badań PPTS
29
Program badań PPTS OBSZAR BADAWCZY NR 1:
OB-1.Wyroby stalowe atrakcyjne dla użytkowników
OBSZAR BADAWCZY NR 1:
OB-1. Wyroby stalowe atrakcyjne dla użytkowników
30
Wprowadzenie
Sektor stalowy w Polsce jest obecnie spójną częścią
hutnictwa europejskiego i światowego. Program rozwoju sektora stalowego w Polsce, dla którego wsparciem ma być Strategiczny Program Badań, powinien
uwzględniać z jednej strony integrację hutnictwa krajowego z hutnictwem europejskim i światowym, a z drugiej strony także specyfikę hutnictwa krajowego pod
względem technologicznym i ekonomicznym oraz specyfikę lokalnego rynku wyrobów stalowych. Ze względów ekonomicznych i logistycznych, lokalny rynek
wpływa i będzie nadal wpływał w znacznym stopniu na
sytuację hutnictwa w Polsce.
W obszarze badawczym: „Wyroby stalowe atrakcyjne dla użytkowników” wybrano trzy priorytetowe
kierunki badawcze:
n 1.1. Prognozowanie wielkości i struktury asortymentowej zużycia stalowych wyrobów hutniczych
z uwzględnieniem obecnych i przyszłych potrzeb
przetwórców i użytkowników
n 1.2. Opracowanie nowych wyrobów stalowych i gatunków stali z perspektywą wdrożenia do roku 2030
n 1.3. Rozwój właściwości wyrobów stalowych produkowanych obecnie.
W Polsce nie są prowadzone systematyczne i szczegółowe badania potrzeb i oczekiwań odbiorców wyrobów stalowych, a także nie opracowano długoterminowej prognozy wielkości i asortymentowej struktury
zużycia wyrobów stalowych. Celem badań i analiz w ramach kierunku 1.1 jest opracowanie bazowej wiedzy
o obecnym stanie i prognozowanym rozwoju rynków,
na które są lub mogą być dostarczane wyroby wytwarzane przez krajowe hutnictwo. Wiedza ta ma posłużyć
do opracowania szczegółowych zakresów kierunków
badawczych i wymaganych celów do osiągnięcia przez
projekty badawcze, realizowane w ramach poszczególnych kierunków badawczych. Kierunek badawczy 1.2
obejmuje badania nad opracowaniem nowych wyrobów
stalowych lub wyrobów z udziałem stali, dotychczas nie
produkowanych. Wyboru tego kierunku badawczego
dokonano w oparciu o przekonanie, że krajowe jednostki naukowo-badawcze dysponują ofertą konkurencyjną
w stosunku do ośrodków europejskich. Nowe wyroby
stalowe będą decydować o konkurencyjności stali jako
materiału konstrukcyjnego w dłuższej perspektywie
czasowej. W krótszej perspektywie czasowej, o konkurencyjności stali i o sytuacji sektora stalowego decyduje
polepszanie właściwości użytkowych przy atrakcyjnej
cenie wyrobów stalowych stosowanych obecnie przez
ich odbiorców – ta tematyka została objęta kierunkiem
badawczym 1.3.
W przedstawionych trzech kierunkach badawczych
określono problemy badawcze, uznane za priorytetowe
dla krajowego sektora stalowego. Definiując priorytetowe problemy badawcze dla sektora stalowego funkcjonującego w Polsce, uwzględniono obecny stan wiedzy
z zakresu:
n istniejącego lub przewidywanego zapotrzebowania
na wyniki badań,
n możliwości wykonania badań,
n możliwości wdrożenia wyników badań.
Przyjęto, że zaproponowana problematyka badawcza nie może powielać prowadzonych obecnie badań
w kraju lub w Europie czy w świecie, a powinna być
oryginalna lub stanowić uzupełnienie, rozwinięcie, dostosowanie do warunków lokalnych lub powinna być
twórczą konkurencją.
KB–1.1.
Prognozowanie wielkości i struktury
asortymentowej zużycia stalowych wyrobów
hutniczych z uwzględnieniem obecnych
i przyszłych potrzeb przetwórców i użytkowników
Prognoza struktury asortymentowej i wielkości rynku
wyrobów stalowych, z uwzględnieniem z jednej strony
możliwości wprowadzania nowych wyrobów stalowych,
a z drugiej strony konkurencyjności innych tworzyw
konstrukcyjnych, jest niezbędna do ustalenia programu
rozwoju wyrobów i technologii ich wytwarzania. Wyniki
badań i analiz realizowanych w ramach kierunku 1.1
mają służyć do zweryfikowania i uszczegółowienia tematyki w poszczególnych problemach badawczych.
PB–1.1.1. Ilościowa i asortymentowa prognoza zużycia
wyrobów stalowych w kraju oraz w regionach objętych
eksportem, w średniej (do roku 2015) i w długiej
(do roku 2030) perspektywie czasowej
Znajomość przyszłych potrzeb odbiorców w odniesieniu do ilości i struktury asortymentowej zużywanych
stalowych wyrobów hutniczych ma dla wytwórców kluczowe znaczenie ze względu na dostosowanie oferty
produkcyjnej do rzeczywistych potrzeb rynkowych,
a tym samym na właściwe planowanie rozwoju techniczno-technologicznego oraz asortymentowego. W tym
celu istotne jest opracowanie metodyki średniookresowej i długookresowej prognozy ilości i asortymentu zużycia wyrobów stalowych produkowanych obecnie oraz
nowych, będących na etapie wdrażania lub badań. Metodyka opracowania prognoz, zarówno w średniej (5÷8
31
lat) jak i dłuższej perspektywie czasowej musi uwzględniać m.in. zmiany otoczenia gospodarczego (wskaźniki
makroekonomiczne), zmiany rozwoju rynku w odniesieniu do poszczególnych grup asortymentowych wyrobów, stosowanie konkurencyjnych materiałów konstrukcyjnych, rozwój asortymentowy oferowanych stalowych wyrobów hutniczych. Innym istotnym obszarem
badawczym w odniesieniu do prognoz, jest prognoza
ilości i struktury asortymentowej zużycia w kraju i w regionach objętych eksportem wyrobów stalowych zarówno produkowanych obecnie – ze wskazaniem wyrobów rozwojowych i wyrobów schodzących z rynku dla
średniej i długiej perspektywy czasowej, jak i nowych
wyrobów stalowych będących w stadium wdrażania lub
badań. Aby osiągnąć wymienione cele, zakres analiz
i badań powinien obejmować:
n Opracowanie metodyki średniookresowej i długookresowej prognozy ilości i asortymentu zużycia wyrobów
stalowych produkowanych obecnie oraz nowych, będących na etapie wdrażania lub badań
n Opracowanie prognozy ilości i struktury asortymentowej zużycia w kraju i w regionach objętych eksportem wyrobów stalowych produkowanych obecnie
– ze wskazaniem wyrobów rozwojowych i wyrobów
schodzących z rynku, dla średniej i długiej perspektywy czasowej
n Opracowanie prognozy zużycia w kraju i prognozy
możliwości eksportowych nowych wyrobów stalowych będących w stadium wdrażania lub badań.
PB–1.1.2. Obecne i przyszłe potrzeby przetwórców
i użytkowników wyrobów stalowych w kraju oraz
w regionach objętych eksportem w zakresie
właściwości technologicznych, użytkowych,
ekologicznych oraz parametrów ekonomicznych
Nowoczesne przedsiębiorstwa hutnicze mają orientację rynkową, tzn. produkują wyroby skierowane do
określonych grup odbiorców. Im większa jest znajomość potrzeb tych odbiorców, tym większa jest przewaga konkurencyjna. W celu poznania potrzeb odbiorców
w zakresie właściwości technologicznych, użytkowych,
ekologicznych i ekonomicznych wyrobów stalowych
niezbędne jest opracowanie metodyki określenia tych
potrzeb. Metodyka ta może opierać się o badania bezpośrednie realizowane za pomocą różnych sposobów
kontaktów z użytkownikami, np. poprzez stałe ankietowanie, wymianę informacji poprzez platformy internetowe, zbieranie danych na cyklicznych spotkaniach
z użytkownikami określonych grup asortymentowych
wyrobów, itp. W opracowywaniu metodyki musi być
uwzględniona stalochłonność wyrobów wytwarzanych
32
przez końcowych użytkowników wyrobów stalowych
oraz zastępowalność wyrobów stalowych elementami
z innych materiałów, jak np. tworzywa sztuczne, aluminium. Wynikiem badań odbiorców będzie opracowanie
zoptymalizowanego zestawu parametrów technologicznych, użytkowych, ekologicznych i ekonomicznych
dla poszczególnych grup asortymentowych stalowych
wyrobów hutniczych.
Aby osiągnąć wymienione cele, zakres analiz i badań
powinien obejmować:
n Opracowanie metodyki badań potrzeb użytkowników
wyrobów stalowych w odniesieniu do właściwości
technologicznych, użytkowych, ekologicznych i ekonomicznych, z uwzględnieniem konkurencji innych
materiałów konstrukcyjnych
n Opracowanie na podstawie wyników badań odbiorców zoptymalizowanego zestawu parametrów technologicznych, użytkowych, ekologicznych i ekonomicznych dla asortymentu wyrobów stalowych produkowanych obecnie
n Opracowanie na podstawie badań odbiorców i analiz
prognostycznych pożądanych cech nowych wyrobów
stalowych.
KB–1.2. Opracowanie nowych wyrobów stalowych
i gatunków stali z perspektywą wdrożenia do roku
2030
Z dotychczasowych doświadczeń związanych z wprowadzaniem do produkcji przemysłowej i na rynek nowych materiałów wynika, że w perspektywie czasowej
do roku 2030 nie wejdzie do produkcji nowy materiał
konstrukcyjny o masowym zastosowaniu, który mógłby
w znacznym stopniu zastąpić któryś z głównych obecnie stosowanych materiałów konstrukcyjnych, których
udział w zużyciu przekracza obecnie 90%, tj.: beton, stal
i stopy żelaza, tworzywa sztuczne, aluminium i drewno.
Występuje i będzie występowała ciągła konkurencja
pomiędzy podstawowymi materiałami konstrukcyjnymi,
która jest głównym motorem rozwoju wyrobów z tych
materiałów.
Do wielu zastosowań mogą zostać użyte zamiennie
różne materiały konstrukcyjne. Wybór materiału dokonywany jest przez użytkownika na podstawie oceny zestawu następujących czynników:
n możliwości spełnienia wymaganych właściwości
technologicznych (istotnych podczas przetwarzania
do ostatecznej postaci użytkowej) i właściwości użytkowych,
n cena,
uzyskanie przez użytkownika nowych dla niego właściwości, ponad oczekiwania, wpływających na polepszenie warunków przetwarzania lub użytkowania,
n dostępność na rynku, relacje z dostawcą (producentem),
n aspekty ekologiczne związane z przetwarzaniem
i użytkowaniem.
Jednym z istotnych sposobów zwiększania konkurencyjności i atrakcyjności stali w stosunku do innych
tworzyw konstrukcyjnych jest oferowanie wyrobów
o lepszych cechach użytkowych. Długookresowa polityka w tym zakresie powinna być oparta o programy
mające na celu opracowanie i wprowadzenie na rynek
nowych wyrobów stalowych lub materiałów konstrukcyjnych z udziałem stali. Na podstawie przeglądu prac
badawczych prowadzonych w świecie i w Polsce nad
nowymi wyrobami ze stali i stopów żelaza, wytypowano
trzy przedstawione poniżej problemy badawcze, nad
którymi badania są już w takim stopniu zaawansowane,
iż dają nadzieję na uzyskanie efektów w postaci zastosowań przemysłowych.
Projektowanie nowych wyrobów stalowych lub
z udziałem stali wiąże się z opracowaniem nowych lub
modyfikacją stosowanych obecnie technologii wytwarzania i przetwarzania.
Nowe wyroby stalowe powinny być oferowane użytkownikom razem z dostosowanymi do właściwości tych
wyrobów technologiami formowania, cięcia i obróbki
mechanicznej oraz łączenia – w szczególności spawania.
n
PB–1.2.1. Wyroby stalowe o strukturze
superdrobnoziarnistej i nanokrystalicznej
Główną zaletą wyrobów charakteryzujących się strukturą superdrobnoziarnistą i nanokrystaliczną jest możliwość osiągnięcia wysokiej wytrzymałości i innych cech
użytkowych na wymaganym poziomie, bez stosowania
zwiększonej zawartości pierwiastków stopowych, tak jak
to ma miejsce w przypadku konwencjonalnych struktur
polikrystalicznych. Rozdrobnienie ziarna, jako jedyna
metoda umacniania metali i stopów, powodująca także
zwiększenie plastyczności i ciągliwości, jest obiektem
szczególnego zainteresowania badaczy i technologów.
W okresie ostatnich kilkunastu lat przedmiotem badań
i prób przemysłowych były metody wytworzenia struktury superdrobnoziarnistej (SDZ) lub ultradrobnokrystalicznej. Badania te nadal są intensywnie rozwijane.
Nie istnieje fizyczna granica tak zdefiniowanej struktury
i dlatego umownie przyjmowana graniczna wielkość
ziarna dla SDZ zawiera się w przedziale 5÷1 µm, a naj-
częściej jest to 2 lub 3 µm. Za pomocą klasycznej technologii obróbki cieplnoplastycznej dla blach o grubości
10÷12 mm można osiągnąć w stalach mikrostopowych
niskowęglowych minimalną wielkość ziarna ferrytu 4÷5
µm. Dalsze rozdrobnienie ziarna może nastąpić przez
odkształcenie (walcowanie) dużymi gniotami w zakresie ferrytycznym lub nawet przez międzyoperacyjne
walcowanie na zimno. Osiągnięcie wielkości ziarna
1÷2 µm, a nawet poniżej 1 µm, dotychczas jest możliwe tylko w warunkach laboratoryjnych z zastosowaniem stosunkowo skomplikowanych (przez niektórych
nazywanych „egzotycznymi”) operacji odkształcenia
i obróbki cieplnej, nie nadających się do przeniesienia
do warunków przemysłowej masowej produkcji. Prace
nad komercjalizacją technologii wytwarzania stali SDZ
przebiegają nadal intensywnie w Japonii, Korei i w Chinach, a także w Europie. Podstawowym problemem w
przypadku stali SDZ jest, poza technologicznymi trudnościami ich wytwarzania, występowanie – obok ich zalet – również pewnych cech negatywnych. Do niewątpliwych zalet stali SDZ należy ich wysoka wytrzymałość
uzyskiwana przy zawartości węgla najczęściej poniżej
0,15%, zawartości manganu w granicach 1,0÷1,5% i
ewentualnych mikrododatkach pierwiastków o silnym
powinowactwie do węgla i/lub azotu, najczęściej niobu.
Przy tak ubogim składzie stale SDZ osiągają wartość
granicy plastyczności dochodzącą do 780 MPa (tj. 2 do
2,5 razy wyższą w porównaniu ze stalami o konwencjonalnej wielkości ziarna) i niską temperaturę przejścia w
stan kruchy, poniżej -150°C. Dotychczas stwierdzone
niekorzystne cechy stali SDZ są następujące:
n niestabilny, przebiegający bez efektu umocnienia,
proces płynięcia plastycznego po przekroczeniu granicy plastyczności (lokalizacja odkształcenia) i bliskie
jedności wartości stosunku wytrzymałości do granicy
plastyczności,
n mniejsze wydłużenie całkowite niż stali o strukturze
konwencjonalnej,
n silna zależność granicy plastyczności od wielkości
ziarna, która utrudnia wytworzenie stali o stabilnych
właściwościach,
n rozrost ziarna w strefie wpływu ciepła wprowadzanego podczas spawania lub zgrzewania.
Strukturę przyjęto nazywać nanokrystaliczną, gdy
wielkość ziarna jest mniejsza od 100 nm, chociaż podawane są również inne granice, np. H. Gleiter jako
przedział wielkości krystalitów w nanostrukturach podaje 1÷10 nm. Nanostruktury w metalach i stopach można wytwarzać metodami: metalurgii proszków, dużym
stopniem odkształcenia, przechłodzeniem ze stanu ciekłego z kontrolowaną krystalizacją, osadzaniem elek-
33
trochemicznym z kontrolowaną krystalizacją. W odnie-
watorskich rozwiązań mogą okazać się reguły stosowa-
sieniu do stopów żelaza, w tym stali, w ostatnich latach
ne w projektowaniu stopów lekkich z udziałem żelaza.
największa liczba badań dotyczyła zastosowania różnych metod odkształcenia plastycznego do otrzymania
struktur nanokrystalicznych. Zastosowanie tych metod
prowadziło do otrzymania nanostruktury w małych objętościach metalu. Na obecnym etapie badań nie wskazano procesu technologicznego, którego zastosowanie
mogłoby doprowadzić do produkcji wyrobów stalowych
w dużych ilościach.
Podobnie jak w przypadku struktury SDZ, główną za-
Struktura
amorficzna
(niekrystaliczna)
powstaje
w wyniku przechłodzenia i zestalenia atomowej struktury stanu ciekłego. Dla czystych metali wymagane są
bardzo duże szybkości chłodzenia w celu uzyskania
stanu amorficznego. W przypadku żelaza i stali nisko-
letą struktury nanokrystalicznej jest osiągnięcie wyso-
stopowej wytworzenie struktury amorficznej wymaga
kiej wartości granicy plastyczności i wytrzymałości bez
przechłodzenia z szybkościami rzędu 105 Ks-1, co limi-
dodatków stopowych. Dla czystego żelaza o strukturze
tuje grubości takiego materiału amorficznego do mak-
nanokrystalicznej osiągnięto wytrzymałość na rozciąga-
simum 50 µm. Badania nad wpływem składu chemicz-
nie 895 MPa, tj. ok. 3,5 razy większą od wytrzymałości
nego na podatność do powstania struktury amorficznej
żelaza o konwencjonalnej strukturze polikrystalicznej.
doprowadziły do odkrycia mechanizmów i składów sto-
Nanostruktury obecnie wytwarzane w stalach cha-
pów sprzyjających zwiększeniu tej podatności. W przy-
rakteryzują się małym umocnieniem podczas odkształ-
padku żelaza jako osnowy są to stopy z układów Fe-(Al,
cenia plastycznego i niestabilnością płynięcia plastycz-
Ga)-(P,C,B,Si) oraz Fe-(Co,Ni)-(Zr,Hf,Nb,Ta)-B, dla któ-
nego wywołaną lokalizowaniem się odkształcenia oraz
rych szybkość krytyczna mieści się w zakresie 200÷400
stosunkowo małym wydłużeniem względnym.
PB–1.2.2. Stale o obniżonej gęstości (gatunki stopowe
z pierwiastkami lekkimi) i stopy lekkie z udziałem żelaza
Podwyższenie stosunku wytrzymałości do masy
konstrukcji, przy zachowaniu na wymaganym poziomie innych charakterystyk materiałowych, jest jednym
Ks-1, co pozwala uzyskać zwiększone grubości materiału amorficznego.
Materiały amorficzne charakteryzują się zespołem
właściwości mechanicznych nieosiągalnych dla konwencjonalnych struktur polikrystalicznych lub mikroi nanokrystalicznych. Główną ich cechą jest bardzo
z ważniejszych mierników postępu w procesie rozwoju
wysoka wytrzymałość i jednocześnie dobra odpor-
materiałów konstrukcyjnych. Podwyższanie wartości
ność na kruche pękanie oraz wysoka wytrzymałość
tego stosunku jest realizowane albo przez zwiększenie
zmęczeniowa. Stopy amorficzne na osnowie Fe typu
wytrzymałości określonego rodzaju materiału konstruk-
Fe72Al5Ga2P11C6B4 oraz Fe61Co7Zr10Mo5W2B15 osiągają
cyjnego, albo przez zastosowanie materiału o porów-
wytrzymałość 3000÷4000 MPa.
nywalnej wytrzymałości, ale o mniejszej gęstości, albo
Z analizy literatury i dotychczasowych doświadczeń
przez obydwa działania jednocześnie. W przypadku
jednoznacznie wynika, iż istnieje możliwość otrzymy-
wyrobów stalowych dotychczas stosowano wyłącznie
wania w stanie amorficznym tanich stopów na bazie
podwyższanie wytrzymałości i optymalizację kształtu
żelaza (zwanych stalami amorficznymi). Obecnie sto-
wyrobu. W ostatnich latach rozpoczęto badania nad
py takie można wytwarzać zarówno w postaci prętów
opracowaniem stali o obniżonej gęstości, przez wprowadzenie dodatków pierwiastków lekkich. Dotychczasowe badania dotyczą wprowadzania dodatku glinu.
Z opublikowanych rezultatów badań wynika, że dla
stali o zawartości ok. 8,5% Al, charakteryzującej się
niższą o 10% gęstością od klasycznych gatunków stali,
34
PB–1.2.3. Wyroby ze stali i stopów żelaza o strukturze
amorficznej
o średnicach sięgających 12 mm, jak również w postaci
cienkiej taśmy w formie zwojów. Taśmy takie mogą być
stosowane na przykład do wytwarzania hybrydowych
materiałów (kompozytów). Regulowana krystalizacja
materiałów amorficznych stanowi efektywną drogę do
można osiągnąć właściwości technologiczne spełniają-
wytwarzania stali nanokrystalicznych. Stalowe taśmy
ce wymagania przemysłu samochodowego. Problem
amorficzne są przedmiotem dużego zainteresowania
projektowania stali o obniżonej gęstości ma charakter
zachodnich ośrodków badawczych. Dotychczas taśmy
rozwojowy i należałoby oczekiwać kolejnych rozwiązań
takie nie zostały wprowadzone na rynki światowe jako
o istotnym znaczeniu komercyjnym. Bodźcami do no-
materiał komercyjny.
PB–1.2.4. Materiały konstrukcyjne kompozytowe
i hybrydowe z udziałem stali
razem ze zmodyfikowanymi technologiami ich przetwarzania.
Kompozyty warstwowe i materiały złożone (hybrydowe) z udziałem stali, charakteryzują się właściwościami
nieosiągalnymi dla pojedynczych materiałów konstrukcyjnych i dlatego stwarzają możliwości rozszerzania
zastosowań stali. Możliwości projektowania materiałów
kompozytowych są znaczne i dotychczas niewyczerpane. Jak dotąd, do użytku wprowadzono np. kompozyty
warstwowe składające się z blach stalowych i materiałów termoizolacyjnych oraz z materiałów dźwiękochłonnych, a także warstwowe pancerze zawierające stal
jako jedną z warstw.
PB–1.3.1. Wyroby i gatunki stali przeznaczone
do zastosowań w budownictwie i na konstrukcje
stalowe
KB–1.3. Rozwój właściwości wyrobów stalowych
produkowanych obecnie
Cechą unikatową stali, jako materiału konstrukcyjnego, jest możliwy do uzyskania bardzo duży zakres wartości podstawowych właściwości użytkowych, w tym
głównie wytrzymałości i plastyczności. Wytrzymałość
stali – w zależności od składu chemicznego i wytworzonej mikrostruktury – może zmieniać się w granicach
od ok. 50 MPa do ok. 5000 MPa. Z powodu różnorodnych metod kształtowania mikrostruktury i właściwości
stali, wciąż istnieje znaczny potencjał rozwoju obecnie
wytwarzanych wyrobów stalowych. Ten rodzaj rozwoju stwarza możliwości stosunkowo niskonakładowego
i szybkiego uzyskania efektów.
Poniżej podano wybrane grupy wyrobów stalowych,
których rozwój uznano za priorytetowy dla krajowego
sektora stalowego, biorąc pod uwagę uwarunkowania
wewnętrzne sektora – takie jak obecny i planowany
stan techniczno-technologiczny oraz obecne i przewidywane zapotrzebowanie na określony asortyment
wyrobów.
Rozwój wyrobów wiąże się z modyfikacjami technologii wytwarzania i dlatego badania dotyczące projektowania wyrobów stalowych o nowych lub polepszonych
właściwościach, obejmują także – w różnym stopniu
w zależności od konkretnego przypadku – doskonalenie lub modyfikowanie technologii wytwarzania stali,
półwyrobów i wyrobów stalowych oraz dostosowanie
technologii przetwarzania do nowych właściwości wyrobów.
Jeśli nowe właściwości wyrobów stalowych lub
z udziałem stali wpływają na technologie ich formowania, obróbki mechanicznej lub spajania, to nowe asortymenty wyrobów powinny być oferowane użytkownikom
Sektorem gospodarki o dużej stalochłonności i z perspektywami rozwoju dalszych zastosowań wyrobów
stalowych, jest budownictwo. W tym sektorze występuje silna konkurencja pomiędzy różnymi materiałami konstrukcyjnymi, w szczególności pomiędzy stalą
a konstrukcjami żelbetowymi. W państwach Europy
Zachodniej, gdzie istnieje atrakcyjna oferta przemysłu stalowego, daje się zauważyć zwiększenie udziału
wyrobów stalowych w budownictwie, w szczególności w konstrukcjach wysokich budynków oraz mostów
i wiaduktów. Ze względu na przestarzałą i niewystarczającą infrastrukturę komunikacyjną, mieszkaniową,
komunalną i przemysłową, Polska stanowi potencjalnie
duży przyszłościowy rynek dla wyrobów stalowych stosowanych w budownictwie.
Do rozwojowych wyrobów stalowych stosowanych
w budownictwie należą m.in. następujące asortymenty:
n wyroby ze stali konstrukcyjnych dobrze spawalnych
o wysokiej i bardzo wysokiej granicy plastyczności:
blachy grube, kształtowniki walcowane na gorąco,
kształtowniki gięte na zimno, profile zamknięte,
n pręty do zbrojenia betonu o granicy plastyczności
min. 500 MPa i jednocześnie dużej ciągliwości i dobrej spawalności, pręty zbrojeniowe o podwyższonej
odporności na oddziaływanie pożaru, pręty zbrojeniowe o podwyższonej odporności na korozyjne oddziaływanie środowiska,
n wysokowytrzymałe wyroby stalowe do betonowych
konstrukcji sprężonych.
Szczególnie duże zainteresowanie w budownictwie
znajdują wysokowytrzymałe spawalne blachy grube
oraz kształtowniki i konstrukcje wykonane z tych blach.
Obecnie standardem są już blachy o bardzo dobrej spawalności i granicy plastyczności przekraczającej 500
MPa, produkowane z niskowęglowych stali mikrostopowych z mikrododatkami Ti, Nb, V… i regulowaną zawartością pierwiastków domieszkowych. Rozwój tego
asortymentu wyrobu polega na dążeniu do podwyższania kategorii wytrzymałości (aż do granicy plastyczności
1000 MPa i powyżej), z zachowaniem innych właściwości, takich jak odporność na pękanie i spawalność na
wymaganym poziomie. Wymagany zestaw właściwości
osiągany jest metodą kompleksowego projektowania
składu chemicznego i technologii wytwarzania, zapewniającej żądany rodzaj mikrostruktury.
35
Asortymentem wyrobów stalowych zużywanych
w dużych ilościach w budownictwie są pręty do zbrojenia betonu. W ostatnich latach w Polsce dokonał się
znaczny postęp w tym zakresie, w wyniku którego ogólnie dostępne są pręty o granicy plastyczności min. 500
MPa, charakteryzujące się bardzo dobrą spajalnością.
W celu wydłużenia eksploatacji konstrukcji żelbetowych
analizowany jest rozwój w kierunku podwyższenia,
w miarę tanimi metodami, odporności korozyjnej prętów,
a w celu podwyższenia bezpieczeństwa pożądany jest
wzrost ciągliwości przy wysokiej granicy plastyczności
oraz podwyższenie odporności na oddziaływanie wysokiej temperatury, powstającej w warunkach pożaru.
Wymagania wobec wyrobów stalowych przeznaczonych na cięgna sprężające należą do najwyższych spośród wszystkich zastosowań stali i dotyczą bardzo wysokiej wytrzymałości (nawet powyżej 2 000 MPa), przy
jednocześnie wysokiej odporności na obciążenia zmęczeniowe i na korozję naprężeniową oraz małej podatności do relaksacji naprężeń. Obecnie w Polsce nie są
produkowane wyroby stalowe na cięgna sprężające.
PB–1.3.2. Wyroby stalowe do zastosowań w warunkach
ekstremalnych obciążeń i/lub agresywnego
oddziaływania środowiska
Użytkowanie wyrobów stalowych w ekstremalnie
niekorzystnych warunkach eksploatacyjnych i środowiskowych (silne obciążenia statyczne, oddziaływania
dynamiczne, ścieranie, czynniki korozyjne) prowadzi
do ich przyspieszonego zużycia, a w przypadkach niewystarczająco dobrych właściwości, do nagłego zniszczenia. Polepszanie właściwości wyrobów stalowych
eksploatowanych w ekstremalnych warunkach jest
istotne z punktu widzenia efektów ekonomicznych oraz
bezpieczeństwa użytkowania urządzeń i konstrukcji.
Jako priorytetowe w warunkach krajowych wskazano
następujące grupy asortymentowe wyrobów, w stosunku do których oczekuje się polepszenia właściwości
użytkowych:
n wyroby stalowe o podwyższonej odporności na korozyjne oddziaływanie środowiska, w tym na konstrukcje nadmorskie i morskie,
n stale i staliwa o wysokiej odporności na ścieranie,
n wyroby o wysokiej odporności balistycznej,
n wyroby stalowe o wysokiej wytrzymałości i dużej odporności na obciążenia dynamiczne do zastosowań
w przemyśle wydobywczym i mineralnym, w tym
w górnictwie węgla kamiennego oraz w przemyśle
wydobywczym ropy i gazu,
n nowa generacja wyrobów ciągnionych z wysokowytrzymałych gatunków stali,
36
stale i stopy żelaza na narzędzia i oprzyrządowanie
w przemysłach metalurgicznym i budowy maszyn,
n stale i stopy żelaza na osłony przed polami elektromagnetycznymi.
Istnieje duża presja użytkowników wyrobów stalowych na podwyższanie odporności na korozyjne oddziaływanie środowiska, bez znacznego zwiększania
stopowości stali. Jednym z prawdopodobnych rozwiązań jest projektowanie nowych składów chemicznych
i struktury stali do eksploatacji w ściśle określonych
środowiskach. Przykładem konstrukcji, eksploatowanej
w warunkach ekstremalnych obciążeń i agresywnego
środowiska, są morskie platformy wiertnicze.
W przypadku oczekiwanej wysokiej odporności na
ścieranie, decydujące są także dodatkowe wymagane
właściwości, jak np. podatność do gięcia lub spawalność. W przypadku wymaganej spawalności i podatności do formowania najczęściej stosowanym wyrobem
są blachy grube ulepszane cieplnie o wysokiej twardości, która może dochodzić do 600÷650 HB. Obecnie
w Polsce nie są wytwarzane blachy trudnościeralne
o twardości zbliżonej do podanej granicy.
Spośród tworzyw metalicznych na osnowie żelaza,
produkowanych technologią konwencjonalną, największą odporność na ścieranie mają stale i staliwa narzędziowe klasy ledeburytycznej. Zasadniczą wadą tych
stali i staliw jest ograniczona możliwość zwiększenia
w nich udziału węglików pierwotnych, które występują
w ich strukturze po odlaniu w postaci kruchych eutektyk
typu ledeburytu. Zwiększenie udziału tego typu eutektyk
powyżej określonej granicy prowadzi bowiem do utraty
podatności do przeróbki plastycznej na gorąco stali surowej odlanej we wlewki, a w przypadku odlewów staliwnych staje się przyczyną nadmiernej ich kruchości
i skłonności do pęknięć. Możliwości istotnego zmniejszenia w/w ograniczeń daje nowy asortyment wysokowanadowych nieledeburytycznych stali narzędziowych.
Ze względu na kilkakrotnie mniejsze koszty produkcji
tworzywa te mogą być konkurencyjne w stosunku do
superodpornych na ścieranie wysokowanadowych stali
narzędziowych, produkowanych technologią metalurgii
proszków.
Zwiększenie odporności osłon na uderzenia pocisków oraz obniżenie masy tych osłon są głównymi kierunkami rozwoju systemów opancerzenia pojazdów bojowych, w tym konstrukcji pancerza warstwowego. Pomimo stopniowego wprowadzania nowych materiałów
i konstrukcji osłonowych, takich jak: stopy lekkie, kompozyty, ceramika, pancerze reaktywne, nadal głównym
elementem konstrukcyjnym pancerza homogenicznego
jak i warstwowego pozostaje stal. Stale przeznaczone
n
do opancerzenia pojazdów charakteryzują się wysoką
twardością i odpowiednią ciągliwością przy zachowaniu
wymaganej spawalności. Stosowane są one w postaci
blach o grubości 3–50 mm i płyt o grubości 50–120 mm.
Na światowym rynku dostępne są blachy pancerne
o wytrzymałości dochodzącej do 2000 MPa i twardości
powyżej 600 HB. Obecnie w kraju nie są produkowane
blachy pancerne w najwyższej kategorii odporności balistycznej.
W sytuacji ponownego wzrostu znaczenia węgla kamiennego w bilansie energetycznym kraju i pogarszających się warunków eksploatacji, powstaje zapotrzebowanie na wyroby stalowe zwiększające bezpieczeństwo ludzi w kopalniach i podwyższające niezawodność
urządzeń. Te oczekiwania mogą spełnić wyroby stalowe o wysokiej wytrzymałości i jednocześnie o dużej odporności na obciążenia dynamiczne .
Ważnym asortymentem wyrobów stalowych stosowanych w ekstremalnych warunkach są wyroby ciągnione superwytrzymałe, przeznaczone głównie na liny
stosowane coraz częściej w konstrukcjach stalowych.
Istnieją przesłanki wskazujące, że wysokowytrzymałe
wyroby ciągnione mogą być produkowane ze stali niskoi średniowęglowych z efektem TRIP. Aby uzyskać efekt
TRIP należy zastosować stal o odpowiednim składzie
chemicznym, wprowadzić kontrolowane chłodzenie
w procesie walcowania na gorąco w celu wytworzenia
struktury wielofazowej oraz przeprowadzić dwustopniową obróbkę cieplną, złożoną z zabiegu wyżarzania
międzykrytycznego w zakresie (α+γ) i izotermicznego
wytrzymania w zakresie występowania przemiany bainitycznej. Stale TRIP stosuje się obecnie na blachy
karoseryjne (do głębokiego tłoczenia), natomiast brak
jest doniesień o badaniach dotyczących procesu ciągnienia tych stali oraz o właściwościach prętów i drutów
otrzymanych po takim procesie przeróbki plastycznej
na zimno. Odpowiednio dobrane parametry procesów
walcowania i obróbki cieplnej walcówki powinny doprowadzić do uzyskania wielofazowej struktury materiału,
składającej się z osnowy ferrytu z rozproszonymi wyspami bainitu, martenzytu i austenitu szczątkowego,
która zapewnia efekt TRIP. Badania procesu ciągnienia prętów i drutów ze stali TRIP powinny określić ich
właściwości mechaniczne, plastyczność i wytrzymałość
zmęczeniową w funkcji prędkości odkształcenia, odkształcenia pojedynczego i całkowitego.
Ekstremalne warunki eksploatacji panują w liniach
technologicznych przetwórstwa metali. Jednym z istotnych problemów z tego zakresu jest rozwój tworzyw na
walce hutnicze. Występujące już obecnie w walcowniach problemy materiałów na walce hutnicze staną
się jeszcze bardziej istotne za kilka lat ze względu na
tendencję (uwarunkowaną ekonomicznie) do skracania
linii technologicznych w walcowniach (zmniejszenia
liczby klatek walcowniczych np. z obecnie pięciu do
trzech). Problem eksploatacji walców hutniczych można rozwiązać przez:
n opracowanie nowego tworzywa na walce stalowe kute,
n opracowanie składu chemicznego, technologii odlewania (technologia formy, modyfikacja) oraz obróbki
cieplnej staliw zapewniających optymalną strukturę
ze względu na odporność na skłonność do pęknięć,
jak i właściwości tribologiczne,
n opracowanie składu chemicznego, technologii odlewania (technologia formy, modyfikacja), jak i obróbki
cieplnej żeliw zapewniających optymalną strukturę
ze względu na odporność na pękanie oraz właściwości tribologiczne.
Ze względu na rozwój i powszechne stosowanie
urządzeń elektrycznych i elektronicznych dużej mocy,
w tym sieci telekomunikacyjnych, powstało zapotrzebowanie na skuteczne osłony przed negatywnym wpływem fal elektromagnetycznych na organizm człowieka
i na pracę urządzeń. Wymaga to opracowania blach
stalowych o wymaganych właściwościach tłumienia fal
elektromagnetycznych.
PB–1.3.3. Wyroby stalowe do zastosowań w transporcie
kolejowym
Transport kolejowy w Polsce jest i będzie ważnym
czynnikiem rozwoju gospodarczego. Wyposażenie
kolejnictwa krajowego jest wyeksploatowane i przestarzałe, w związku z czym wymaga wymiany na nowoczesne. Dotyczy to także torów i zestawów kołowych.
Doświadczenia w dziedzinie badań i wdrażania do produkcji wyrobów stalowych dla kolejnictwa są w Polsce
znaczne. Rozwój nowoczesnych wyrobów stalowych
dla kolejnictwa powinien zostać zaliczony do priorytetów, w szczególności w odniesieniu do następujących
grup asortymentowych:
n szyny z nowoczesnych gatunków stali do budowy torów wysokoobciążonych,
n wyroby stalowe na zestawy kołowe do pojazdów szynowych,
n wyroby stalowe na elementy konstrukcyjne nowoczesnych wózków wagonowych.
Możliwości zwiększenia właściwości mechanicznych
szyn o strukturze perlitycznej, uzyskiwanych bezpośrednio po walcowaniu (w stanie surowym), za pomocą
dodatków Mn, Si, Cr i V zostały praktycznie w pełni wykorzystane. Zastosowanie przyspieszonego chłodzenia
37
(szyny obrabiane cieplnie) w zakresie przemiany perlitycznej (nawet dla stali niestopowych zawierających ok.
1,10% Mn) spowodowało dalszy wzrost właściwości.
Szyny tzw. obrobione cieplnie pod względem twardości, wytrzymałości i odporności na pękanie spełniają
wymagania stawiane przez większość użytkowników.
Jednakże, mimo starannej ich produkcji, nie zapewniają takiego stopnia bezpieczeństwa ich eksploatacji
jak szyny tradycyjne. Przyczyną tego jest zwiększona
ich odporność na ścieranie, wskutek której wytwarzane
na powierzchni wady eksploatacyjne nie są usuwane
samoczynnie (brak zjawiska samoserwisowania się powierzchni szyny), lecz wymagają likwidacji przez okresowe szlifowanie powierzchni główki szyny. Nie stosowanie tego zabiegu grozi rozwojem wad eksploatacyjnych. Alternatywnym lub uzupełniającym rozwiązaniem
mogą być szyny o strukturze bainitycznej ze stali niskowęglowych, umożliwiających uzyskanie:
n wysokich właściwości wytrzymałościowych: Rm do
1400 MPa; Rp0,2 do 900 MPa, co czyni je przydatnymi
w szczególności do budowy torów wysokoobciążonych
n wysokich twardości: do 400 HB,
n bardzo wysokich odporności na pękanie: KIc do 92
MPa·m1/2,
n zmniejszonej o ok. 15÷30% w stosunku do stali tradycyjnych odporności na ścieranie, co zapewnia oczekiwane samoserwisowanie się szyn podczas ich eksploatacji, dzięki samoczynnemu usuwaniu zarodków
wad eksploatacyjnych, tworzących się na powierzchni główki szyny.
W świecie stosowane są następujące zestawy kołowe:
n zestaw kołowy na kołach monoblokowych wytworzony z zastosowaniem technologii kucia i walcowania
(preferencja europejska),
n zestaw kołowy na kołach monoblokowych wytworzonych z zastosowaniem technologii odlewania (preferencja amerykańska).
Zestawy wyposażone są w osie produkowane wg następujących technologii:
n przez kucie kształtowe,
n przez walcowanie (pręt stałoprzekrojowy),
n przez walcowanie kształtowe.
Z uwagi na centralne położenie Polski w Europie,
transport kolejowy będzie obsługiwał zarówno ciężki
(wolny) transport towarowy (wewnętrzny i tranzytowy)
oraz lekki (szybki transport pasażerski). Zasadne jest
wykorzystywanie w pojazdach kolejowych zarówno zestawów kołowych na kołach monoblokowych kutowalcowanych (import) oraz zestawów kołowych na kołach
monoblokowych odlewanych w Polsce. Optymalnym
rozwiązaniem dla transportu kolejowego ciężkiego jest
38
uruchomienie w Polsce produkcji zestawów kołowych
składających się z odlewanych kół monoblokowych
oraz walcowanych osi. Osie walcowane mogą być także wykorzystywane do zestawów kołowych na kołach
monoblokowych wytwarzanych z zastosowaniem technologii kucia i walcowania.
PB–1.3.4. Wyroby stalowe stosowane do budowy
statków (w szczególności chemikaliowców i statków
do przewozu ciekłych gazów) oraz stacjonarnych
zbiorników gazowych
W związku z planowanymi w Polsce inwestycjami
związanymi z budową terminali przeładunku skroplonego gazu i bezpiecznego magazynowania jego zapasów,
stocznie zainteresowały się budową statków służących
do przewozu skroplonego gazu. Rośnie również zapotrzebowanie na takie statki na rynku światowym. Stale
rośnie także zapotrzebowanie na rynku światowym na
jednostki służące do przewozu płynnych chemikaliów.
Skroplony gaz magazynowany jest w zbiornikach ze
stali o zaprojektowanych do tego zastosowania właściwościach.
Do budowy chemikaliowców wymagane są nowoczesne wyroby stalowe (głównie blachy walcowane
na gorąco) ze stali odpornych na korozję typu duplex,
a do budowy statków do przewozu skroplonego gazu
i zbiorników stacjonarnych na ciekły gaz, wyroby stalowe (także głównie blachy walcowane na gorąco)
wykazujące wysoką wytrzymałość i odporność na pękanie w warunkach kriogenicznych. Wyroby te muszą
charakteryzować się również wymaganymi w procesie
przetwórstwa właściwościami technologicznymi, m.in.
bardzo dobrą spawalnością.
PB–1.3.5. Gatunki stali i wyroby stalowe do zastosowań
w nowoczesnej energetyce konwencjonalnej
i w energetyce opartej na źródłach odnawialnych oraz
– w zależności od potrzeb – w energetyce jądrowej
Podtrzymanie dotychczasowego poziomu produkcji
ciepła i energii elektrycznej w Polsce wymaga nie tylko
przeglądów, napraw i modernizacji eksploatowanych
jednostek, ale także budowy nowych. Nowoczesne bloki o parametrach nadkrytycznych stanowią alternatywę
dla elektrowni jądrowych. Podwyższenie parametrów
pary wytwarzanej w kotłach zwiększa sprawność bloków, a to z kolei powoduje zmniejszenie zużycia paliwa
i zmniejszenie emisji substancji zanieczyszczających
środowisko.
Dlatego też istotnym zagadnieniem do rozwiązania
stał się dobór materiałów umożliwiających wykonanie
nowych elementów kotłów dużej mocy o parametrach
pod i nadkrytycznych w ramach europejskiego programu badawczego COST 536 pt.: „Alloy Development
for Critical Components of Environmental Friendly Power Plant”. Działania w ramach tego tematu obejmują:
ustalenie gwarantowanych właściwości materiałów gotowych elementów kotłowych (przegrzewaczy, komór
zbiorczych, armatury, rurociągów pary) do pracy przy
nadkrytycznych parametrach pary, tzn. pr ≥ 30 MPa, tr ≥
600°C oraz określenie trwałości elementów w długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania. Dotychczas
zrealizowano badania właściwości mechanicznych
grubościennych rur z nowych stali typu T23, T24, P91
i P92. Takie wyroby nie są produkowane w kraju.
W dziedzinie energetyki opartej na źródłach odnawialnych, w warunkach polskich mają szanse na rozwój
elektrownie wiatrowe. Elektrownie wiatrowe budowane
są z dużym udziałem stali. Konstrukcje wieżowe wykonywane są obecnie prawie wyłącznie z blach stalowych,
a zasadniczą częścią turbin są wały stalowe. Wyroby
stalowe stosowane do budowy elektrowni wiatrowych
muszą charakteryzować się specyficznymi właściwościami i ciągle stanowią przedmiot badań.
Na tle analizy energetycznego bezpieczeństwa państwa prowadzona jest dyskusja dotycząca zasadności
budowy elektrowni jądrowej. W przypadku podjęcia
decyzji o rozwoju energetyki jądrowej powstanie zapotrzebowanie na specjalne asortymenty wyrobów stalowych stosowanych do tego typu konstrukcji.
PB–1.3.6. Blachy taśmowe walcowane na gorąco
o nowych właściwościach i rozszerzonym asortymencie
wymiarowym, do bezpośrednich zastosowań
Obniżanie emisji zanieczyszczeń przy równoczesnej
poprawie efektywności ekonomicznej wytwarzania wyrobów walcowanych na gorąco wymaga opracowania
i wdrożenia technologii, w których końcowe właściwości
wyrobu otrzymuje się bezpośrednio po walcowaniu na
gorąco (bez stosowania dodatkowej obróbki cieplnej).
Wymaga to szczegółowego opracowania i wdrożenia
procesu walcowania w warunkach konkretnej walcowni. Ze względu na istniejące obecnie zapotrzebowanie
rynku, asortymentami spełniającymi oczekiwania odbiorców są następujące rodzaje blach konstrukcyjnych
taśmowych walcowanych na gorąco:
n wytwarzane z zastosowaniem technologii walcowania normalizującego blachy o Re 380÷460 MPa
ze stali zawierających nie więcej niż: C 0,18%, Mn
2,00%, Si 0,60%, P 0,025%, S 0,016%, V 0,20%,
Nb 0,05%, Ti 0,05%, Ni 0,80% w asortymentach
wymiarowych: grubość od 1,8 mm do 12 mm, szerokość z zakresu 700–2100 mm. Blachy te powinny
spełniać wymagania następujących norm: EN 10025,
EN 10149-3, EN 10028-2, EN 10028-3, EN 10113-2,
EN 10155, EN 10210-1, EN 10208-3, EN 10120, EN
10207, SEW 092,
n wytwarzane z zastosowaniem technologii walcowania cieplnoplastycznego blachy o Re 315÷550 MPa
ze stali zawierających nie więcej niż: C 0,10%, Mn
1,6%, Si 0,50%, P 0,020%, S 0,012%, V 0,15%, Nb
0,08%, Ti 0,04%, N 0,012% w asortymencie wymiarowym: grubość od 1,8 mm do 12 mm, szerokość
z zakresu: 700-2100 mm. Blachy te powinny spełniać wymagania następujących norm: EN 10149-2,
EN 10113-3, EN 10028-5, EN 10208-2, SEW 092.
Innym priorytetowym kierunkiem rozwoju blach taśmowych walcowanych na gorąco jest opracowanie asortymentu blach o grubości poniżej 1,8 mm, które w stanie
po walcowaniu na gorąco mogłyby zastąpić w określonych zastosowaniach blachy walcowane na zimno.
PB–1.3.7. Problemy badawcze, dla których priorytety
i zakresy badań zostaną określone po przeprowadzeniu
dodatkowych analiz
Istnieją grupy wyrobów stalowych, które nie zostały
uwzględnione na obecnym etapie wyboru priorytetów
badawczych, choć są ważne dla podstawowych działów gospodarki. Stało się tak z powodu braku jednoznacznych przesłanek, wskazujących na możliwość
wykorzystania wyników programów badawczych do
rozwoju tych wyrobów w krajowym hutnictwie. Dotyczy
to w szczególności:
n Nowoczesnych wyrobów stalowych dla przemysłu
samochodowego
n Wyrobów stalowych powlekanych
n Wyrobów stalowych spiekanych
Szczególne miejsce w tej grupie zajmują wyroby dla
przemysłu samochodowego. Udział elementów stalowych w samochodach utrzymuje się od ponad 20 lat na
praktycznie niezmienionym poziomie. W samochodach
osobowych wynosi on 54% masy całkowitej.
W Polsce zlokalizowane są duże zakłady przemysłu
samochodowego oraz tłocznie pracujące na rzecz producentów samochodów na całym świecie. Ze względów rynkowych uzasadnione jest więc uruchomienie
przez przemysł stalowy w Polsce produkcji blach przeznaczonych na karoserie samochodowe. Czynnikiem
sprzyjającym rozwijaniu badań w tym zakresie jest dobrze przygotowana kadra naukowa i baza badawcza
oraz posiadane doświadczenie i aktywność polskich
placówek naukowych w realizacji europejskich programów badawczych.
39
OB-2. Bezpieczne, czyste, oszczędne i niskonakładowe technologie
40
Wprowadzenie
Podstawowym wyzwaniem sektora stalowego w Polsce jest zwiększenie jego konkurencyjności. Podstawą
do zrealizowania tego celu jest podjęcie badań w obszarze technologicznym, prowadzących do rozwinięcia
już istniejących technologii i opracowania oraz wprowadzenia do praktyki przemysłowej nowych oryginalnych
rozwiązań technologicznych. Nowe rozwiązania technologiczne muszą charakteryzować się w porównaniu
do obecnie stosowanych: większą oszczędnością zużywanych materiałów i mediów energetycznych, niższymi
nakładami ponoszonymi na ich przemysłowe zastosowanie, niższymi kosztami operacyjnymi, większą czystością i bezpieczeństwem dla środowiska naturalnego.
Zrealizowanie tak sprecyzowanych założeń wymagać
będzie w obszarze badawczym: „Bezpieczne, czyste,
oszczędne i niskonakładowe technologie” podjęcia
czterech priorytetowych kierunków badawczych:
n 2.1. Zwiększenie elastyczności i wielofunkcyjności
linii produkcyjnych
n 2.2. Rozwój zintegrowanych procesów metalurgicznych
n 2.3. Zintegrowane zarządzanie produkcją i doskonalenie technologii z wykorzystaniem wspomagania informatycznego, automatyzacji procesów, systemów
monitoringu oraz symulacji i modelowania
n 2.4. Ograniczenie zjawiska utleniania w procesach
metalurgicznych.
KB–2.1. Zwiększenie elastyczności
i wielofunkcyjności linii produkcyjnych
Większa elastyczność linii produkcyjnych w przemyśle stalowym jest niezbędna w celu obniżenia kosztów
przez rozszerzenie asortymentu produkcji linii technologicznej i skrócenia czasu zmiany produkowanego
asortymentu.
PB–2.1.1. Walcowanie na gorąco wyrobów
precyzyjnych i specjalnego przeznaczenia
Stosowane obecnie w krajowym przemyśle części
maszyn i urządzeń wykonywane są kosztowną metodą
obróbki wiórowej lub z kształtowników pochodzących
z importu. Wytwarzanie tych części z kształtowników
precyzyjnych, uzyskiwanych metodą walcowania na
gorąco wyrobów o kształcie maksymalnie zbliżonym
do wyrobu gotowego, które następnie będą ciągnione
z minimalnym ubytkiem przekroju na wyroby gotowe,
umożliwi znaczne ograniczenie zabiegów obróbki wió-
rowej. Efektem takiego procesu wytwarzania wyrobów
specjalnego przeznaczenia jest oszczędność energii,
czasu i materiału. Obniżenie kosztów wytwarzania wyrobów gotowych przyczyni się do poprawy konkurencyjności wytwórców tych wyrobów. Celem prac badawczych jest opracowanie technologii wytwarzania nowego asortymentu wyrobów i niezbędnych rozwiązań
technicznych w walcowniach bruzdowych, umożliwiających uruchomienie ich produkcji. Zakres prac obejmie:
n ocenę możliwości technicznych i technologicznych
walcowania na gorąco kształtowników specjalnych
stanowiących wsad dla ciągarni,
n określenie wymagań w stosunku do jakości wsadu do
walcowania na gorąco,
n określenie wymagań w stosunku do jakości nowych
wyrobów walcowanych z uwzględnieniem wymagań
procesu ciągnienia,
n opracowanie technologii walcowania na gorąco nowego asortymentu wyrobów,
n opracowanie charakterystyki technicznej nowych
urządzeń niezbędnych w walcowniach bruzdowych,
n opracowanie technologii i narzędzi do ciągnienia
wyrobów precyzyjnych i specjalnego przeznaczenia
z wsadów o kształcie zbliżonym do wyrobu gotowego.
PB–2.1.2. Zwiększenie elastyczności produkcji
walcowni blach przez wprowadzenie technologii
walcowania ferrytycznego i poszerzenie asortymentu
gatunkowego produkowanych wyrobów płaskich
Umiejętność produkowania blach karoseryjnych
z nowych generacji stali, do których zalicza się stale
typu IF, BH, mikrostopowe, DP, TRIP i inne, jest warunkiem utrzymania się na coraz bardziej wymagającym rynku dostawców blach dla producentów pojazdów
samochodowych i innych nowoczesnych produktów.
Krajowe hutnictwo dotychczas nie opanowało produkcji
tego typu blach. Najnowsza generacja stali IF pozwala
na uzyskanie blach o współczynniku anizotropii bliskim
wartości 3,0. Poza stalami IF bardzo duże znaczenie
mają stale typu BH, które dorównują im właściwościami
tłocznymi (wydłużenie A80 = 40 ÷ 50%, wytrzymałość
doraźna Rm. = 280 ÷ 310 MPa). Nieco gorsze własności tłoczne, przy lepszych własnościach wytrzymałościowych, mają pozostałe wymieniowe typy stali. Odmianą obróbki cieplno-plastycznej o dużym potencjale
innowacyjnym jest walcowanie na gorąco w obszarze
ferrytycznym. Technologia ta pozwala na otrzymywanie, poprzez walcowanie na gorąco, blachy taśmowej
o nowych parametrach jakościowych i mniejszej grubości. Jednak główną zaletą tej technologii jest możliwość
41
uzyskania po walcowaniu tekstury charakteryzującej
się wzmocnioną składową {111}. Z tego względu należy zwrócić szczególną uwagę na uruchomienie produkcji blach taśmowych ze stali niskowęglowej drogą
walcowania w zakresie występowania fazy ferrytycznej.
Stalami odpowiednimi dla obróbki cieplno-plastycznej
w zakresie występowania ferrytu są wszystkie stale,
w których po przemianie austenitycznej powstaje jednofazowa struktura ferrytyczna. Są to stale z grupy
ULC, ELC, LC i IF typu głęboko tłocznych, jak również
z grupy NO (non-grain-orientated) blach ze stali prądnicowych. Mała zawartość perlitu nie ma w tych stalach
negatywnego oddziaływania.
Celem prac badawczych jest opracowanie technologii
wytwarzania nowych asortymentów blach taśmowych
walcowanych na gorąco, umożliwiających uruchomienie produkcji. Zakres prac obejmie:
n analizę zapotrzebowania odbiorców blach w obszarze przemysłu motoryzacyjnego i metalowego i opracowanie wymagań jakościowych dla wyrobów,
n badania wpływu parametrów odkształcania na kształtowanie struktury i właściwości materiału,
n opracowanie technologii nagrzewania i regulowanego walcowania blach na gorąco w zakresie niskotemperaturowym.
PB–2.1.3. Zwiększenie elastyczności produkcji
walcowni bruzdowych przez poszerzenie asortymentu
gatunkowego i wymiarowego produkowanych prętów
i walcówki
Warunkiem utrzymania przez krajowych producentów prętów i walcówki obecnej pozycji na rynku jest
dostosowanie posiadanych linii produkcyjnych do wymagań narzucanych przez technologię wytwarzania
nowoczesnych wyrobów. Do nowoczesnych materiałów na walcówkę należy zaliczyć stale typu IF i stale
martenzytyczno-ferrytyczne. Zastosowanie tych stali
do produkcji walcówki, w szczególności przeznaczonej
do dalszej przeróbki plastycznej drogą kształtowania
objętościowego, związane jest z dużymi możliwościami
oddziaływania parametrami procesu technologicznego na strukturę, a zatem i na jej własności. Walcówka ze stali IF doskonale spełnia wymagania stawiane
materiałom przeznaczonym do kształtowania objętościowego na zimno elementów o dużej wytrzymałości
(800÷1200 MPa) bez konieczności stosowania obróbki
cieplnej. Materiał ten zapewnia uzyskanie wymaganej
wytrzymałości końcowej łącznie z dobrą podatnością
do odkształceń plastycznych na zimno (wydłużenie A5
min. 12%, przewężenie Z min. 40%), dużą odpornością na zmęczenie, gwarantowaną udarnością min. 30
42
J/cm2 dla temperatury -30°C i stabilnością własności
mechanicznych w podwyższonych temperaturach (do
300°C). Wyroby ze stali IF wykazują bardzo dobrą
podatność do dalszej przeróbki plastycznej na zimno. Ponadto, stale te wykazują wysoką odporność na
powstanie tzw. „rybiej łuski”, głównie dzięki obecności
w osnowie wydzieleń TiC i TiN oraz siarczków stanowiących pułapki wodorowe. Stale ferrytyczno-martenzytyczne umożliwiają produkcję wysokowytrzymałych
drutów oraz części złącznych wysokiej klasy wytrzymałości bez konieczności stosowania dodatkowych zabiegów finalnej obróbki cieplnej. Warunkiem otrzymania w
procesie ciągnienia wysokowytrzymałego drutu ze stali
o strukturze ferrytyczno-martenzytycznej jest uzyskanie wsadu do ciągnienia (walcówka, pręt), charakteryzującego się strukturą zapewniającą wysoki poziom
wytrzymałości oraz odkształcalności.
Celem prac badawczych jest opracowanie technologii wytwarzania nowego asortymentu wyrobów
i niezbędnych rozwiązań technicznych w walcowniach
bruzdowych, umożliwiających uruchomienie produkcji.
Zakres prac obejmie:
n określenie wymagań jakościowych dla wyrobów na
podstawie analizy rynkowej,
n badania wpływu parametrów procesu odkształcania
i chłodzenia na rozwój mikrostruktury i właściwości
wyrobów,
n opracowanie technologii nagrzewania i walcowania
na gorąco i regulowanego chłodzenia po walcowaniu.
KB–2.2. Rozwój procesów metalurgicznych
ukierunkowany na poprawę jakości wyrobów
i obniżenie kosztów produkcji
Poprawa jakości stali i wyrobów stalowych oraz obniżenie kosztów ich produkcji wymagają ciągłego doskonalenia technologii metalurgicznych, czemu będą
pomocne badania w zakresie procesów wytwarzania
stali w procesach konwertorowym i elektrycznym, obróbki pozapiecowej i odlewania wlewków.
PB–2.2.1. Doskonalenie techniki, technologii i kontroli
procesów pozapiecowych ukierunkowane na
powtarzalną jakość stali
Współczesne procesy metalurgii pozapiecowej stali
osiągnęły wysoki stopień doskonałości technicznotechnologicznej. Rozwiązania w tym obszarze przynoszą z jednej strony wzrost wydajności i oszczędności
energii oraz wzrost uzysku w agregatach topiących,
a z drugiej strony pozwalają na uzyskanie wymaganej
jakości stali.
Pomimo tego zadawalającego stanu techniki metalurgii pozapiecowej nie zostały wyczerpane rezerwy jej
doskonalenia, w szczególności w następujących obszarach:
n nowej i udoskonalonej aparatury kontrolno-pomiarowej i analitycznej niezbędnej do kontroli i sterowania
przebiegiem procesu,
n regulacji żużla kadziowego dla dalszych operacji
przygotowania stali w kadzi do odlewania,
n skutecznych i kontrolowanych „on line” metod modyfikacji i usuwania wtrąceń niemetalicznych,
n procesów rafinacyjnych w piecach kadziowych i urządzeniach próżniowych w celu precyzyjnego namiarowania składu i odpowiedniego przygotowania stali do
odlewania ciągłego,
n modelowania zjawisk i procesów metalurgicznych
w czasie przepływu reagujących faz.
PB–2.2.2. Skuteczne metody usuwania wtrąceń
niemetalicznych ze stali w kadziach pośrednich
urządzeń COS
Tradycyjne metody metalurgii kadziowej nie gwarantują głębokiego oczyszczenia stali, szczególnie z drobnych (poniżej 10–20 µm) wtrąceń niemetalicznych.
Wtrącenia takie nie posiadają własnego wektora prędkości, znajdują się w metalu w stanie zawieszonym,
wykonując razem z nim ruchy konwekcyjne i usunięcie
ich na drodze wypływania jest nieefektywne. Wtrącenia te nie tylko obniżają jakość stali, ale stanowią też
pewne utrudnienie technologiczne w procesie ciągłego
odlewania, osadzając się w wylewach kadzi pośredniej
(szczególnie wtrącenia Al2O3) i powodując ich zarastanie.
Skutecznym sposobem usuwania ze stali najdrobniejszych wtrąceń może być metoda filtracji za pomocą
filtrów ceramicznych. Metoda ta z powodzeniem stosowana jest w przemyśle przy produkcji aluminium oraz w
odlewnictwie. Następuje również jej intensywny rozwój
w stalownictwie, jednak pozostawia ona jeszcze wiele
problemów do rozwiązania, które wynikają ze złożonych warunków pracy filtrów, szczególnie w procesie
ciągłego odlewania stali (bardzo wysokie temperatury
i duże masy filtrowanej stali).
Zastosowanie w kadziach pośrednich urządzeń COS
odpowiednich przegród z usytuowanymi w nich filtrami,
zamienia proste urządzenie rozprowadzające ciekłą
stal z kadzi odlewniczej do żył krystalizatora na aktywny reaktor metalurgiczny.
Z prowadzonych do tej pory badań i uzyskiwanych
wyników (z doniesień literaturowych oraz badań własnych) można wnioskować, że metoda filtracji może być
jedną z opcji poprawy czystości stali i celowa jest kontynuacja badań nad tą technologią.
Głównymi problemami badawczymi w technologii filtracji stali, które wymagają rozwiązania są:
n
dobór rodzaju filtrów oraz materiału ceramicznego na
filtry i przegrody,
n
sposób rozmieszczenia przegród z filtrami w kadziach pośrednich,
n
technologia zalewania kadzi pośredniej,
n
technologia przygotowania ciekłej stali do odlewania,
n
optymalizacja procesów przepływu w kadziach pośrednich w oparciu o badania modelowe oraz obliczenia numeryczno-symulacyjne.
PB–2.2.3. Poprawa dynamiki sterowania procesem
konwertorowym z wykorzystaniem sygnału
akustycznego
Sygnał akustyczny generowany podczas świeżenia
stali w konwertorze niesie istotne informacje o procesach żużlotwórczych. Jak wynika z doświadczeń światowych oraz badań prowadzonych w Instytucie Metalurgii Żelaza w latach 90., na podstawie odpowiednio
przetworzonego i przefiltrowanego sygnału akustycznego można np. określić moment utworzenie się spienionego żużla oraz przewidzieć zagrożenie przelania
się żużla przez gardziel lub stwierdzić niski jego poziom w konwertorze. Wstępne badania wskazywały na
występowanie korelacji pomiędzy procesem wypalania
węgla a poziomem infradźwięków emitowanych przez
płomień w konwertorze. Wobec znacznego rozwoju techniki cyfrowej obróbki sygnału w chwili obecnej
możliwości analizy sygnałów akustycznych są znacznie
większe przy niższych kosztach aparatury.
Głównymi zadaniami badawczymi są: określenie
zakresów częstotliwości niosących istotne informacje
o przebiegu procesu konwertorowego, wykonanie oprogramowania filtrującego sygnał akustyczny i wygładzającego jego przebieg oraz skorelowanie otrzymanych
przebiegów z istotnymi zdarzeniami podczas procesu.
System analizy sygnału akustycznego byłby istotnym
źródłem dodatkowych informacji dla dynamicznych modeli sterowania procesem konwertorowym.
43
PB–2.2.4. Wydłużenie czasu eksploatacji wymurówki
konwertorów poprzez stosowanie specjalnych żużli
ochronnych
Jednym ze sposobów wydłużenia pracy wymurówki
konwertorów jest stosowanie nanoszenia na nią warstwy
specjalnego żużla metodą rozbryzgiwania (splashing)
za pomocą dmuchu przez lancę azotu pod wysokim
ciśnieniem do konwertora. Naniesiona tym sposobem
warstwa żużla krzepnie w czasie stygnięcia wymurówki, tworząc pokrycie ogniotrwałe na czas następnego
wytopu. Stanowi ona stabilną warstwę ochronną złożoną z faz, które charakteryzują się wyższą temperaturą
topnienia od metalu, chroniąc właściwą warstwę roboczą wymurówki konwertora. Warunkiem uzyskania powyższego efektu jest poddanie pozostającego w konwertorze żużla odpowiedniej modyfikacji, aby uzyskał
on właściwą lepkość, sprzyjającą przyczepianiu się do
powierzchni wymurówki.
Dolomit i szereg jego odpowiedników stosowanych
w wielu stalowniach jako materiały żużlotwórcze, nie
sprzyjają zagęszczeniu żużla, a tym samym nie mogą
tworzyć jakościowego pokrycia wymurówki. Dobre rezultaty osiągnięto stosując np. samorozpuszczalne
grudki magnezytowe (o symbolu SMG) o średnicach od
3 do 40 mm. Modyfikatory te mają polimineralny skład
i zawierają od 7 do 10 składników fazowych i są modyfikatorami przeznaczonymi do zmiany chemicznego
i fazowego składu żużla w wyniku zwiększenia zawartości w nim MgO do optymalnej ilości od 8 do 10%. W
praktyce przemysłowej stosuje się również wiele innych
modyfikatorów żużla.
W związku z tym, że żużle konwertorowe mają różny skład chemiczny i różne własności w różnych stalowniach, dobór magnezytowych modyfikatorów pod
względem składu (rodzaju) i ilości należy realizować
indywidualnie dla danego przypadku.
PB–2.2.5. Poprawa skuteczności świeżenia kąpieli
metalowej w piecu łukowym w warunkach zmiennej
jakości złomu
W warunkach ciągle pogarszającej się jakości złomu,
głównie kupnego, zbiórkowego, poamortyzacyjnego,
wymagany efekt świeżenia uzyskuje się poprzez ładowanie do wsadu nawęglaczy opartych głównie na węglu kopalnym. Z racji niskiej skuteczności rozpuszczenia węgla w ciekłym metalu, występuje słaba reakcja
gotowania, prowadząc do powstania nadmiernej ilości
CO2 w spalinach oraz do przetlenienia kąpieli metalowej i wypalania żelaza za pomocą gazowego tlenu.
44
Poprawa skuteczności świeżenia kąpieli metalowej wymaga przeprowadzenia następujących badań:
n symulacji procesu świeżenia kąpieli metalowej tlenem, w celu dokładniejszego poznania zjawisk kinetycznych reakcji świeżenia i tym samym określenia
jak najlepszych warunków wsadowych i technologicznych procesu dla optymalnego przebiegu procesu świeżenia kąpieli metalowej w piecu łukowym,
n wyeliminowania z wsadu czystych nawęglaczy, poprzez zastosowanie alternatywnych źródeł w postaci
stopów żelaza z węglem,
n symulacji procesów świeżenia kąpieli tlenem w piecu łukowym, w celu zwiększenia skuteczności reakcji
świeżenia i tym samym poprawy jednorodności składu chemicznego kąpieli metalowej oraz zmniejszenia
do minimum stopnia przetlenienia kąpieli.
PB–2.2.6. Poprawa jakości metalurgicznej i zwartości
struktury wlewków konwencjonalnych o dużej masie
Wlewki tradycyjnie o dużej masie przeznaczone
głównie na odkuwki części maszyn charakteryzują się
dużym obszarem segregacji dodatniej pierwiastków
w obszarze styku korpusu wlewka z jego głową, co
prowadzi często do odrzutów odkuwek w wyniku badań
ultradźwiękowych, w szczególności przy stalach wyżej
węglowych i wyżej stopowych.
Proces produkcji odkuwek swobodnie kutych z wlewków konwencjonalnych o dużej masie obejmuje dotąd
obowiązkowo stosowanie energochłonnego zabiegu
spęczania w celu zagęszczania struktury metalu
w strefie środkowej wlewka. Poprawa czystości metalurgicznej stali oraz zwartości struktury lanej wlewka
za pomocą różnych sposobów wykorzystania energii
cieplnej i procesów rafinacyjnych w czasie krzepnięcia
wlewków o dużej masie może wpłynąć na wyeliminowanie w części lub w całości tego zabiegu, w zależności od rodzaju odkuwek.
Celem pracy jest zbadanie możliwości wykorzystania
jawnego ciepła krzepnięcia wlewków do docieplania
ciekłej stali w nadstawce, polegającego głównie na jej
ujednorodniającym i rafinującym mieszaniu, podczas
przebiegu normalnego krzepnięcia korpusu wlewka,
wpływając na poprawę czystości i zwartości struktury
wlewka po zakrzepnięciu.
PB–2.2.7. Ograniczenie pasmowości makrostruktury
wyrobów przerabianych plastycznie
Dążenie do zapewnienia właściwości, głównie plastycznych, wyrobów stalowych przy jak najmniejszym
stopniu przerobu plastycznego stali z procesu ciągłego
odlewania wymaga uzyskania odpowiedniej struktury materiału, charakteryzowanej najczęściej stopniem
pasmowości. Pasmowość struktury jest powszechnie
obserwowana w wyrobach walcowanych na gorąco,
przy czym jej nasilenie zależy między innymi od: mikrosegregacji pierwiastków stopowych w stali, szybkości
chłodzenia w zakresie temperatur przemian fazowych,
wielkości ziarna austenitu, itp. Duża pasmowość struktury powoduje często niespełnienie wymagań odbiorców blach grubych i prętów walcowanych do kucia
matrycowego na odkuwki dla przemysłu motoryzacyjnego.
Ograniczenie pasmowości struktury wyrobów stalowych wymaga opracowania i wdrożenia technologii,
obejmującej wytwarzanie stali, odlewanie wlewków
konwencjonalnych i ciągłych oraz walcowanie wyrobów.
PB–2.2.8. Doskonalenie składu chemicznego żużli
w piecu łukowym w celu poprawy ich spienialności
Zdolność żużla do pienienia się posiada duże znaczenie dla efektywnej pracy pieców łukowych. Zwiększając kilkakrotnie początkową grubość warstwy żużla,
poprzez jego spienienie, można osłonić nim łuk elektryczny, ograniczając w ten sposób obciążenie cieplne
ścian i sklepienia pieców oraz zużycie materiałów ogniotrwałych. Właściwości spieniające żużla kształtuje
się poprzez wprowadzenie w odpowiedniej proporcji
jego składników. Większość tych składników wnoszona jest z wsadem żelazonośnym (złom) i materiałami
żużlotwórczymi (wapno). Część z nich, dla zachowania
właściwych proporcji, można wprowadzić bądź na etapie roztapiania, bądź po roztopieniu wsadu.
Konieczne jest podjęcie badań nad doborem składu
chemicznego żużla, metod jego kontroli oraz nad doskonaleniem technologii jego wprowadzania w piecu
łukowym dla uzyskania jak najlepszej spienialności.
PB–2.2.9. Poprawa efektywności wprowadzania
dodatków do ciekłej stali
Istotnym elementem wytwarzania i obróbki pozapiecowej ciekłej stali jest dozowanie dodatków (odtleniaczy, rafinatorów, składników stopowych, modyfikatorów). Niewłaściwe ich wprowadzanie powoduje reakcję
z atmosferą lub żużlem, przez co ulega obniżeniu stopień ich wykorzystania.
W celu obniżenia kosztów wytwarzania stali należy
opracować precyzyjne metody wyznaczania uzysku
i zgaru oraz udoskonalić technologię wprowadzania
dodatków. Najlepsze wykorzystanie reagentów, zwłasz-
cza sproszkowanych, uzyskuje się przez ich wprowadzanie do ciekłej stali w postaci drutów rdzeniowych.
Wymagane badania w tym zakresie obejmują następujące tematy:
podawania drutów rdzeniowych
n Optymalizacja
w oparciu o model matematyczny rozpuszczania
osłony drutu i jego rdzenia
n Opracowanie nowych dodatków kompleksowych (złożonych) celem polepszenia przyswajalności przez
ciekłą stal (poprawa rozpuszczalności, ograniczenie
tendencji do wypływania przed rozpuszczeniem)
n Poprawa konstrukcji, rozmieszczenia i oprzyrządowania podajników materiałów kawałkowych i sypkich
n Dobór parametrów dozowania różnych materiałów
w zależności od celu, miejsca, etapu procesu i specyfiki danego gatunku stali.
KB–2.3. Zintegrowane zarządzanie produkcją
i doskonalenie technologii z wykorzystaniem
wspomagania informatycznego, automatyzacji
procesów, systemów monitoringu oraz symulacji
i modelowania
Zintegrowane zarządzanie produkcją i doskonalenie
technologii z wykorzystaniem wspomagania informatycznego, automatyzacji procesów, systemów monitoringu oraz symulacji i modelowania mają zastosowanie
zarówno tam, gdzie dotychczas stosowane technologie
są wystarczające, ale także są niezbędnym elementem
nowych rozwiązań technologicznych.
PB–2.3.1. Doskonalenie i intensyfikacja technologii
wytwarzania wyrobów z metali i stopów
z wykorzystaniem metod symulacji fizycznej
i numerycznej procesów hutniczych
Na podstawie analizy tematyki badawczej z dziedziny
wytwarzania i przetwarzania metali i stopów stwierdzono, że prowadzone obecnie i zaplanowane na najbliższy okres prace, zarówno w Polsce jak i w Europie,
pociągają za sobą wzrost zapotrzebowania na badania
prowadzone z wykorzystaniem symulacji numerycznej
i laboratoryjnej oraz symulacji półprzemysłowej wytwarzania wyrobów z metali i stopów. Metody symulacji
numerycznej i fizycznej dają możliwość szybszej i tańszej weryfikacji nowych technologii niż próby w pełnej
skali przemysłowej. Ich wykorzystanie obejmuje cały
zakres procesu technologicznego, poczynając od wytwarzania stali i stopów, a kończąc na przeróbce cieplno-plastycznej i kształtowaniu końcowych właściwości
wyrobów końcowych. Szerokie wykorzystanie znajdują
modele fizykochemiczne i wykorzystujące je symula-
45
tory poszczególnych procesów. Bardzo użyteczna jest
symulacja procesów i weryfikacja nowych technologii w
warunkach półprzemysłowych. Półprzemysłowa skala
symulacji oznacza, że osiągane wartości parametrów
procesu, decydujące o właściwościach wyrobu są zbliżone do wartości stosowanych w procesach przemysłowych. Zakres badań symulacyjnych obejmuje zagadnienia:
n wytapiania i rafinacji ciekłych metali i stopów w zakresie: wypalania węgla, usuwania gazów z kąpieli
metalowej, wprowadzania dodatków stopowych, parowania pierwiastków, tworzenia się wtrąceń niemetalicznych,
n krzepnięcia wlewków w zakresie: określenia optymalnych temperatur odlewania, optymalizacji struktury i właściwości wlewków ciągłych, opracowywania
modeli opisujących zmiany strukturalne i przemiany
fazowe zachodzące podczas odlewania,
n przeróbki plastycznej na gorąco w zakresie: regulowanego walcowania (niskotemperaturowego z obróbką cieplnoplastyczną), sterowania plastycznym
płynięciem materiału, badań wpływu parametrów
procesu na stany mechaniczne w kotlinie walcowniczej, regulowanego chłodzenia z ciepła walcowania, sterowania strukturą i właściwościami wyrobów,
opracowywania modeli opisujących zmiany strukturalne i przemiany fazowe zachodzące podczas przeróbki plastycznej,
n przeróbki plastycznej na zimno w zakresie: analizy
powstawania wad walcowniczych (powierzchniowych
i kształtu), badań anizotropii struktury i właściwości
wyrobu, badań stanu powierzchni blach po walcowaniu na zimno i po wygładzaniu,
n obróbki cieplnej w zakresie: optymalizacji parametrów procesu, struktury opracowywania modeli opisujących zmiany strukturalne i przemiany fazowe.
PB–2.3.2. Zastosowanie programów ewolucyjnych
dla wspomagania technologii w hutnictwie
W ostatnich latach następuje intensywne upowszechnienie sztucznej inteligencji SI w badaniach naukowych,
a także w procesach przemysłowych. W skład narzędzi SI wchodzą: sztuczne sieci neuronowe, algorytmy
ewolucyjne (algorytmy genetyczne, strategie ewolucyjne), wnioskowanie rozmyte, systemy hybrydowe itp.
W oparciu o SI powstają inteligentne systemy o bardzo
szerokich możliwościach. Programy ewolucyjne znalazły zastosowanie w różnych dziedzinach takich jak:
biologia, biotechnologia, chemia, inżynieria chemiczna,
fizyka, analiza danych, procesy dynamiczne, symulacje
46
i modelowanie, rozpoznawanie obrazów, planowanie
produkcji, robotyka, telekomunikacja ekonomia, finanse, itp.
Algorytm ewolucyjny jest adaptacyjną procedurą
poszukiwania rozwiązań dla zagadnień optymalizacyjnych, funkcjonującą w zakodowanej przestrzeni rozwiązań i wykorzystującą procesy losowe do określenia
kierunku poszukiwania. Zbiór parametrów zadania optymalizacyjnego zakodowany jest w postaci łańcuchów
binarnych, łańcuchów liczb rzeczywistych lub łańcuchów reguł. Metoda ewolucyjna polega na:
n iteracyjnym przeszukiwaniu przestrzeni rozwiązań,
n wykorzystaniu operatorów genetycznych: selekcji,
krzyżowania i mutacji do generowania i przekształcania populacji rozwiązań w kolejnych krokach algorytmu,
n wykorzystaniu mechanizmów losowych do ustalenia
kierunków przeszukiwania,
n dopuszczeniu heurystycznej oceny jakości rozwiązań,
n dopuszczeniu w kolejnych krokach algorytmu, możliwości pojawienia się rozwiązań suboptymalnych
(tzw. miękka selekcja), co uodparnia algorytm na
niebezpieczeństwa utknięcia w lokalnym minimum
funkcji dopasowania.
W celu upowszechnienia programów ewolucyjnych
dla wspomagania technologii hutniczych, należy podjąć
prace nad opracowaniem uniwersalnego oprogramowania ewolucyjnego, baz danych i kryteriów optymalizacyjnych. Zalecane byłoby, aby został on opracowany
w najnowszych językach obiektowych firmy Microsoft,
był modułowy, sieciowy i dający się zaadaptować i włączyć do systemów użytkowanych w hutnictwie.
PB–2.3.3. Upowszechnienie inteligentnych systemów
ekspertowych do wspomagania technologii
i zarządzania w hutnictwie
Systemy ekspertowe (SE) są to programy komputerowe do rozwiązywania specjalistycznych problemów wymagających specjalistycznej wiedzy eksperta.
W przemyśle hutniczym istnieje zapotrzebowanie na
systemy wspomagania technologicznego i systemy
zarządzania. Opracowanych i wdrożonych systemów
w hutnictwie jest niewiele, ponieważ w każdym zakładzie hutniczym istnieje duża liczba stosowanych technologii, duża różnorodność warunków technicznych
i ruchowych oraz występują różne wymagania jakościowe wyrobów. Zmienność warunków technologicznych
potęgowana jest zmiennością strategii narzuconych
przez właścicieli odnośnie kosztów, zysków i inwestycji. Warunki techniczne i ekonomiczne są zmienne
w czasie, systemy informatyczne muszą zatem dostosowywać się do zmiennych dynamicznych warunków
(adaptacja, uczenie się).
Wskazane jest opracowanie uniwersalnego Systemu
Ekspertowego, w postaci Bazy Wiedzy i Bazy Rozwiązań, który może być podstawą do rozwiązań szczegółowych – dedykowanych dla poszczególnych wydziałów zakładów hutniczych.
System Ekspertowy powinien zawierać Bazę Wiedzy
[BW] obejmującą: analityczne modele matematyczne
procesów dla stalowni i walcowni, procedury umożliwiające rozszerzanie oraz modyfikację wiedzy – Pozyskiwanie Wiedzy [PW] oraz Bazę Rozwiązań [BR]
w postaci metod, algorytmów i programów z wykorzystaniem narzędzi SI. BR powinna zawierać metodykę
identyfikacji modeli procesów, ponieważ każda instalacja i technologia wymagają stosowania złożonych procedur identyfikacyjnych:
n wyboru modelu matematycznego, z klasy modeli,
z dokładnością do współczynników,
n pomiarów przemysłowych na obiektach,
n identyfikacji współczynników w modelach analitycznych,
n symulacji komputerowej w celu stwierdzenia stabilności modeli,
n badania wrażliwości i dokładność modeli dla zmiennych parametrów w pełnym zakresie ich zmian,
n sprawdzenia dokładności sterowania dla wiodących,
istotnych wskaźników.
Występuje zapotrzebowanie na opracowanie systemów ekspertowych [SE]:
n dla stalowni: dla wybranych procesów EAF, LF, VOD,
VAD (umożliwiających optymalny dobór materiałów
wsadowych, dodatków i mediów) oraz dla wybranych
procesów zarządzania (planowanie produkcji, harmonogramowanie, zabezpieczenie materiałowe dla
planowanej produkcji w dowolnym horyzoncie czasowym),
n dla walcowni: dla optymalnej gospodarki walcami
i elementami oprzyrządowania oraz dla harmonogramowania i planowania produkcji.
Wyżej wymienione SE powinny być opracowane
w obowiązujących standardach jako systemy obiektowe, modułowe i sieciowe.
PB–2.3.4. Zintegrowany system programowania
jakości wlewków ciągłych uwzględniający parametry
technologiczne procesu
Obecnie, na otwartym rynku wyrobów hutniczych,
w sposób stały i ciągły wzrastają wymagania klientów
co do jakości półwyrobów produkowanych na urządze-
niach COS. Nawet mała liczba reklamacji od zewnętrznych odbiorców wlewków COS i półwyrobów odwalcowanych z tych wlewków, naraża stalownię i hutę na
poważne koszty oraz utratę zaufania klientów.
Wieloletnie szerokie badania procesu COS i praktyka
tego procesu udowodniły, że na jakość wlewków ciągłych ma wpływ wiele parametrów i czynników, między
innymi takich jak np. zawartości pierwiastków szkodliwych, stosunki Mn/S i Mn/Si, sumy P+S i Cu+10Sn,
przegrzanie ciekłej stali w momencie odlewania ponad
temperaturę likwidusu, parametry mieszania elektromagnetycznego, itd.
Wydaje się konieczne powiązanie tych czynników
w zależności funkcyjne celem opracowania modelu
matematycznego ujmującego wpływ tych parametrów
na powstawanie wad, takich jak np. pęcherze i nakłucia, rzadzizna, porowatość, pęknięcia powierzchniowe
i wewnętrzne, itp.
Optymalizacja składu chemicznego ciekłej stali w zależności od odlewanego formatu i gatunku oraz weryfikacja parametrów ciągłego odlewania, poprzez stosowanie w czasie przygotowania i odlewania stali procedur korekcyjnych parametrów procesu COS (w formie
modelu matematycznego), w aspekcie uzyskiwanych
wyników jakościowych, byłoby cennym i pomocnym narzędziem wspomagającym. Opracowany model miałby
w założeniu prowadzić do osiągnięcia wysokiej powtarzalności w produkcji wlewków wysokiej jakości.
KB–2.4. Ograniczenie zjawiska utleniania
Ograniczenie zjawiska utleniania w procesach metalurgicznych ma na celu zmniejszenie strat materiałowych i wyeliminowanie zgorzeliny jako potencjalnego
źródła wad walcowniczych. Osiągnięcie tego celu wymaga zastosowania odpowiedniej ochrony metalu podczas procesów wytapiania, obróbki pozapiecowej i odlewania stali, jak również podczas procesów nagrzewania wsadu i obróbki cieplnej wyrobów stalowych.
PB–2.4.1. Opracowanie dobrze przyswajanych
dodatków żużlotwórczych na bazie odpadowych
materiałów magnezytowych
Jedną z istotnych funkcji żużla jest ograniczanie dostępu powietrza do metalu podczas wytapiania i obróbki pozapiecowej stali. Właściwości ochronne żużla
zależą od jego lepkości, którą można regulować za
pomocą zawartości MgO w żużlu, przy czym wskazana jest zawartość MgO powyżej 8%. Żużel taki może
być stosunkowo łatwo spieniany, tworząc grubą warstwę ochronną bez zwiększania jego masy. Jednak nie
47
wszystkie materiały zawierające MgO sprawdzają się
w procesach metalurgicznych; ograniczeniami są: mała
szybkość przyswajania przez żużel, wysoka temperatura topnienia lub pylista postać.
Proponuje się opracowanie technologii kompaktowania przez grudkowanie odpadowych materiałów zawierających MgO. Opracowany materiał powinien mieć wytrzymałość mechaniczną pozwalającą na podawanie go
w sposób standardowy poprzez przesypy i taśmociągi,
a po wprowadzeniu do żużla szybko rozpadać się, tak
aby pylisty magnezyt uległ szybkiemu rozpuszczeniu.
Odpowiedni udział węgla w takim materiale ułatwiałby
jego rozpad, a jednocześnie sprzyjał spienianiu żużla.
Opracowana technologia powinna zapewnić otrzymanie dodatku żużlotwórczego dobrze przyswajanego
przez żużel, nie pylącego i o konkurencyjnej cenie.
PB–2.4.2. Ograniczenie reoksydacji stali przy spuście
z pieca do kadzi
Podczas spustu ciekłego metalu może występować
jego reoksydacja wskutek absorpcji tlenu z atmosfery
(z reguły struga spustowa nie jest chroniona) lub przedostawania się natlenionego żużla do kadzi. Absorpcja
tlenu z atmosfery przez strugę stali jest niezbyt duża,
a jej skutki można ograniczyć przez odpowiedni nadmiar odtleniacza. Natomiast, jak wykazuje praktyka
wielu stalowni na świecie, trudny do opanowania i niepożądany z wielu względów jest spływ żużla piecowego
wraz z ciekłym metalem do kadzi, następujący głównie
pod koniec spustu, już po wprowadzeniu odtleniaczy.
W celu wyeliminowania zjawiska zaciągania żużla stosuje się możliwie dokładne jego blokowanie (odcięcie).
Mimo opracowania wielu metod odcinania żużla, jak
np.: za pomocą strugi (zdmuchiwanie) lub barbotażu
gazu, pływających kul, podrywania konwertora w oparciu o diagnozę termowizyjną, „balkonowych” systemów
spustowych i pozostawiania „jeziorka” ciekłego metalu
w piecach elektrycznych, zjawisko zaciągania żużla nie
zostało generalnie wyeliminowane i jego skutki zaburzają późniejszą rafinację stali i jej odlewanie.
Wypływowi metalu z konwertora przez konwencjonalny otwór spustowy, zwłaszcza w końcowej fazie
spustu, towarzyszy silny wir, w którego centrum żużel
jest zaciągany najsilniej. Rotująca struga metalu wypływając z otworu zawiera wewnątrz żużel, niewidoczny
z zewnątrz ani przez operatora, ani przez systemy termowizyjne.
Wydaje się, że niedopuszczenie do powstawania
wiru jest najbardziej obiecującym sposobem ograniczenia zaciągania żużla. W tym celu konieczne są badania
48
w zakresie optymalizacji kształtki spustowej, doboru
pola elektromagnetycznego oraz gazowych zapór.
PB–2.4.3. Rozwój energooszczędnych technologii
kształtowania cieplno-plastycznego wyrobów stalowych
warunkujących ograniczenie utleniania materiału
Praktycznie na każdym etapie procesu przeróbki
plastycznej na gorąco wyrobów hutniczych, a w szczególności podczas nagrzewania wsadu, odkształcania i
chłodzenia, następuje utlenianie powierzchni materiału.
Na intensywność utleniania wpływa wysokość temperatury materiału i czas trwania procesu. Ze względu na
straty materiału i powstawanie odpadów konieczne jest
opracowanie i wprowadzenie nowych technologii, które umożliwią zmniejszenie skutków utleniania. W tym
zakresie znaczącą rolę odgrywać będzie ograniczenie
utleniania poprzez wprowadzanie atmosfer ochronnych
na etapie nagrzewania wsadu i ulepszania cieplnego
wyrobów oraz poprzez obniżanie temperatury materiału i skracanie czasu przeróbki plastycznej.
Znaczne, niewykorzystane dotychczas możliwości
daje rozwój technologii ukierunkowanych na skrócenie czasu przeróbki plastycznej, które można uzyskać
przez zmniejszenie liczby przepustów w walcowni
i przez skrócenie linii technologicznej. Cele te mogą
być zrealizowane poprzez wyeliminowanie przepustów
wstępnych i częściowo pośrednich przez zastosowanie wsadu o kształcie zbliżonym do wyrobu gotowego
oraz poprzez zintensyfikowanie gniotów w wyniku zastosowania walcarek o bardzo dużym stopniu przerobu
w jednym przepuście.
Zakres potrzebnych do wykonania prac badawczych
obejmuje:
n optymalizację krystalizatorów umożliwiającą wytwarzanie wlewków kształtowych,
n opracowanie technologii odlewania wlewków kształtowych,
n opracowanie kalibrowania walców i technologii walcowania kształtowników z wlewków kształtowych,
n opracowanie koncepcji walcowni kompaktowej wyposażonej w walcarki o dużym stopniu przerobu umożliwiające skrócenie linii technologicznej,
n opracowanie kalibrowania walców i technologii walcowania w walcowni kompaktowej.
OB-3. Racjonalna gospodarka surowcami i mediami oraz ochrona środowiska
49
Wprowadzenie
Integracja z Unią Europejską nakłada obowiązek
zgodności polskiego systemu ochrony środowiska
i gospodarowania surowcami oraz energią z wymogami unijnymi. Warunki użytkowania środowiska w
Unii Europejskiej określone zostały m.in. w Dyrektywie
Rady Unii Europejskiej 96/61/UE z września 1996 (tzw.
Dyrektywa IPPC). Obniżenie ujemnego oddziaływania
na środowisko, oprócz zapewnienia zdolności konkurowania hut w warunkach gospodarki rynkowej, jest
jednym z najważniejszych celów przekształcenia polskiego hutnictwa żelaza i stali. Prowadzone przez huty
działania inwestycyjne i modernizacyjne o charakterze
ekologicznym przyniosły w ostatnich latach postęp, potwierdzony redukcją wskaźników emisji do środowiska
naturalnego. Aby jednak osiągnąć zakładany cel należy
podjąć badania prowadzące do ulepszania już wdrożonych technik i technologii, opracowania oraz wprowadzenia do praktyki przemysłowej nowych oryginalnych
rozwiązań, zbieżnych z tzw. Najlepszymi Dostępnymi
Technikami BAT preferowanymi w Unii. Zgodnie z ideą
BAT nowo wdrażane techniki winny zapobiegać emisji
zanieczyszczeń m.in. poprzez oszczędność zużycia
mediów i surowców, stosowanie surowców przyjaznych
środowisku, efektywne wykorzystanie zasobów (wody,
energii, surowców), minimalizację ilości odpadów oraz
ich recykling i wtórne wykorzystanie.
W obszarze badawczym: „Racjonalna gospodarka
surowcami i mediami oraz ochrona środowiska” wybrano cztery priorytetowe kierunki badawcze:
n 3.1. Racjonalne wykorzystanie i oszczędność surowców wsadowych
n 3.2. Efektywne wykorzystanie energii i innych mediów w procesach metalurgicznych
n 3.3. Recykling surowców metalonośnych i utylizacja
materiałów odpadowych hutnictwa
n 3.4. Ograniczenie zanieczyszczenia środowiska.
KB–3.1. Racjonalne wykorzystanie i oszczędność
surowców wsadowych
Racjonalne wykorzystanie i oszczędność surowców
wsadowych to nie tylko kierunek obniżania ujemnego
oddziaływania na środowisko, ale również poprawy
ekonomiki pracy przedsiębiorstwa hutniczego i zapewnienia zdolności konkurowania hut w warunkach gospodarki rynkowej.
W ramach tego kierunku zidentyfikowano istotne dla
krajowego hutnictwa cztery problemy badacze, których
zakres przedstawiono poniżej.
50
PB-3.1.1. Określenie standardów jakości dla złomu
przerabianego w procesach hutniczych
Stosowany w procesach hutniczych złom żelaza
i stali charakteryzuje się dużą zmiennością parametrów
jakościowych, co utrudnia właściwe skomponowanie
wsadu hutniczego. Wyroby metalowe, z których złom
powstaje, cechuje bowiem duża różnorodność składu
materiałowego. Ponadto na rynku złomu spotyka się
wyroby metalowe zespolone z innymi materiałami, których obecność we wsadzie hutniczym jest niepożądana. Coraz wyższe wymagania w stosunku do jakości
wyrobów hutniczych pociągają za sobą potrzeby i ograniczenia w zakresie jakości surowca. Występuje zatem
potrzeba standaryzacji dla surowca złomowego.
Wskazane jest podjęcie badań dla określenia wartości dopuszczalnych najważniejszych parametrów
jakościowych złomu wykorzystywanego w poszczególnych procesach metalurgicznych, a w szczególności
wykonanie:
n analizy wymagań jakościowych dla złomu wykorzystywanego jako surowiec w najważniejszych procesach metalurgicznych,
n oceny zakresu zmienności parametrów jakościowych
złomu w warunkach lokalnych,
n oceny możliwości technicznych wstępnej preparacji
złomu dla spełnienia postawionych wymagań,
n opracowania charakterystyk dla poszczególnych rodzajów złomu hutniczego.
PB-3.1.2. Poprawa uzysku spieku skipowego poprzez
zwiększenie stopnia wykorzystania jego drobnych
frakcji bezpośrednio w wielkim piecu bez pogorszenia
warunków pracy pieca
Rozwój technologii zasypu tworzyw do wielkiego
pieca w hutnictwie światowym pozwala na stosowanie
coraz drobniejszych ich frakcji bez pogorszenia przewiewności wsadu w wielkich piecach, a tym samym
warunków ich pracy. W wyniku dotychczasowych prac,
również w krajowym hutnictwie, została opracowana
i wdrożona technologia stosowania odsiewu spieku
w ilości (optymalnej) średnio ok. 50 kg/t surówki bez pogorszenia warunków pracy tych pieców. Pozwoliło to na
poprawę uzysku spieku skipowego o ok. 2,5%. Jak wynika z doświadczeń światowych, zwłaszcza hutnictwa
japońskiego, istnieje możliwość dalszej poprawy uzysku spieku skipowego poprzez zastosowanie technologii selektywnego zasypu spieku rozdzielonego na dwie
zawężone klasy ziarnowe i odpowiednie ich rozmieszczenie na przekroju gardzieli wielkiego pieca. Zwiększenie uzysku spieku skipowego odpowiada wzrostowi
wydajności produkcyjnej spiekalni bez konieczności
angażowania środków inwestycyjnych. Obniżenie jednostkowych kosztów zmiennych wytwarzania spieku
jest jednym z istotniejszych czynników umożliwiających
obniżenie kosztów wytwarzania wyrobów hutniczych w
układzie ciągnionym huty surowcowej. Jednocześnie
wzrost uzysku podstawowych tworzyw żelazonośnych
wiąże się z ilościowym ograniczeniem importu grudek.
Celem prac badawczych i wdrożeniowych jest opracowanie i zastosowanie w praktyce przemysłowej zmodernizowanej, optymalnej technologii wsadowej, polegającej na selektywnym wprowadzaniu do wielkiego
pieca dwóch zawężonych klas ziarnowych spieku przy
zwiększonym stopniu wprowadzania drobnych jego
frakcji, obecnie kierowanych jako spiek zwrotny wtórnie
do procesu spiekania. Dla opracowania takiej technologii potrzebne są badania bilansowe, modelowe, laboratoryjne oraz przemysłowe.
Na podstawie badań statystycznych składów ziarnowych spieku należy określić optymalne, bilansowe
zakresy rozdziału spieku na dwie frakcje, a następnie przeprowadzić badania modelowe oraz symulację
komputerową zmian przewiewności materiałów wsadowych z różnym sposobem selektywnego wprowadzania
dwóch rozdzielonych klas ziarnowych spieku do wielkiego pieca. Symulacje komputerowe pozwolą określić
zmiany bilansu materiałowo-energetycznego, wynikające z modernizacji technologii wprowadzania tworzyw
do wielkiego pieca, co z kolei pozwoli na optymalny
dobór parametrów jakościowych spieku. Wyniki analiz
technicznych i technologicznych posłużą do opracowania logistyki przepływu spieku w układzie spiekalnia
– wielkie piece przy uwzględnieniu selektywnego wprowadzania do wielkiego pieca dwóch wytypowanych klas
ziarnowych spieku. Należy równocześnie przeprowadzić badania laboratoryjne, a następnie przemysłowe
nad doborem technologii spiekania ze zmniejszonym
udziałem spieku zwrotnego w mieszance spiekalniczej,
umożliwiającej utrzymanie wydajności procesu spiekania na niezmienionym poziomie
PB-3.1.3. Materiały ogniotrwałe nowej generacji
przeznaczone do pracy w agresywnym środowisku
agregatów metalurgicznych
Przedłużenie okresów międzyremontowych agregatów metalurgicznych jest możliwe przez wprowadzenie
do ich wymurowania materiałów ogniotrwałych nowej
generacji. Materiały te charakteryzują się zwiększoną
odpornością na agresywne środowisko przestrzeni roboczej pieców hutniczych. Proponuje się wszechstronne zbadanie zachowania się nasączonych materiałów
ogniotrwałych o strukturze mikroporowatej w warunkach symulujących silnie agresywne środowisko, jakim
jest przestrzeń robocza pieców hutniczych.
W konwertorach tlenowych stosuje się obecnie materiały z topionego tlenku magnezu i węgla, które wyparły
mało efektywne materiały dolomitowe. Należy prowadzić intensywne badania stwarzające kompleksową
strategię instalowania materiałów magnezjowo-węglowych w konwertorach. Istotą nowej procedury winno
być wymurowywanie poszczególnych stref konwertora
materiałami o precyzyjnie dobranych parametrach, regulowanych przez dobór zawartości węgla, zawartości
MgO, dodatków substancji chroniących przed utlenianiem się węgla, nacisków przy prasowaniu kształtek
i przez dodatki włókien ze stali odpornych na korozję.
Istotnym natomiast aspektem w procesie produkcji
surówki będzie modelowanie zużycia wyłożenia ogniotrwałego wielkiego pieca, wprowadzanie do wsadu
związków spełniających rolę powłok ochronnych, jak
również opracowanie technologii produkcji materiałów
ogniotrwałych węglowych domieszkowanych metalami
i ich związkami.
Jednym z często stosowanych spoiw i impregnatów
materiałów ogniotrwałych jest pak węglowy. Od wielu
lat istotnym problemem jest poprawa technologicznych
właściwości tych materiałów z jednoczesnym obniżeniem ilości zawartych w nich szkodliwych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (PAHs), w tym
benzo/a/pirenu, a co za tym idzie redukcją emisji tych
związków do atmosfery. Rozwiązaniem tego problemu
jest opracowanie nowych procedur produkcji spoiw
i impregnatów o obniżonej zawartości PAHs na bazie
paków węglowych modyfikowanych żywicami i produktami naftowymi oraz poszukiwanie efektywnych substytutów paku węglowego. Jednocześnie istotnym zagadnieniem jest podjęcie działań mających na celu minimalizację emisji szkodliwych substancji, uwalniających
się w procesie produkcji materiału ogniotrwałego oraz
jego użytkowania dla poprawy warunków pracy i minimalizacji kontaktu pracowników z substancjami rakotwórczymi (hermetyzacja procesów, odciągi, dopalanie
oparów, chemiczna destrukcja szkodliwych związków).
Wyniki badań będzie można wykorzystać w zakładach
produkujących materiały ceramiczne oraz wyłożenia
ogniotrwałe stosowane w hutnictwie żelaza i stali. Brak
jest jednoznacznych badań niszczącego oddziaływania
par (alkalii, cynku), gazów (CO, CO2, Cl2), cząstek żużla i metali pochodzących z procesu metalurgicznego.
51
PB–3.1.4. Nowoczesne technologie załadunku tworzyw
do wielkich pieców
Do podstawowych czynników pozwalających na redukcję kosztów wytwarzania surówki należą: obniżanie
całkowitego zużycia paliwa w procesie wielkopiecowym,
poprawa uzysku stosowanych tworzyw żelazonośnych
oraz intensyfikacja pracy wielkich pieców. Takie możliwości stwarzają m.in. technologie „centralnego zasypu
koksu” i mieszanego systemu załadunku koksu (koks
– ruda) do wielkiego pieca. Pozwalają one na poprawę
stopnia wykorzystania energii chemicznej gazu wielkopiecowego, a w wyniku tego na obniżenie zapotrzebowania na paliwo. Polepszają warunki redukcji, poprzez
optymalizację stopni redukcji pośredniej i bezpośredniej w wielkim piecu. Zwiększają stopień wykorzystania tańszych sortymentów koksu. Umożliwiają poprawę
uzysku tworzyw metalurgicznych poprzez zastosowanie odsiewu spieku, odsiewu grudek i rud w mieszanym
systemie załadunku, bez pogorszenia warunków pracy
wielkich pieców.
Aby osiągnąć wymienione cele w warunkach krajowego hutnictwa należy:
n określić wstępne warunki techniczno-technologiczne nowych energooszczędnych technologii procesu
wielkopiecowego w zakresie wprowadzania tworzyw
do wielkiego pieca, bez pogorszenia warunków pracy
wielkich pieców,
n przeprowadzić symulacje komputerowe zmiany warunków technologicznych, w tym przewiewności wsadu w wielkim piecu z uwzględnieniem warunków zasypu wsadu oraz
n przeprowadzić analizę ekonomiczną efektywności
stosowania nowych technologii.
Inne rozwiązania umożliwiające redukcję kosztów są
związane z rozwojem technologii wdmuchiwania pyłu
węglowego jako paliwa zastępczego do wielkiego pieca
i badaniami przepływu materiałów ciekłych i gazowych
w poszczególnych strefach pieca.
PB-3.1.5. Poprawa właściwości koksu pod kątem
wymagań procesu wielkopiecowego
Aktualna sytuacja i prognozy dotyczące rynku stali
w Polsce wskazują, że w perspektywie 2025 roku, polskie huty będą stosowały w swoich wielkich piecach
wyłącznie koks pochodzący z polskich koksowni. Głównymi czynnikami decydującymi o parametrach jakościowych polskiego koksu są właściwości dostępnych na
krajowym rynku węgli koksowych. Aby zoptymalizować
współpracę pomiędzy producentami stali, producenta-
52
mi koksu a producentami węgla koksowego, konieczne
jest:
n określenie granicznych zawartości fosforu w koksie,
bezpiecznych dla osiągnięcia wymaganej jakości surówki,
n określenie granicznych zawartości alkaliów dla osiągnięcia wymaganej jakości surówki oraz bezpiecznej
eksploatacji wielkiego pieca (korozja),
n określenie parametrów i ich poziomu, opisujących
mechaniczną wytrzymałość koksu dla zapewnienia
stabilnej pracy wielkiego pieca oraz możliwości i sposobów produkcji koksu o wymaganej jakości,
n zbilansowanie zapotrzebowania węgla koksowego,
koksu wielkopiecowego i surówki żelaza dla stabilnej
i bezawaryjnej pracy polskich hut.
Zachowanie się koksu w strefie wysokich temperatur
wielkiego pieca jest zagadnieniem bardzo istotnym dla
prawidłowego prowadzenia procesu wielkopiecowego.
Wraz z postępem technologii wielkopiecowej zmieniły
się funkcje koksu w wielkim piecu, a do oceny jego przydatności technologicznej wprowadzono nowe wskaźniki jakościowe. Aktualnie stosowane metody oceny
właściwości koksu, włączając wprowadzone przez
Nippon Steel Corporation testy: CSR – wytrzymałość
poreakcyjna i CRI – reakcyjność wobec CO2, stanowią
istotny postęp w stosunku do zimnych metod badania
właściwości wytrzymałościowych koksu (testy: Micum
i Irsid). Należy poszukiwać metod odzwierciedlających
zachowanie się koksu w warunkach maksymalnie zbliżonych do panujących w wielkim piecu (atmosfera silnie redukcyjna, temperatury rzędu 1500oC).
W związku z tym należy:
n poznać i opisać ilościowo i jakościowo zjawiska degradacji koksu w wysokich temperaturach w atmosferze redukcyjnej (z uwzględnieniem degradacji
mechanicznej oraz chemicznej, związanej ze zgazowaniem koksu),
n opracować metodę testu analitycznego umożliwiającego standardowy opis powyższych zjawisk,
n zaprojektować aparaturę pomiarową i opracować
standardową procedurę badawczą określającą degradację koksu w wysokich temperaturach.
PB-3.1.6. Intensyfikacja produkcji koksu
Intensyfikacja produkcji koksu oraz poprawa jego jakości wiążą się z postępem w technologiach przygotowania wsadu do koksowania, które ukierunkowane są
głównie na zwiększenie gęstości nasypowej wsadu węglowego. Stosowanie wsadu o podwyższonej gęstości
nasypowej czyni proces koksowania efektywniejszym
ekonomicznie i bezpieczniejszym dla środowiska naturalnego. Wymagające przebadania, dla krajowych węgli koksujących, operacje zwiększające gęstość nasypową wsadu to:
n podsuszanie wsadu z około 10% do 4,5% zawartości
wilgoci,
n selektywny przemiał składników mieszanki wsadowej,
n olejowanie wsadu względnie dodawanie emulsji wodno-smołowej.
Utrzymanie produkcji koksu na stałym poziomie,
pokrywającym zapotrzebowanie krajowego przemysłu oraz eksportu, możliwe jest albo poprzez budowę
nowych baterii koksowniczych, albo poprzez modernizację aktualnie eksploatowanych. Jednak ze względu
na bardzo wysokie koszty budowy baterii koksowniczej
najczęściej dąży się do naprawy i modernizacji obmurzy ceramicznych oraz do podejmowania działań zapobiegawczych, które ograniczają powstawanie i powiększanie się uszkodzeń. Stała obserwacja i ocena stanu
technicznego baterii koksowniczej może znacznie ułatwić wybór metodyki postępowania naprawczego w początkowej fazie powstawania uszkodzeń, a co za tym
idzie – korzystnie wpłynąć na wydłużenie żywotności
baterii. Utrzymanie dobrego stanu ceramiki, a szczególnie jej szczelności wpływa także korzystnie na stan
środowiska naturalnego, w tym szczególnie na emisję
zanieczyszczeń do atmosfery.
Prace badawcze w obszarze związanym z wydłużeniem okresu eksploatacji baterii winny obejmować następujące zagadnienia:
n opracowanie i zastosowanie systemu monitoringu
stanu technicznego baterii od początku jej eksploatacji,
n wprowadzenie do profilaktyki remontowej w koksownictwie nowych materiałów i technik naprawczych
(np. zastosowanie kształtek o zerowej rozszerzalności termicznej),
n ocenę wpływu szczelności masywu ceramicznego na
emisję zorganizowaną zanieczyszczeń (przenikanie
składników surowego gazu koksowniczego do układu opalania baterii).
KB-3.2. Efektywne wykorzystanie energii i innych
mediów w procesach metalurgicznych
Efektywne wykorzystanie energii i innych mediów
w procesach metalurgicznych to kolejny kierunek poprawy stanu środowiska i ekonomiki przedsiębiorstwa
hutniczego. Lepsza kontrola zarządzania i znajomość
strumieni przepływu zasobów energetycznych huty
prowadzi do oszczędności ich zużycia oraz poprawy
efektywności produkcji.
PB-3.2.1. Technologia stosowania tlenu jako
intensyfikatora procesu spiekania rud
Wzbogacanie powietrza spalania w tlen jest ważnym
czynnikiem intensyfikującym proces spiekania. Wywiera silny wpływ na skład chemiczny gazów odlotowych,
a także poprawia bilans cieplny procesu, co wpływa na
wzrost temperatury spiekania i poprawę jakości spieku.
Wzbogacanie powietrza spalania w tlen nie tylko powoduje intensyfikację procesu spiekania, lecz również
poprawiając warunki spalania paliwa stałego, jakim jest
koksik i obecnie węgiel antracytowy, może wpływać na
obniżenie emisji tlenku węgla do atmosfery. Powoduje
bowiem zmniejszenie jednostkowego zużycia paliwa,
dzięki czemu zmniejsza emisję CO, SOx i NOx do atmosfery. Korzystny wpływ tlenu na intensyfikację procesu
spiekania potwierdzają zarówno doświadczenia światowe (Japonia, Niemcy, Holandia), jak i przeprowadzone
badania w kraju w skali laboratoryjnej.
Celem prac badawczych i wdrożeniowych jest opracowanie i zastosowanie w praktyce przemysłowej optymalnej technologii podawania tlenu na taśmę spiekalniczą. Dla opracowania takiej technologii należy prowadzić badania bilansowe, modelowe, laboratoryjne oraz
przemysłowe.
PB-3.2.2. Zmniejszenie zużycia energii w procesach
metalurgicznych poprzez wykorzystanie wspomagania
komputerowego w zakresie logistyki, intensyfikacji
i integracji faz technologicznych
Przewiduje się, że projektowanie nowych i udoskonalanie stosowanych technologii wytwarzania wyrobów
hutniczych w coraz większym stopniu będzie oparte
na wirtualnych obliczeniach i symulacjach, co pozwoli
na ich coraz wyższą automatyzację i jednocześnie potanienie. Właściwości technologiczne materiału i jego
zachowanie się w procesach wytwarzania i przeróbki
cieplno-plastycznej stanowią bardzo ważną bazę danych do projektowania technologii oraz urządzeń i linii
technologicznych. Przy obliczeniach tych niezbędne są
modele wyliczeniowe i banki danych opracowywane
przy szerokiej współpracy nauki i przemysłu. Szczególnie istotne z ekologicznego i ekonomicznego punktu
widzenia będą badania i rozwiązania pozwalające na
obniżenie zużycia energii i mediów w procesach metalurgicznych. Duże możliwości w tym zakresie oferują
komputerowe systemy sterowania on-line lub systemy
wspomagania off-line. Ich rozwój i upowszechnienie
53
powinny zapewnić zmniejszenie zużycia energii oraz
utleniania wsadu w procesach metalurgicznych. Na
przykład dla poprawy efektywności nagrzewania wsadu
przed przeróbką plastyczną należy zapewnić synchronizację fazy nagrzewania i walcowania wsadu o dużej
zmienności wymiarów geometrycznych i gatunków
stali za pomocą specjalistycznych systemów komputerowych. Inny przykład to modelowanie i sterowanie
procesem wielkopiecowym za pomocą sztucznej inteligencji (sieci neuronowe) i innych nowoczesnych metod. Ważnym elementem tych systemów powinny być
nowoczesne metody sterowania mediami w procesach
hutniczych. Niezbędne są badania nad upowszechnieniem i przystosowaniem takich systemów komputerowych do różnych procesów i typów urządzeń przemysłowych.
PB-3.2.3. Wysokowydajne i niskoemisyjne urządzenia
grzewcze i zapłonowe (palniki gazowe, piece grzewcze
i zapłonowe)
Wysokowydajne i niskoemisyjne palniki do wysokotemperaturowych pieców grzewczych zapewniają
intensywne i jednorodne nagrzewanie wsadu. Umożliwiają również znaczne ograniczenie zużycia energii
w procesach grzewczych, a także niską emisję NOx
i CO, pomimo bardzo wysokiej temperatury podgrzania
powietrza spalania. Regeneracyjne palniki o małej emisji tlenków azotu mogą obniżać zużycie paliwa o 15%
i zwiększać wydajność pieca. Zawartość tlenków azotu
nie przekracza 30 ppm, nawet przy temperaturach podgrzania powietrza ponad 1000oC. Atrakcyjnym rozwiązaniem mogą być palniki tlenowo-paliwowe do pieców
grzewczych walcowni, kuźni i w liniach wyżarzania.
Dzięki wyeliminowaniu azotu z atmosfer piecowych
palniki zużywające tlen techniczny zmniejszają zużycie
paliw kopalnych nawet o 50% i odpowiednio ograniczają emisję dwutlenku węgla. Dalszą redukcję zużycia
paliwa i CO2 można osiągnąć poprzez zużywanie paliw
o niższej wartości opałowej, gdyż dzięki tlenowi można
uzyskiwać odpowiednio wysokie temperatury spalania.
Mała jest emisja tlenków azotu i łatwo można sterować
pracą pieców. Do 50% można zwiększyć wydajność
pieców, obniżając przy tym koszty utrzymania ruchu.
Niezbędne są dalsze badania nad rozwojem konstrukcji (palniki płaskopłomienne) i upowszechnieniem
palników oraz nowoczesnych pieców grzewczych
w przemyśle.
54
PB-3.2.4. Technologie i urządzenia do odzysku
energii spalin z procesów metalurgicznych oraz do
energetycznego wykorzystania odpadowych gazów
technologicznych
Stosowanie w piecach stalowniczych odpowiednich
rekuperatorów ciepła jest jednym z podstawowych
elementów uzyskiwania pozytywnych efektów ekonomicznych procesu metalurgicznego. Służą temu odpowiednie systemy ochrony powierzchni grzewczych rekuperatorów przed lokalnym przegrzaniem, dzięki czemu mogą być również wykorzystywane zapylone gazy
odlotowe. Możliwe jest w trakcie badań opracowanie
konstrukcji rekuperatora podgrzewającego powietrze
spalania do ok. 700oC w hutniczych piecach grzewczych. Efektywność wykorzystania energii można również próbować podnosić poprzez spalanie odpadowych
gazów o wartości opałowej w przedziale 2 600–3 400
kJ/m3n., poprzez dobór odpowiednich palników dla tego
typu gazów technologicznych.
W trakcie badań będzie można również próbować
opracować tego typu wymiennik ciepła dla wielkiego
pieca. Zadaniem tego rekuperatora będzie podnoszenie temperatury dmuchu wielkopiecowego. Część dmuchu wielkopiecowego kierowana będzie do rekuperatora, przez który przepuszczać się będzie nadwyżki gazu
wielkopiecowego. Przy zmniejszonym przepływie dmuchu przez nagrzewnice temperatura podgrzewanego
w nich powietrza powinna się zwiększać. W ten sposób
będzie można zaoszczędzić koks, a koszt urządzenia
powinien się zwrócić w ciągu kilku miesięcy.
PB–3.2.5. Odzysk energii kinetycznej gazu
wielkopiecowego
Wysokie ciśnienie gazu w gardzieli wielkiego pieca
umożliwia wykorzystanie części jego energii, za pomocą turbiny rozprężnej montowanej za oczyszczalnią
tego gazu. Ilość energii, którą można odzyskać podczas rozprężania gazu wielkopiecowego i przetworzyć
na energię elektryczną zależy od ilości gazu, gradientu
ciśnienia i temperatury. Odzysk energii tą drogą jest
możliwy, kiedy oczyszczalnia gazu i sieć gazowa wykazują niskie spadki ciśnienia. W nowoczesnych wielkich
piecach, pracujących przy ciśnieniu gazu wielkopiecowego 2–2,5 bara, ilość wytworzonej energii elektrycznej
może wynieść nawet 15 MW. Wówczas oszczędność
energii jest szacowana na 0,4 GJ/t surówki, co stanowi
około 2% całkowitego zapotrzebowania wielkiego pieca
na energię. Stosowanie odzysku ciśnienia gazu wielkopiecowego jest powszechne w piecach pracujących na
wysokim ciśnieniu.
Upowszechnienie technologii odzysku energii gazu
wielkopiecowego wymaga zbadania uwarunkowań
techniczno-technologicznych i ekologicznych. Wskazany jest właściwy dobór turbin rozprężnych. Można
stosować turbiny osiowe, które są bardziej wydajne
od turbin promieniowych. Problemem jest tzw. punkt
krytyczny, który występuje wtedy, kiedy turbina kończy
pracę i gradient ciśnienia przenosi się do oczyszczalni
gazu. Aby uniknąć awarii w oczyszczalni gazu i w kolektorach głównych stosuje się specjalne ośrodki bezpieczeństwa (para, gaz obojętny). Ponadto stosowanie
turbin rozprężnych wymaga całkowitego oczyszczenia
gazu wielkopiecowego, ponieważ wysoka zawartość
alkaliów jest źródłem przyspieszonych procesów korozyjnych urządzeń.
Głównym celem instalowania turbin są korzyści ekonomiczne. W nowoczesnych wielkich piecach zwrot
kosztów instalacji jest możliwy w ciągu trzech lat, lecz w
zależności od warunków lokalnych oraz ciśnienia gazu
wielkopiecowego okres ten może być nieco dłuższy.
PB–3.2.6. Zintegrowany system zarządzania
gospodarką wodną w warunkach hut zintegrowanych
wych. Przeprowadzone wcześniej rozpoznanie wykazało, iż struktura nowego systemu powinna wykorzystywać cykliczną wymianę, przetwarzanie i weryfikację
baz danych na zasadzie pętli Deminga, co wymaga
opracowania specjalistycznego programu komputerowego, przystosowanego do symulacyjnej analizy parametrów ilościowych i jakościowych dowolnego układu
obiegów, występujących w hutnictwie i innych gałęziach przemysłu.
KB-3.3. Recykling surowców metalonośnych
i utylizacja materiałów odpadowych hutnictwa
Spełnienie wymagań Najlepszej Dostępnej Techniki BAT dla procesów metalurgicznych obejmuje m.in.
minimalizację ilości odpadów i ich recykling, natomiast
składowanie odpadów traktuje jako rozwiązanie ostateczne. Recykling surowców żelazo- i metalonośnych
nie tylko zapobiega zanieczyszczeniu środowiska, ale
stanowi również atrakcyjne źródło pozyskiwania cennych surowców dla przemysłu hutniczego. W dalszych
pracach nad modernizacją polskiego hutnictwa istnieje
potrzeba intensyfikacji działań w zakresie utylizacji od-
Uzyskany w ubiegłych latach poziom poboru wody
dodatkowej i zrzutu ścieków poniżej wskaźnika
10 m3/t stali, zbliża hutnictwo polskie do standardów
hutnictwa UE. Jest to rezultatem racjonalizacji dwóch
największych układów wodnych występujących w koncernie Mittal Steel Poland SA. W zakresie gospodarki
wodnej istnieją jednak nierozwiązane problemy, które
powodują nadmierne i nieuzasadnione koszty eksploatacji przynależnych instalacji, polegające głównie na
wysokim zużyciu wody obiegowej (średnio 200 m3/t
stali), nadmiernej korozyjności i inkrustracji urządzeń
oraz na przekraczaniu dopuszczalnego stanu ścieków
końcowych. Wynika to ze stosowania przestarzałych
i ograniczonych metod monitoringu obiegów wodnych,
co w praktyce uniemożliwia właściwą kontrolę wskaźników bilansowych i wskaźników technologicznych,
pomiędzy którymi występują złożone współzależności
o charakterze liniowym i nieliniowym.
Z uwagi na brak w literaturze fachowej dostatecznie
uogólnionych podstaw teoretycznych przedmiotowego
problemu, wskazane jest opracowanie – odpowiedniego do współczesnych standardów – systemu zarządzania gospodarką wodną hut zintegrowanych (będącego
elementem ogólnego systemu zarządzania środowiskowego według norm ISO 14000) – ułatwiającego optymalną eksploatację obiegów ze względu na czynniki
technologiczne i czynniki ochrony wód powierzchnio-
padów zgromadzonych na składowiskach, jak również
powstających z bieżącej produkcji. Wymaga to rozwiązania szeregu problemów technologicznych, związanych z możliwością powtórnego wykorzystania w hutnictwie materiałów odpadowych, jak również rozwiązań
projektowych urządzeń lub całych linii technologicznych
dostosowanych do przerobu odpadów.
PB-3.3.1. Wykorzystanie szlamów hutniczych
W krajowych stalowniach konwertorowych wytwarzających około 65% produkowanej w Polsce stali stosuje
się mokre odpylanie gazów odlotowych, w wyniku czego powstają tzw. szlamy konwertorowe w ilości ponad
9 kg (suchej masy) na tonę stali. Szlamy te zawierają
ponad 60% żelaza w postaci tlenkowej i metalicznej. Ich
wykorzystanie utrudnia głównie znaczny stopień uwodnienia. Szlamy po odwodnieniu przy użyciu specjalnej
hydraulicznej prasy filtracyjnej w dalszym ciągu zawierają znaczną ilość wody, sięgającą 20% masy. Tylko
część tych szlamów wykorzystywana jest do produkcji
spieku wielkopiecowego, jako jeden z wielu składników
mieszanki spiekalniczej. Próby wprowadzania odwodnionego przy użyciu prasy i zgranulowanego szlamu do
wsadu konwertorowego, nie przyniosły pozytywnego
wyniku. Udział tych grudek we wsadzie konwertorowym
55
jak dotąd jest bardzo ograniczony, a odzysk wprowadzonego tym sposobem żelaza znikomy.
Problemem badawczym jest opracowanie najbardziej
efektywnej technicznie i ekonomicznie technologii przerobu szlamów na wartościowy produkt wsadowy oraz
zbadanie możliwości wykorzystania szlamów konwertorowych jako materiału żelazonośnego w procesach
wytwarzania surówki żelaza i/lub żelaza otrzymywanego w procesie redukcji bezpośredniej w stanie stałym,
które to materiały są poszukiwanymi surowcami przez
stalownie i odlewnie. Szlamy i pyły hutnicze mogą stanowić również półprodukt do produkcji granulowanego
reduktora wykorzystywanego do redukcji żużli stalowniczych. Zawarty w nich węgiel wykazuje aktywność
redukcyjną, co powoduje obniżenie zużycia koksu lub
antracytu jako reduktora, natomiast metale w postaci
wolnej i tlenkowej przechodzą do fazy metalicznej i/lub
mineralnej, wykorzystywanej zgodnie z założeniami
procesu przerobu żużla. Obecnie w kraju nie są stosowane tego rodzaju technologie, podczas gdy w świecie w ten sposób zagospodarowuje się coraz większe
ilości szlamów i pyłów, pozyskując cenny surowiec.
Należy zaznaczyć, że szlamy powstające w różnych
stalowniach różnią się składem w zależności od źródła
pochodzenia surowców zastosowanych do produkcji
stali konwertorowej, co powoduje konieczność przeprowadzenia odrębnych badań w celu określenia sposobu
zagospodarowania szlamu z konkretnej huty.
Wdrożenie wyników projektu przysporzy znacznych efektów ekologicznych i gospodarczych, pozwoli
bowiem na zagospodarowanie uciążliwego odpadu,
a jednocześnie na odzysk znacznych ilości żelaza. Dodatkowym argumentem przemawiającym za podjęciem
tego tematu jest wzrastająca konieczność stosowania
surówki żelaza lub żelaza gąbczastego we wsadzie
stalowniczym, z powodu stale pogarszającej się jakości złomu stalowego, w wyniku kumulacji w nim szkodliwych pierwiastków: miedzi, cyny itp. Stosowanie ciekłej
lub gorącej surówki w stalowniczym procesie elektrycznym pozwala ograniczyć zużycie energii elektrycznej,
a w efekcie obniżyć koszty wytwarzania stali oraz ograniczyć zanieczyszczenie środowiska.
ogniotrwałych np. odpadów włóknistych glinokrzemianowych, powstających przy wyburzaniu i rozbiórce
urządzeń cieplnych. Odpadowe materiały włókniste
mogą być potem, po odpowiedniej przeróbce wykorzystane do ponownej produkcji wyrobów z włókien, tj.
płyt, zapraw, kitów oraz mogą być wykorzystane jako
dodatek do mas szamotowych.
Należy podjąć badania nad ponownym wykorzystaniem odpadów materiałów magnezytowo-węglowych
np. do poprawy warunków żużlowych procesu łukowego lub w piecach kadziowych. Dzięki temu można uzyskać poprawę szeregu parametrów procesu; zmniejszyć zużycie energii i topników, skrócić czas wytopu,
a co za tym idzie, zmniejszyć koszty produkcji stali.
PB-3.3.3. Odzysk odpadowych mułków zgorzelinowych
i zendry w procesie wypalania w złożu fluidalnym
Mułki zgorzelinowe powstają w trakcie walcowania
wyrobów stalowych. Zendra jest natomiast odpadem
we wszystkich procesach mechanicznego przetwarzania stali. Odpady te składają się z żelaza, tlenków żelaza i emulsji olejowo-wodnych.
Proponuje się wykonanie prac rozwojowych, które
obejmą:
n bilans mułków zgorzelinowych i zendry w hutnictwie
polskim,
n analizę reprezentacyjnych próbek mułków zgorzelinowych i zendry,
n opracowanie charakterystyki mułków zgorzelinowych
i zendry w hutnictwie polskim,
n próby laboratoryjne i półtechniczne termicznej obróbki mułków zgorzelinowych i zendry w złożu fluidalnym,
n opracowanie projektu procesowego instalacji do
termicznej obróbki mułków zgorzelinowych i zendry
w złożu fluidalnym.
Mułki zgorzelinowe i zendra są odpadami występującymi w całym hutnictwie. Są trudności ich zagospodarowania w typowych procesach hutniczych ze względu
na występujące w ich składzie emulsje wodno-olejowe
i związane z tym zagrożenia wybuchowe. Skala problemu w hutnictwie polskim określona zostanie w proponowanym projekcie.
PB-3.3.2. Recykling zużytych materiałów ogniotrwałych
Materiały ogniotrwałe po ich wykorzystaniu w urządzeniach metalurgicznych są usuwane z tych agregatów. Część z nich jest wykorzystywana ponownie, inne
są bezpowrotnie tracone np. na wysypiskach odpadów.
Należy dążyć do opracowanie systemu zbiórki, segregacji i utylizacji poszczególnych gatunków materiałów
56
PB-3.3.4. Opracowanie metod utylizacji istniejących
hałd żużlowych oraz utylizacji bieżącej produkcji żużla
Podczas metalurgicznego procesu wytwarzania surówki i stali powstają znaczne ilości żużla. Żużle wielkopiecowe praktycznie w całości są utylizowane, natomiast żużle stalownicze, ze względu na swój skład
chemiczny – w ograniczonym stopniu i w większości są
gromadzone na hałdach. Obecnie w Polsce, jak i w innych krajach, nie ma ekonomicznej metody utylizacji
żużli stalowniczych.
Pomimo realizacji wielu prac badawczo-rozwojowych
problemu nie udało się zadowalająco rozwiązać. Badania możliwości utylizacji żużli stalowniczych metodą redukcji prowadzone są od szeregu lat przez kilka
ośrodków w świecie, głównie pod kątem wykorzystania zmodyfikowanej fazy niemetalicznej jako klinkieru
portlandzkiego. Wykorzystania otrzymywanej fazy jako
nawozu wapienno-magnezowego lub żużla syntetycznego nie brano pod uwagę. Nie przeprowadzono też
badań składu mineralogicznego i możliwości jego modyfikacji. Własności klinkieru portlandzkiego zależą
głównie od składu mineralogicznego, a skład chemiczny nie ma decydującego znaczenia. Stąd prowadzone
badania nie umożliwiają wdrożenia wyników do praktyki
przemysłowej. W kraju wstępne badania utylizacji żużli
stalowniczych poprzez ich redukcję przeprowadzono
w warunkach laboratoryjnych w AGH. Otrzymane wyniki pozwalają na bardzo wstępne określenie warunków
procesu w zależności od przeznaczenia otrzymywanej
fazy niemetalicznej. Konieczne jest przeprowadzenie
dalszych badań. Możliwy zakres modyfikacji składu jest
bardzo szeroki, a modyfikacja może być prowadzona
różnymi metodami.
W ramach problemu badawczego należy określić warunki prowadzenia procesu redukcji żużli stalowniczych
w elektrycznym piecu łukowym oraz zakres i sposoby
modyfikacji składu chemicznego i mineralogicznego
otrzymywanej fazy niemetalicznej, w zależności od
przewidywanego jej wykorzystania. Wyniki tych badań
umożliwią zaproponowanie wytycznych dla przemysłowej technologii utylizacji żużli stalowniczych, co powinno umożliwić zagospodarowanie zarówno istniejących
hałd żużlowych, jak i żużla z bieżącej produkcji oraz
powtórne wykorzystanie materiałów.
PB-3.3.5. Wykorzystanie drobnoziarnistych
metalonośnych odpadów z procesów hutniczych
W przedsiębiorstwach hutniczych posiadających
wydziały surowcowe i przeróbcze powstają m.in. stałe
drobnoziarniste odpady metalonośne. Drobnoziarnista
postać, stanowi przeszkodę w ponownym ich zastosowaniu w procesach metalurgicznych. Sytuacja ta może
powodować konieczność składowania tych cennych
surowców wtórnych lub do stosowania ich wybiórczo
w niektórych procesach hutniczych z wszystkimi negatywnymi tego skutkami, zarówno natury ekologicznej,
jak i ekonomicznej. Podstawowymi drobnoziarnistymi odpadami, zawierającymi przydatne dla hutnictwa
pierwiastki (Fe, Co, Ni, Cr, Al. i inne), są odpady m.in.
w postaci zaolejonych szlamów metalonośnych i pyłów
poszlifierskich.
Konieczne jest sporządzenie szczegółowych bilansów ilościowo-jakościowych metalonośnych odpadów
w Polsce, ze szczególnym uwzględnieniem pierwiastków użytecznych i szkodliwych. Przeprowadzona w ten
sposób weryfikacja pozwoli na ustalenie ilości odpadów
możliwych do ponownego wykorzystania w hutnictwie.
Odpady te w zależności od struktury wsadu i charakteru
procesu różnią się między sobą składem chemicznym,
uziarnieniem i zawartością zanieczyszczeń. W następnej kolejności należy opracować efektywne technologie
utylizacji poszczególnych odpadów, z uwzględnieniem
ich zróżnicowanych właściwości fizycznych i chemicznych oraz różnego rodzaju zanieczyszczeń. Należy
również opracować metody wstępnego przygotowania
odpadów, mające na celu usuwanie wody i oleju, wzbogacanie, neutralizację, homogenizację itd.
Wykorzystanie produktu powstałego z przerobu drobnoziarnistych odpadów w agregatach metalurgicznych,
powinno nie pogorszyć warunków ich pracy, ale zwiększyć efektywność procesu, wskutek zastosowania tańszych drobnoziarnistych odpadów.
PB-3.3.6. Wykorzystanie wielkiego pieca jako agregatu
do utylizacji odpadów
W hutnictwie i zakładach metalowych powstają różne drobnoziarniste odpady, między innymi zgorzelina
i mułki zgorzelinowe. Zgorzelina i mułki zgorzelinowe,
ze względu na wysoką zawartość żelaza (ok. 70%), są
cennym odpadem metalurgicznym i powinny być w całości wykorzystane w procesach metalurgicznych jako
surowiec wtórny. Zgorzelinę i mułki zgorzelinowe zużywa się głównie w procesach spiekania oraz częściowo
we wsadzie wielkopiecowym i stalowniczym (zgorzelina gruboziarnista). Zarówno w świecie jak i w kraju nie
ma na ogół problemu w zagospodarowaniu zgorzeliny
gruboziarnistej, nie zanieczyszczonej olejem (czystej).
Istotne problemy występują natomiast przy zagospodarowaniu zgorzeliny zanieczyszczonej olejem, a zwłaszcza mułków zgorzelinowych, które oprócz wysokiego
stopnia zaolejenia (do 30%), charakteryzują się wysokim stopniem uwodnienia (do 35÷40%).
Najprostszym i powszechnie stosowanym sposobem
utylizacji zgorzeliny jest jej dodawanie do mieszanki
spiekalniczej. W procesie spiekania, przy stosowaniu
tworzyw zawierających olej, tylko jego część się wypa-
57
la, a pozostała ilość, w postaci par oleju, jest unoszona
ze spalinami i w miarę obniżania się temperatury spalin
osadza się na cząstkach pyłu, a także w rurociągach,
urządzeniach odpylających itp., a część przechodzi ze
spalinami do atmosfery. W spiekalniach wyposażonych
w elektrofiltry, zużywanie materiałów olejonośnych jest
bardzo ograniczone ze względu na gromadzenie się
najdrobniejszych cząstek pyłu, zawierających również
największe ilości oleju, na elektrodach elektrofiltrów, co
może być przyczyną powstawania pożarów żarowych,
powodujących uszkodzenie lub całkowite zniszczenie
elektrofiltrów. Jednym z rozwiązań tego problemu mogłoby być wykorzystanie ich w procesie stalowniczym
oraz w procesie wielkopiecowym poprzez wdmuchiwanie przez dysze wielkiego pieca, celem wykorzystania
wartości energetycznej oleju zawartego w mułkach.
Takim paliwem mogą być również odpowiednio przygotowane odpady tworzyw sztucznych. Wdmuchiwane
tych odpadów przez dysze do wielkiego pieca ma na
celu oprócz zamiany części koksu wielkopiecowego
również utylizację tych bardzo uciążliwych i niebezpiecznych dla środowiska odpadów. Wielki piec może
więc pełnić rolę nie tylko agregatu produkującego surówkę, ale jednocześnie doskonałego urządzenia do
termicznej utylizacji odpadów tworzyw sztucznych.
Należy przypuszczać, że wielki piec idealnie spełni
swą rolę ze względu na bardzo wysokie temperatury
procesu (powyżej 2200oC przed dyszami wielkiego pieca), umożliwiające pełne wykorzystanie redukcyjnego
i cieplnego potencjału tworzyw sztucznych oraz hermetyzację całego procesu.
Powstający gaz wielkopiecowy, dodatkowo wzbogacony węglowodorami z odpadów tworzyw sztucznych
może być z lepszym efektem wykorzystany np. do celów grzewczych (opalanie nagrzewnic dmuchu gazem
o wyższej kaloryczności pozwoli uzyskać wyższe temperatury dmuchu, itd.).
Proces wielkopiecowy oprócz podstawowego zadania jakim jest wytapianie surówki, może służyć również
do utylizacji niebezpiecznych dla środowiska odpadów.
Konieczne są badania mające na celu dobór optymalnych warunków stosowania tych odpadów z uwzględnieniem zarówno ich udziału ilościowego, jak i wpływu
na przebieg procesu wielkopiecowego.
PB-3.3.7. Termiczna utylizacja odpadowych tworzyw
sztucznych w komorach koksowniczych
Koksowanie węgla jest typowym przykładem procesów pirolitycznych, obecnie szeroko wykorzystywanych
do utylizacji odpadów. Potencjał produkcyjny baterii
58
koksowniczych umożliwia utylizację odpadów na dużą
skalę, nawet przy ich minimalnym dodatku do wsadu.
Podjęcie tej działalności znacznie ułatwiają stosowane w zakładach koksowniczych instalacje oczyszczania gazu i wydzielania produktów ciekłych. Zachętą są
wysokie ceny oferowanych na rynku usług termicznej
utylizacji odpadów. Dlatego podejmowane są próby
i badania nad wprowadzaniem do węglowej mieszanki koksowniczej odpadów organicznych, głównie pochodzenia petrochemicznego oraz odpadów tworzyw
sztucznych.
Szczególnie interesującym wariantem technologicznym, rozwiązującym jednocześnie poważny problem
środowiskowy jest wykorzystanie w procesie koksowania odpadowych polimerów. Zastosowanie dodatku
odpadowego do wsadu węglowego powinno uwzględniać podstawowe wymagania technologiczne dla wsadu, odpowiednio do stosowanego systemu obsadzania
komór. Winno to ograniczyć ryzyko obniżenia wielkości
produkcji koksu oraz jego jakości. Dla wdrożenia proponowanego sposobu zagospodarowania odpadów
tworzyw sztucznych w koksownictwie, konieczne jest
przeprowadzenie wszechstronnych badań obejmujących dwa sposoby wprowadzania odpadów polimerowych do wsadu:
n bezpośrednio, podobnie do systemu proponowanego
przez japoński koncern Nippon Steel i stosowanego
między innymi w koksowni Kimitsu,
n pośrednio, poprzez wstępną termopreparację odpadów w wysokowrzących bitumach i następnie podanie tak spreparowanego dodatku do wsadu.
Obydwa te warianty technologiczne przygotowania
mieszanki wsadowej mają zalety i wady. Wykonanie dla
obydwu z nich badań w zakresie oceny wpływu wielkości dodatku odpadowego na jakość koksu i pozostałych
produktów koksowania, umożliwi określenie granicznej
wielkości dodatku odpadów polimerowych do wsadu,
a także pozwoli na optymalny wybór realizacyjny.
KB-3.4. Ograniczenie zanieczyszczenia
środowiska
Jednym z wdrożonych w Polsce ustawą z dnia 27.04.
2001 r. Prawo Ochrony Środowiska wymagań prawnych Unii jest Dyrektywa Rady 96/61/WE z 24.09.1996
r. dotycząca zintegrowanego zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń, zwana potocznie Dyrektywą IPPC.
Wymaga ona od prowadzących instalacje, w tym instalacje metalurgiczne, działań ukierunkowanych przede
wszystkim na zapobieganie, a w następnej kolejności
dopiero na ograniczanie emisji zanieczyszczeń. Wynika stąd konieczność prowadzenia badań nad stałą
poprawą technik, służących zapobieganiu zanieczyszczeniom środowiska oraz upowszechnianie i ciągłe
doskonalenie
systemu
zarządzania
środowiskiem
w przedsiębiorstwach hutniczych.
PB-3.4.1. Monitoring emisji substancji szkodliwych
w hutnictwie żelaza i stali
Hutnictwo żelaza i stali stanowi jedno ze znaczących
przemysłowych źródeł emisji zanieczyszczeń, wśród
których do najbardziej uciążliwych z punktu widzenia
szkodliwości dla środowiska naturalnego i organizmu
ludzkiego należą m.in. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAHs) oraz dioksyny (PCDD). Zanieczyszczenia te powstają podczas wysokotemperaturowych procesów technologicznych i nie należą do
grupy zanieczyszczeń standardowo monitorowanych,
zgodnie z obecnym stanem prawnym.
W świetle planowanych w UE zaostrzeń standardów
emisyjnych po roku 2010, istotna staje się potrzeba
uzyskania rzetelnych danych na temat emisji substancji uważanych za szczególnie szkodliwe i podjęcie odpowiednich działań wyprzedzających. Należy również
rozwijać i upowszechniać systemy i metody wykrywania
oraz pomiaru radioaktywności surowców hutniczych,
celem zapobiegania skażeniu wyrobów hutniczych.
W ramach problemu badawczego należy wykonać
prace, które obejmą:
n
identyfikację źródeł emisji wytypowanych zanieczyszczeń ze szczególnym uwzględnieniem wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (PAHs) oraz
dioksyn (PCDD),
n
przeprowadzenie analizy stosowanych w polskim
hutnictwie procesów technologicznych oraz opracowanie kart informacyjnych dla poszczególnych węzłów technologicznych,
n
opracowanie metodyki pomiarów w zakresie emisji
zorganizowanej i niezorganizowanej,
n
wybór ilości i lokalizacji punktów pomiarowych dla
uzyskania miarodajnych i reprezentatywnych wyników,
n
przeprowadzenie pomiarów i opracowanie map emitowanych zanieczyszczeń,
n
opracowanie systemu monitoringu emisji dla wytypowanych zanieczyszczeń,
n
rozwój systemów i metod wykrywania oraz pomiaru
radioaktywności surowców i wyrobów hutniczych.
PB-3.4.2. Ograniczenie migracji związków alkalicznych
i chloru z surowców do produktów w procesie
wielkopiecowym
Koks stanowiący jedynie ok. 20% masowych wsadu
wprowadza do procesu wielkopiecowego ok. 2/3 całkowitej ilości chloru. Chlor wraz z alkalicznymi składnikami koksu przechodzi w trakcie procesu wytopu surówki
do gazu wielkopiecowego, co jest przyczyną tworzenia
się narostów na wymurówce pieca, powodujących poważne perturbacje w jego pracy. Ponadto chlor zawarty
w gazie wielkopiecowym jest współodpowiedzialny za
korozję urządzeń chłodzenia, oczyszczania i transportu
gazu. Dlatego coraz częściej oprócz rygorystycznych
wymagań w zakresie zawartości alkaliów w koksie
operatorzy wielkich pieców oczekują bardzo niskich zawartości chloru w koksie, nawet poniżej 0,05%, co przy
bazie surowcowej i stosowanym najczęściej w polskim
koksownictwie mokrym gaszeniu koksu jest bardzo
trudne do osiągnięcia.
Mokre gaszenie koksu za pomocą wód o dużych stężeniach chlorków podnosi zawartość chloru w koksie.
Badania laboratoryjne wykazały, że zawartość chloru w koksie „suchogaszonym” jest dwukrotnie niższa
w porównaniu z koksem gaszonym wodą zawierającą
chlorki. Ograniczenie zawartości chloru w koksie jest
możliwe w pierwszym rzędzie poprzez stosowanie
w komponowaniu mieszanek węglowych węgli o jak
najniższej zawartości chloru. Jednak kluczowym elementem pozwalającym wpływać na finalną zawartość
chloru w wytwarzanym koksie jest proces gaszenia
koksu. Dlatego w świetle rosnących wymagań w zakresie jakości koksu, w tym również zawartości chloru
w koksie, niezbędnym staje się stosowanie w procesie
mokrego gaszenia koksu wód przemysłowych o możliwie niskim stężeniu chlorków. Proponuje się wykonanie
prac, które obejmują:
n opracowanie metodyki pomiarowej, obejmującej sposób poboru próbek do analizy, z wyznaczeniem lokalizacji i ilości punktów pomiarowych, dla otrzymania
rzeczywistych i reprezentatywnych wyników badań
związków alkalicznych i chloru w surowcach, półproduktach, produktach i odpadach z procesu wielkopiecowego,
n wykonanie pomiarów zawartości związków alkalicznych i chloru w wyznaczonych (patrz punkt poprzedni) punktach układów technologicznych wielkich pieców,
n opracowanie bilansu zakresie poszczególnych węzłów technologicznych i dla całego procesu produkcyjnego,
59
opracowanie metodyki prognozowania dystrybucji
związków alkalicznych i chloru w procesie wielkopiecowym z uwzględnieniem właściwości surowców
wsadowych i stosowanych rozwiązań technologicznych,
n analizę możliwości obniżenia zawartości związków
alkalicznych i chloru z uwzględnieniem uwarunkowań
surowcowych i technologicznych.
Związki alkaliczne i chlor są niepożądanymi składnikami, wprowadzanymi wraz z surowcami do procesu
koksowania, jak również do procesu wielkopiecowego.
Uzyskanie rzeczywistych danych na temat źródeł ich
powstawania i dystrybucji w strumieniach technologicznych pozwoli na określenie możliwości i opracowanie
metod obniżenia ich zawartości.
n
PB-3.4.3. Monitorowanie i eliminacja zagrożeń
występujących przy wykorzystywaniu odpadów
w procesach hutniczych
Wykorzystywanie odpadów hutniczych coraz częściej staje się wymogiem nie tylko w rozumieniu ekonomicznym, ale i ekologicznym. Wykorzystuje się głównie
zawarte w odpadach żelazo. Należy jednak zwracać
uwagę na szkodliwe zanieczyszczenia w nich zawarte,
m.in. metale ciężkie (kadm, rtęć, cynk, nikiel, chrom,
ołów, miedź, mangan, kobalt, arsen, tal, itd.). Jednym
z przykładów może być rtęć, która jest bardzo cennym
metalem, ze względu na swoje wyjątkowe właściwości.
Jest stosowana w wielu procesach technologicznych
i chemicznych. Wielkim problemem związanym z rtęcią jest jej wysoka szkodliwość i zdolność do akumulacji w organizmach żywych. Z tego względu wymaga
szczególnego traktowania i specjalnych zabiegów.
Problemami badawczymi przy wykorzystaniu odpadów w procesach hutniczych są:
n monitorowanie i zbilansowanie w obiegu hutniczym
metali ciężkich,
n opracowanie bezpiecznych technologii przerobu
odpadów hutniczych zawierających metale ciężkie
i inne substancje szkodliwe.
PB-3.4.4. Długofalowa strategia zmierzająca
do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych
W Polityce Klimatycznej Polski założono redukcję
emisji gazów cieplarnianych (GC) o 30–40% do 2020 r.
Założenie to będzie trudne do realizacji ze względu na
zmniejszenie potencjału redukcyjnego w zmodernizowanych sektorach. Fizycznie nie ma możliwości większego zredukowania wielkości emisji w zmodernizowanych sektorach, a w pozostałych gałęziach gospodarki
60
redukcja emisji GC pociąga za sobą wysokie nakłady
finansowe co powoduje, że w tak krótkim czasie polska
gospodarka nie będzie w stanie udźwignąć wszystkich
obciążeń z tego tytułu.
Wprowadzanie nowych technologii hutniczych pozwala na ograniczenie emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych z procesów hutniczych. Należy dążyć do
ograniczenia emisji poprzez modyfikację technologii
w kierunku zmniejszenia strumieni odpadów (stałych,
ciekłych i gazowych oraz odpadowej energii), w tym
oczywiście zmniejszenia strumieni gazów odlotowych
oraz unosu zawartych w nich zanieczyszczeń. Straty energii wiążą się w prosty sposób z koniecznością
wytwarzania jej w większych niż jest to niezbędne ilościach, co z kolei, jak to ma miejsce w Polsce, przy pokrywaniu większości potrzeb energetycznych, poprzez
spalanie paliw powoduje nadmierny unos zanieczyszczeń w spalinach.
Ograniczenia emisji CO2 można dokonać poprzez:
n substytucję surowców a zwłaszcza paliw,
n ograniczenie strat energii w procesach hutniczych,
n odzysk i wtórne wykorzystywanie energii odpadowej,
a poprzez to zmniejszenie ilości spalanych paliw,
n wykorzystanie energii odnawialnej,
n konwersję paliw, a także technologie przyszłości oparte na wykorzystaniu wodoru i ogniw paliwowych,
n oczyszczanie gazów odlotowych.
PB-3.4.5. Model identyfikacji i oceny wagi uwarunkowań
środowiskowych w procesach opracowywania
i weryfikacji średnio- i długookresowych strategii
rozwoju zakładów branży metalurgicznej
Programowanie rozwoju produkcji w zakładach
o znaczącej uciążliwości dla środowiska w coraz większym zakresie warunkowane jest przez zagadnienia
ochrony środowiska, zarówno w kontekście zmieniających się wymogów prawnych, czy nowych instrumentów ochrony środowiska, takich jak globalne, krajowe,
a w perspektywie także branżowe limity emisji zanieczyszczeń, czy też koncepcja najlepszych dostępnych
technik. Jednocześnie konieczne jest uwzględnianie
warunków lokalnych, na które składają się nie tylko „pojemność/chłonność” środowiska w rejonie zakładu, ale
także uwarunkowania przestrzenne oraz „skłonność/
zdolność/wola” lokalnych społeczności do akceptowania tego typu inwestycji.
W odniesieniu do konkretnych inwestycji cześć z tych
uwarunkowań może być uwzględniona w procesie oceny oddziaływania na środowisko planowanych przedsięwzięć. Jednak w przypadku długofalowego planowania strategicznego konieczne jest uwzględnianie
znacznie szerszego spektrum uwarunkowań, a proces
ich analizy powinien prowadzić do optymalizacji decyzji
inwestycyjnych, tak aby koszty koniecznych do zastosowania rozwiązań technicznych, służących utrzymaniu środowiska we właściwym stanie, nie powodowały
utraty konkurencyjności.
Problem badawczy obejmuje opracowanie użytecznego algorytmu wspomagającego proces podejmowania decyzji, działającego w sposób porównywalny
z modelami typu „expert choice”, uwzględniającego
charakterystyczne dla branży metalurgicznej czynniki
i uwarunkowania. Należy przeanalizować dane dotyczące funkcjonowania istniejących obiektów metalurgii żelaza w celu opracowania zestawu odpowiednich
wskaźników. Model powinien zawierać bazę danych
o aktualnych i spodziewanych uwarunkowaniach prawnych oraz wymogach BAT oraz moduły oceny aktualnych i przyszłych oddziaływań wykorzystujące metodologię comparative risk assessment (porównawczej analizy ryzyka). Efektem pracy powinien być projekt modelu, umożliwiającego identyfikację możliwych kierunków
rozwoju/modernizacji poszczególnych obiektów, jak
również określającego wskazania np. w zakresie planowania przestrzennego w rejonach zakładów.
W procesie wysokotemperaturowej pirolizy węgla uwalnianych jest szereg lotnych związków organicznych,
w tym kancerogenne wielopierścieniowe węglowodory
aromatyczne (WWA). Stosowane aktualnie rozwiązania
konstrukcyjne pieców koksowniczych nie gwarantują
pełnej hermetyczności procesu produkcyjnego. Dodatkowo, periodyczny charakter procesu może stanowić
poważne źródło emisji – podczas załadunku komór, wypychania oraz mokrego chłodzenia koksu. Ograniczenie emisji WWA stanowi zatem poważne wyzwanie dla
koksowni – zwłaszcza w świetle planowanego zaostrzenia europejskich norm emisyjnych w tym zakresie
(dopuszczalny poziom emisji BaP poniżej 1 ng/m3 po
roku 2012).
Rozwiązanie opisanego problemu wymaga przeprowadzenia prac badawczych obejmujących:
n
z elastycznym uszczelnieniem,
n
optymalizację rozwiązań odpylania strony koksowej
baterii,
n
nowe materiały polimerowe dla uszczelniania pokryw
otworów zasypowych,
n
PB-3.4.6. Ograniczenie emisji niezorganizowanej
z procesu produkcji koksu
Bateria pieców koksowniczych stanowi potencjalnie
istotne źródło emisji niezorganizowanej do powietrza.
opracowanie nowej konstrukcji drzwi piecowych
nowe rozwiązania konstrukcyjne wieży gaśniczej
dla obniżenia emisji z procesu mokrego chłodzenia
koksu,
n
opracowanie systemu indywidualnej regulacji ciśnienia w komorze koksowniczej.
61
62
Wprowadzenie
Odpowiednio przygotowane kadry specjalistyczne
dla hutnictwa są nie mniej ważne od stosowanych technologii i urządzeń, ponieważ decydują one o właściwym
wykorzystaniu wyposażenia technicznego i sterowaniu
przebiegiem procesów technologicznych. Wysoka kultura techniczna ogółu zatrudnionych pracowników decyduje o ekonomicznym, jakościowym i produkcyjnym
sukcesie przedsiębiorstwa. Za prawidłowy poziom kadr
w przemyśle, tj. odpowiednią wiedzę zawodową i wysoki poziom kultury technicznej, odpowiada państwo
poprzez stosowany system edukacji, jak również pracodawcy poprzez stosowanie systemów kształcenia
ustawicznego.
W ostatnich latach, wskutek kolejnych reform oświatowych, w Polsce zlikwidowano większość szkół zawodowych. Zmniejszyła się również liczba absolwentów kierunków metalurgicznych na skutek wieloletniej
blokady przyjęć w krajowym hutnictwie. Likwidacja luki
pokoleniowej w hutnictwie wymagać będzie zatrudnienia w następnych latach absolwentów tak szkól wyższych, jak i średnich zawodowych. Szkolnictwo wyższe
jest przygotowane na w miarę sprawne przywrócenie
kształcenia kadry dla wyższego dozoru, natomiast istnieje pilna potrzeba wypracowania metod kształcenia
fizycznych pracowników wykwalifikowanych oraz średniego dozoru technicznego. Należy przy tym uwzględnić fakt, że w nowoczesnym przedsiębiorstwie hutniczym zatrudnienie znajdują również pracownicy posiadający wykształcenie w zakresie ekonomii, informatyki,
chemii, ochrony środowiska, organizacji i zarządzania,
logistyki, itp. Niemniej ważnym zagadnieniem poza
edukacją, jest budowa pozytywnego obrazu przedsiębiorstwa hutniczego, jako atrakcyjnego miejsca pracy,
zapewniającego możliwość rozwoju i kreowania własnej kariery zawodowej.
W obszarze badawczym: „Kwalifikowane kadry dla
przemysłu stalowego” wybrano trzy priorytetowe kierunki badawcze:
n 4.1. Kształcenie i pozyskiwanie wysokokwalifikowanych kadr dla hutnictwa
n 4.2. Kształtowanie optymalnych warunków pracy
w hutnictwie
n 4.3. Zarządzanie zasobami ludzkimi w zglobalizowanym hutnictwie.
KB-4.1. Kształcenie i pozyskiwanie
wysokokwalifikowanych kadr dla hutnictwa
Systemy kształcenia i pozyskiwania wysokokwalifikowanych pracowników dla hutnictwa poprzedzone być
muszą analizą prognostyczną w odniesieniu do struktury zawodowej i specjalizacji. Wypracowanie skutecznych i w pełni zaspokajających potrzeby pracodawców
systemów kształcenia, wymagają ścisłej współpracy
wyższych uczelni z przedsiębiorstwami hutniczymi.
Nie mniej istotne od rozwoju systemów kształcenia
młodzieży są nowoczesne formy kształcenia ustawicznego i doskonalenia zawodowego dla osób czynnych
zawodowo pracujących w hutnictwie. Wszystkie formy
kształcenia powinny wykorzystywać najnowocześniejsze instrumenty, takie jak platformy internetowe i internetowe bazy wiedzy.
PB-4.1.1. Analiza potrzeb kadrowych krajowego
przemysłu stalowego do roku 2030 z uwzględnieniem
struktury zawodowej i specjalizacji
Trwająca od 1990 roku restrukturyzacja zatrudnienia
w hutnictwie zmierza do osiągnięcia optymalnych standardów produktywności, zbliżonych do wskaźników
wspólnotowych. Restrukturyzacja zatrudnienia obejmuje działania w sferze organizacyjnej, poprawę efektywności zarządzania oraz poprawę wydajności pracy
kadry zatrudnionej bezpośrednio w produkcji. Na tempo tych zmian mają wpływ także zmiany technologiczne, działania konsolidacyjne i prywatyzacyjne, procesy
upadłościowe i inne, przy wsparciu narzędziami osłonowymi (pakiety socjalne, regulacje ustawowe, branżowe rozwiązania aktywizacji zawodowej, wewnątrzzakładowe systemy osłon socjalnych, programy dobrowolnych odejść itp.). Wszystko to powoduje zmiany nie
tylko ilościowe, ale przede wszystkim jakościowe w zatrudnieniu. Ze względu na limitowany system przyjęć
poszerza się „luka pokoleniowa” głównie w wydziałach
produkcyjnych oraz rośnie względny udział zatrudnienia w wydziałach pomocniczych i administracyjnych
kosztem produkcyjnych. W 2000 r. pracownicy poniżej
30 roku życia stanowili 14,4% ogółu zatrudnionych, natomiast w 2004 r. już tylko 6,5%. Pogłębianie się luki
pokoleniowej utrudni wdrażanie postępu naukowotechnicznego w branży.
W perspektywie najbliższych lat hutnictwo powinno
wdrożyć drugi etap restrukturyzacji zatrudnienia ukierunkowany na poprawę struktury wiekowej i wykształcenia oraz specjalizacji kadr hutniczych. Muszą być
przygotowani wydajni i efektywni ekonomicznie pracownicy zdolni do przystosowania się do zmieniającej
63
się sytuacji w branży (efekty globalizacji i postępu technicznego) oraz zaostrzającej się konkurencji. W kontekście nowych wyzwań stojących przed hutnictwem
jakościowa faza restrukturyzacji powinna być poprzedzona analizą potrzeb kadrowych krajowego przemysłu stalowego z uwzględnieniem struktury zawodowej
i specjalistycznej. W analizie powinny być brane pod
uwagę następujące wyzwania:
n efekty globalizacji branży,
n wymogi nowych technologii,
n sprostanie konkurencji,
n optymalizacja organizacji pracy,
n upowszechnianie stanowisk wielozawodowych,
n podnoszenie kompetencji i dyscypliny pracy,
n podwyższanie kwalifikacji.
PB-4.1.2. Opracowanie systemu i metod współpracy
wyższych uczelni i przedsiębiorstw hutniczych
w zakresie kształcenia kadr
Poziom wykształcenia oraz zakres wiedzy absolwentów wyższych szkół technicznych powinien wyprzedzać szybki postęp technologiczny w hutnictwie i
odpowiadać oczekiwaniom pracodawców, zarówno w
zakresie dobrej znajomości zagadnień technicznych,
jak i umiejętności kierowania zespołami ludzkimi oraz
dostosowania się do zmieniającego się otoczenia.
Osiągnięcie tego celu wymaga ciągłego śledzenia aktualnych i przewidywania przyszłych potrzeb branży i nie
jest możliwe bez ścisłej i stałej współpracy wyższych
uczelni z przedsiębiorstwami hutniczymi oraz między
sobą, w skali regionalnej, krajowej i międzynarodowej.
Konieczne jest wypracowanie efektywnych metod tej
współpracy, której podstawowym elementem powinna być sprawna komunikacja oraz wymiana informacji
i doświadczeń, natomiast do najważniejszych, realizowanych wspólnie zadań zaliczyć należy:
n opracowanie systemu promocji studiów technicznych, pozyskiwania kandydatów na studia oraz absolwentów szkół wyższych dla potrzeb przemysłu
hutniczego, kształtowanie obrazu branży jako atrakcyjnego miejsca pracy oraz rozwoju i realizacji ambicji zawodowych,
n analiza możliwości i zakresu specjalizacji kształcenia
dla potrzeb przedsiębiorstw hutniczych na wybranych
wyższych uczelniach (np. AGH, Politechnika Śląska,
Politechnika Częstochowska),
n opracowanie nowych standardów nauczania, programów studiów oraz programów szczegółowych i bieżąca ich aktualizacja,
n organizacja systemu odbywania staży, praktyk zawodowych i wybranych zajęć dydaktycznych oraz wy-
64
n
n
konywania prac dyplomowych w przedsiębiorstwach
hutniczych krajowych i zagranicznych,
przygotowanie oferty studiów uzupełniających i kursów specjalistycznych oraz studiów doktoranckich
dla pracowników przedsiębiorstw hutniczych,
opracowanie systemu podwójnego dyplomowania
w uczelniach polskich i zagranicznych.
PB-4.1.3. Rozwój nowoczesnych form i doskonalenie
programów kształcenia ustawicznego i doskonalenia
zawodowego
Kształcenie ustawiczne jest jednym z najważniejszych
elementów strategii rozwoju gospodarczego. Przygotowując ofertę edukacyjną powinno się mieć na uwadze
niską aktywność edukacyjną osób po czterdziestym
roku życia. Podniesienie udziału osób dokształcających
się w tej grupie wiekowej może mieć wpływ na zwiększenie ich aktywności zawodowej, a tym samym poprawę ich pozycji na rynku pracy. W Polsce ilość osób realizujących kształcenie ustawiczne przez całe życie jest
oceniana na około 4,5% ogółu Polaków1), podczas gdy
średnia w Unii Europejskiej wynosi 8,5%, a w Wielkiej
Brytanii – 20% (jest najwyższa). Opracowując ofertę
edukacyjną dla dorosłych warto zwrócić uwagę na to, że
aktywność edukacyjna osób dorosłych jest zależna od
poziomu wykształcenia (najbardziej aktywna jest grupa
z wykształceniem wyższym, najmniej z zasadniczym
zawodowym), od zajmowanego stanowiska (najaktywniejsi są specjaliści oraz kadra kierownicza i techniczna), od wieku (najwięcej w edukację inwestują osoby
młode przed 30 rokiem życia). Według danych pochodzących z Badania Aktywności Edukacyjnej Dorosłych
w kształceniu ustawicznym w roku 2002 uczestniczyła
zaledwie jedna trzecia czynnych zawodowo. Przy tym
zdecydowanie najbardziej popularną formą okazało się
samokształcenie (30%), mniej popularną – kształcenie
poza systemem szkolnym (15%), a najmniej popularną
– edukacja szkolna (7%). Przytoczone wyniki wskazują
na pilną potrzebę aktualizacji oferty edukacyjnej systemu szkolnego (programów i form) dla kształcenia ustawicznego i doskonalenia zawodowego. W programach
kształcenia konieczne jest uwzględnienie wymagań
rynku pracy, w szczególności zmiany proporcji pomiędzy wiedzą tradycyjną a praktycznymi umiejętnościami,
na korzyść tych ostatnich.
Uczelnie prowadzą tradycyjne formy kształcenia na
studiach uzupełniających magisterskich, doktoranckich
bądź podyplomowych. Wydaje się, iż szansą na zwiększenie udziału uczelni wyższych w procesach kształce1) Niebieskie Księgi – Polskie Forum Strategii Lizbońskiej
nia ustawicznego i doskonalenia zawodowego jest prowadzenie oprócz tradycyjnych, także innych krótkich
form dokształcania. Mogę to być seminaria bądź warsztaty tematyczne, konferencje branżowe (dla przemysłu i z udziałem przemysłu). Wygodną i korzystną formą edukacji są studia podyplomowe realizowane przez
uczelnię na zamówienie konkretnego zakładu, według
wspólnie opracowanego programu, uwzględniającego
zarówno aktualne potrzeby zakładu, jak i najnowocześniejsze osiągnięcia naukowe w danej dziedzinie.
W Polsce najczęściej wybieraną formą realizacji
kształcenia ustawicznego jest samokształcenie. To
szansa dla nowoczesnych uczelni, oznacza bowiem,
że istnieje zapotrzebowanie na audycje naukowe, kursy multimedialne, kursy internetowe, materiały (dydaktyczne) specjalistyczne, publikowane w formie tradycyjnej, albo udostępniane poprzez Internet.
PB-4.1.4. Tworzenie i upowszechnianie internetowych
platform i baz wiedzy dla potrzeb kształcenia
specjalistów dla hutnictwa
Przyjęty przez Radę Europy w roku 2000 plan reform
społeczno gospodarczych, znany jako Strategia Lizbońska zakłada stworzenie do roku 2010 gospodarki
i społeczeństwa opartych na wiedzy, w celu przyspieszenia rozwoju gospodarczego Europy. Według raportu
z roku 2004 Strategia Lizbońska realizowana jest opieszale i nie przynosi oczekiwanych efektów, niemniej
na razie jest to jedyny kompleksowy plan podniesienia
konkurencyjności Unii Europejskiej.
Jednym z elementów tego planu jest między innymi zmiana dotychczasowych systemów kształcenia,
szczególnie metod i środków dydaktycznych. Wśród
różnorodnych form ustawicznego kształcenia i dokształcania pracowników interesujący sposób zdobywania
wiedzy i podnoszenia kwalifikacji, zwłaszcza wśród kadry menadżerskiej, stanowi kształcenie na odległość,
w przyjaznym środowisku, w zaciszu własnego domu,
przy zapewnieniu indywidualnego tempa uczenia się.
Zastosowanie nowoczesnych multimediów i sieci rozległych umożliwia tworzenie nowego jakościowo środowiska edukacyjnego, w którym użytkownik ma dostęp
do różnych źródeł informacji i ma możliwość realizacji
indywidualnego planu kształcenia pod kierunkiem wykładowców, nauczycieli bądź ekspertów z danej dziedziny. W najbliższych latach należy oczekiwać rosnącego zainteresowania wykorzystaniem internetowych
platform edukacyjnych oraz internetowych baz wiedzy.
Internetowe platformy edukacyjne oferowane m.in.
przez uniwersytety zapewniają wysoki poziom merytoryczny przekazywanych treści, atrakcyjne materiały
dydaktyczne oraz dostęp do najnowszych osiągnięć
z danej dziedziny wiedzy. Zastosowanie technologii
internetowych w kształceniu umożliwia szybkie pozyskanie poszukiwanej informacji, m.in. dzięki wykorzystaniu baz danych zawierających odpowiedzi na często
zadawane pytania (ang. FAQ - Frequently Asked Questions). Internetowe platformy kształcenia umożliwią
szybką aktualizację materiałów dydaktycznych oraz
dostosowanie ich zawartości do oczekiwań korzystających z nich osób. Umożliwiają monitorowanie procesu
kształcenia, pozwalają na przygotowywanie indywidualnych raportów, identyfikację problemów oraz indywidualizację procesu kształcenia. Wykorzystanie możliwości tele- i wideokonferencji sprawia, iż zajęcia stają
się ciekawsze i bardziej interaktywne, uczeń przestaje
czuć się anonimowo i bardziej angażuje się w naukę.
Coraz większą popularność zdobywają również internetowe bazy wiedzy (Knowledge Database), które są
doskonałym narzędziem do tworzenia wszelkiego rodzaju dokumentacji, instrukcji, podręczników i szkoleń.
Sprawdzają się wszędzie tam, gdzie konieczna jest
grupowa praca nad projektami (groupware). Wykorzystywane są przez wszystkich tych, którzy będąc w dużym oddaleniu od siebie, pracują wspólnie nad jednym
projektem, a także przez indywidualnych użytkowników
Internetu np. do samokształcenia. Elastyczne, interaktywne dziedzinowe bazy wiedzy znajdują zastosowanie
zarówno jako wielkie internetowe bazy wiedzy udostępniane różnym grupom użytkowników, jak i korporacyjne
bazy wiedzy dla pracowników, działając w sieci firmowej (intranecie). Dobrym przykładem pierwszego typu
baz może być medyczna baza wiedzy dostępna na
stronie www.portalmed.pl. Korporacyjna baza wiedzy,
niezależnie od swej roli bycia narzędziem zarządzania
wiedzą, stanowi także narzędzie koordynacji rozwoju
technologii informatycznej z rozwojem procesów biznesowych organizacji gospodarczej. Powinna reprezentować zarówno nieformalną wiedzę o procesach
związaną z umiejętnościami ludzi pracujących w firmie,
jak też formalną wiedzę zawartą w organizacyjnych
systemach informacyjnych i bazach danych oraz informacje projektowe o rozwoju organizacyjnego systemu
informatycznego wspierającego rozwój procesów w organizacji. Stąd też korporacyjne bazy wiedzy są strzeżone i nie są udostępniane użytkownikom spoza organizacji np. do celów edukacyjnych. Mając na uwadze
potrzebę przyspieszenia realizacji Strategii Lizbońskiej,
również w obszarze branży hutniczej, konieczne jest
zaangażowanie się uczelni w tworzenie interaktywnych
multimedialnych dziedzinowych baz wiedzy dla potrzeb
kształcenia i doskonalenia kadr hutniczych. Przykła-
65
dowo baza wiedzy o procesach ulepszania cieplnego
stali zawierać będzie multimedialną prezentację wiedzy
teoretycznej (w formie tekstów, wykresów, obrazów, filmów, zdjęć, animacji), jak również procedury realizacji
poszczególnych procesów, operacji, zabiegów. Nieodzownym składnikiem tej bazy jest baza norm obowiązujących w tym obszarze (krajowych, europejskich
i innych), baza ekspertów itd.
PB-4.1.5. Opracowanie systemu i zasad zarządzania
„opartych na wiedzy” w przedsiębiorstwach hutniczych
Cechą globalizacji, która silnie „dotknęła” i będzie
dalej oddziaływać na hutnictwo jest nie tylko szybkość
przemian, ale także wymagania stawiane współczesnym pracownikom. Pracownik w instytucjach biznesowych musi szybko pracować, szybko dostosowywać
się do nowych warunków i szybko dokształcać się.
Wszechogarniająca presja w kierunku przyspieszenia
pracy i wszelkich innych działań wynika głównie z zaostrzonej rywalizacji i konkurencji. W globalnej rywalizacji wygrywają szybcy, mobilni i wykształceni.
W Strategii Lizbońskiej Komisja Europejska podkreśla, że europejskim firmom skutecznie konkurować
z przedsiębiorstwami z innych regionów świata pozwoli
„lepsza organizacja pracy oparta na wyższych umiejętnościach pracowników, lepszej jakości i większym
zaufaniu”. Po dokonaniu oceny dotychczasowej realizacji Strategii Lizbońskiej Komisja Europejska zaleca
ukierunkowanie wysiłków na wspieranie rozwoju przedsiębiorczości i przyspieszenie budowy społeczeństwa
wiedzy. Przedsiębiorstwa i koncerny hutnicze, aby
osiągnąć cele Strategii dot. rozwoju i miejsc pracy będą
potrzebowały większej ilości wyszkolonych i aktywnych
pracowników, którzy będą także bardziej wydajni. Podstawą tych zmian jest i będzie społeczeństwo wiedzy,
a firmy staną się firmami uczącymi się. Jest już wiele
sygnałów wskazujących na wdrażanie powyższych zasad w sektorze stalowym. Znane są inicjatywy „Euroferu” – Federacji Producentów Stali UE – w zakresie
tworzenia „centrów przyszłości”. Doświadczenia fińskiej
huty Ruukki (dawniej Rautaruukki), austriackiej Voest
Alpine Stahl, włoskiej Ilva oraz niemieckiej Salzgitter
AG stworzyły podstawy zarządzania przedsiębiorstwami, które można określić „firmami wiedzy”. W firmach
tych wprowadzono zmiany struktury i kultury organizacyjnej, aby poprzez odpowiednie dokształcanie pracowników ukierunkować ich na innowacje i nowe pomysły,
na odpowiednie wykorzystanie potencjału wiedzy, jaki
posiadają oni sami oraz ich współpracownicy. Również
Mittal Steel Poland S.A., dzięki funkcjonowaniu w glo-
66
balnej grupie Mittal Steel, też staje się „firmą wiedzy”,
poprzez m.in. uczestnictwo w cyklach korporacyjnej
wymiany wiedzy w ramach Knowledge Management
Programme – KMP.
Realizacja programów doskonalenia umiejętności zawodowych pracowników, jako element kształcenia się
przez całe życie, stanie się zagadnieniem powszechnym. Wizję globalizowanej branży stalowej będą kształtować „uczące się” przedsiębiorstwa hutnicze XXI wieku o cechach inspirująco-adaptacyjnych oraz zdolne
do przystosowania się do zmieniającego się otoczenia.
Służyć temu powinny następujące elementy:
n odważne podejście do strategii uczenia się oraz implementowania i usprawniania projektów innowacyjnych,
n propagowanie klimatu sprzyjającego uczeniu się,
n tworzenie warunków zapewnienia bezpieczeństwa
i akceptowanej jakości – formułowane w postaci
przepisów prawnych,
n wykorzystanie techniki informacyjnej jako jednej
z najważniejszych form upowszechniania wiedzy.
PB-4.1.6. Stworzenie systemu przygotowania kadr
dla hutnictwa oraz promocji sektora jako atrakcyjnego
miejsca zatrudnienia
Rozwój hutnictwa wymaga zwiększonego dopływu
wysokospecjalizowanych kadr o różnym poziomie wykształcenia i różnych zawodach. Realizowany w okresie kilkunastu ostatnich lat proces redukcji zatrudnienia
oraz blokada przyjęć w hutnictwie spowodowały zamknięcie hutniczych kierunków kształcenia na uczelniach wyższych, a także w szkołach średnich. Obowiązujący obecnie system edukacji nie jest dostosowany
do kształcenia pracowników na stanowiska pracowników fizycznych wykwalifikowanych i dozoru technicznego szczebla średniego dla wielu gałęzi przemysłu.
Brak jest odpowiednich szkół zawodowych i techników.
Skutki takiego systemu edukacji ujawnią się w stosunkowo nieodległej przyszłości, gdy mimo panującego
bezrobocia pracodawcy nie będą mogli pozyskać pracowników z odpowiednimi kwalifikacjami.
W celu przeciwdziałania tym niekorzystnym zjawiskom istnieje potrzeba promowania wiedzy technicznej
wśród młodzieży wyższych klas szkół podstawowych,
gimnazjów i szkół ponadgimnazjalnych oraz stworzenia
systemów kształcenia podstawowych i średnich kadr
technicznych dla hutnictwa żelaza i stali. Systemy takie powinny uwzględniać wiedzę pracowników dydaktycznych uczelni technicznych i jednostek badawczorozwojowych oraz doświadczenie pracowników przedsiębiorstw hutniczych. Pozyskanie kadry inżynierskiej
można natomiast osiągnąć co najmniej w dwojaki sposób: poprzez rekrutację najlepszych absolwentów szkół
średnich na studia wyższe w odpowiednich kierunkach
i/lub rekrutowanie najlepszych absolwentów szkół wyższych do pracy w przedsiębiorstwach hutniczych. Wymaga to wypracowania w społeczeństwie wysokiego
poziomu świadomości, że praca w sektorze hutniczym
jest atrakcyjna, stabilna, umożliwia uzyskiwanie relatywnie wysokich zarobków, daje wysoki status społeczny. Stworzenie odpowiedniego wizerunku atrakcyjnych
miejsc pracy w hutnictwie związane jest z wypracowaniem odpowiednich systemów, mechanizmów i instrumentów promowania takiego obrazu w społeczeństwie.
Oddziaływanie na młodzież powinno zacząć odbywać
się na poziomie szkół podstawowych i ponadpodstawowych w formie np. olimpiad, kwizów, wykładów prowadzonych przez doświadczonych pracowników uczelni
lub przedsiębiorstw hutniczych.
Działalność badawcza w tym zakresie powinna obejmować:
n zainteresowanie uczniów szkół podstawowych i ponadpodstawowych, rodziców i nauczycieli zagadnieniami związanymi z wiedzą o materiałach i zagadnieniach inżynierskich,
n dostarczanie szkołom wszystkich poziomów wysokiej
klasy nauczycieli przedmiotów związanych z wiedzą
o materiałach i hutnictwem,
n stworzenie warunków w społecznościach lokalnych
zapoznawania się z pracą przedsiębiorstw hutniczych i ich poszczególnych wydziałów.
wprowadzony pierwotnie system zapewnienia jakości,
który stał się przedmiotem międzynarodowej normy,
a jego ranga stała się wiodąca w przedsiębiorstwie. Kolejno normalizacji podlegały systemy bezpieczeństwa
i higieny oraz środowiska pracy, a jednocześnie następowała ich integracja w jednolity system zarządzania
tymi dziedzinami działalności przedsiębiorstwa. Zintegrowany system zarządzania jakością, bezpieczeństwem i higieną oraz środowiskiem pracy jest spójnym
i udokumentowanym systemem, umożliwiającym skuteczne i równoczesne zarządzanie wieloma aspektami,
poprzez ustanawianie i realizację jednolitej polityki.
Wdrożenie tego systemu ułatwia spełnienie wymogów prawnych dotyczących ochrony środowiska
i bezpieczeństwa pracy. Zapewnia też szybkie dostosowanie uregulowań wewnętrznych do zmian zachodzących w obowiązującym systemie prawnym. Coraz
powszechniej wprowadza się również w przedsiębiorstwach ujednolicone systemy zarządzania finansami,
inwestycjami, kosztami itp., włączając je w jeden zintegrowany systemy zarządzania (ZSZ). ZSZ podnosi
skuteczność organizacji i efektywność gospodarowania
posiadanymi zasobami (także ludzkimi), minimalizuje
i optymalizuje koszty, jednoznacznie określa zadania,
kompetencje i odpowiedzialność pracowników oraz ich
gotowość do spełniania wymagań klienta. ZSZ jest coraz popularniejszy, coraz więcej przedsiębiorstw (także
hutniczych) wdraża go ze względu na jego zalety. Choć
koszty związane z wdrożeniem ZSZ są duże, to korzyści z niego płynące pozwalają na dość szybki ich zwrot.
KB-4.2. Kształtowanie optymalnych warunków
pracy w hutnictwie
Dzięki ZSZ w przedsiębiorstwach wymuszana jest ciągła poprawa jakości świadczonych usług i produkowanych wyrobów.
Warunki pracy w danej branży w znacznej mierze decydują w powszechnej opinii o atrakcyjności tej branży
na rynku pracy. Bezpieczeństwo i bezwypadkowość
podnoszą atrakcyjność oferowanych miejsc pracy. Natomiast z punktu widzenia pracodawcy istotne jest uzyskanie maksymalnej wydajności pracy w przedsiębiorstwie. Nowoczesne, zintegrowane i zestandaryzowane
systemy zarządzania, w tym zarządzania zasobami
ludzkimi, wychodzą naprzeciw tym oczekiwaniom.
PB-4.2.2. Upowszechnianie kultury bezpieczeństwa
i bezwypadkowości pracy
Z dynamicznym rozwojem cywilizacji i techniki związany jest gwałtowny wzrost ryzyka wypadkowego we
wszystkich obszarach działalności człowieka, także
w hutnictwie. Wypadki przy pracy w hutnictwie krajów
Unii Europejskiej stanowią poważny problem: wskaźnik wypadkowości ustabilizował się na poziomie około
PB-4.2.1. Rozwój i standaryzacja zintegrowanych
systemów zarządzania w przedsiębiorstwach
hutniczych
4,6 na milion roboczogodzin, natomiast częstotliwość
Zarządzanie przedsiębiorstwem jest dziedziną nauki,
która wykazuje bardzo burzliwy i ciągły rozwój, a jednocześnie coraz szersze jej obszary podlegają ujednoliceniu i standaryzacji. Jako przykład można przytoczyć
istotny wpływ kultury bezpieczeństwa i stresu związa-
wypadków powodująca stratę czasu pracy – na poziomie 7,6 na milion roboczogodzin. Stwierdzono ponadto
nego z pracą na poziom wypadkowości. Stosowanie
różnych mediów (m.in. energii elektrycznej, gazów,
olejów, surowców palnych) weryfikuje wiedzę i umiejęt-
67
ności człowieka, wystawiając jednocześnie świadectwo
jego kulturze bezpieczeństwa.
Kultura bezpieczeństwa jest wyrazem tego, jaki jest
stosunek danej społeczności do ryzyka, zagrożeń
i bezpieczeństwa oraz jakie wartości w tym zakresie
uważane są za istotne. Kształtowanie pożądanej kultury bezpieczeństwa musi być procesem ciągłym, ponieważ rzeczywista zmiana kulturowa jest trudna i wymaga czasu.
Podstawowym celem każdego przedsiębiorstwa, niezależnie od jego wielkości oraz funkcji, jest opłacalność
czynionych inwestycji oraz zysk ekonomiczny. Wśród
całej gamy kosztów związanych z funkcjonowaniem
zakładu często zaniedbuje się koszty związane z działaniami dotyczącymi bezpieczeństwa i higieny pracy.
Monitorowanie kosztów związanych z zapewnieniem
załodze bezpieczeństwa i ochrony socjalnej na poziomie całego zakładu oraz wydzielenie funduszu bhp
umożliwia wykazanie nieprawidłowości oraz zmianę
sposobu rozdysponowywania środków finansowych, co
niesie za sobą poprawę warunków pracy, zmniejszenie
wypadkowości i zapadalności na choroby zawodowe,
a w efekcie na zmniejszenie składek ustawowych.
Jednym z obowiązków pracodawcy, wynikającym
z Kodeksu Pracy, jest ocena i minimalizowanie ryzyka
zawodowego. Nowoczesne zarządzanie bezpieczeństwem pracy w przedsiębiorstwie, związane jest nie
tylko z redukcją ryzyka poprzez zapewnienie pracownikom środków ochronnych, lecz przede wszystkim
z procesem ciągłej poprawy warunków pracy. Konkurencja na rynku globalnym wymaga, aby wśród wielu
celów strategicznych przedsiębiorstwa, znajdowały się
również najważniejsze potrzeby związane z poprawą
warunków pracy, której wyznacznikiem i drogowskazem może być skuteczny system zarządzania ryzykiem
zawodowym. Celem działań w tym zakresie powinno
być dążenie do zerowego poziomu wypadkowości.
Realizacja tego celu powinna opierać się o wyniki badań w następujących zakresach:
n środowisko fizyczne pracy (dostosowanie narzędzi,
maszyn, technologii, organizacji pracy do potrzeb
i możliwości pracownika),
n zachowania pracowników (przestrzeganie przepisów
bhp, demonstrowanie troski o bezpieczeństwo – także poza zakładem pracy, przekazywanie informacji
i współpraca),
n cechy wewnętrzne pracowników (wiedza, umiejętności, motywacja, zachowania ryzykowne),
n wysoki poziom systemu zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy,
68
n
n
n
n
n
n
integracja zarządzania ryzykiem na stanowisku pracy
z zagadnieniami bezpieczeństwa i higieny pracy na
poziomie procesów decyzyjnych zarządzania,
harmonizacja statystyk w odniesieniu do bezpieczeństwa i higieny pracy w przedsiębiorstwach hutniczych
UE,
uwzględnianie w zharmonizowanych statystykach
europejskich w zakresie bezpieczeństwa i higieny
pracy w przedsiębiorstwach hutniczych takich zagadnień jak: systemy zapobiegania, procedury stosowane w przypadku zaistnienia wypadku, metody zmniejszania stresu na stanowisku pracy, itp.,
rozwój systemów porównań do pomiaru postępu
osiąganego w odniesieniu do bezpieczeństwa i higieny pracy,
rozwój pomocnych wskaźników stosowanych w statystykach,
rozwój procesów umożliwiających zrozumienie niedostatecznego poziomu bezpieczeństwa i higieny
pracy.
PB-4.2.3. Socjalne aspekty wydajności pracy w branży
hutniczej
Globalizacja różnych dziedzin gospodarczych, w tym
hutnictwa, wymusza ciągły wzrost wydajności nie tylko w obszarze czysto technologicznym, ale również
w sferze wydajności pracowniczej. Firmom zależy na
całkowitym zaangażowaniu pracowników, by byli gotowi robić więcej, dawać z siebie wszystko i pokonać
każdą przeszkodę.
Dynamika grupy i kultura organizacyjna właściciela
globalnego często zmienia sposób funkcjonowania pracownika i zakłóca jego równowagę życiowo-zawodową
(równowagę między życiem prywatnym i zawodowym).
Dyktat wydajności w świecie globalnym i kultura organizacyjna firm zmieniają podejście firm, pracodawców,
samych pracowników do zagadnienia „racjonalnej równowagi” życiowo-zawodowej.
Należy oczekiwać pogłębienia się już pojawiających
się konfliktów pomiędzy bardzo wymagającym otoczeniem biznesowym, a celami rodzinnymi i osobistymi.
Konflikty te przy braku zrozumienia i wsparcia ze strony przełożonych oraz firmy będą powodować wzrost
fluktuacji. Pojawi się rosnące zainteresowanie zwiększeniem elastyczności i indywidualnym kształtowaniem
czasu pracy.
Wyzwaniem będzie zbudowanie w firmie kultury elastyczności, która obejmie takie elementy jak: postawa
kadry kierowniczej (kultura zarządzania), doskonalenie
sposobu funkcjonowania firmy (np. czas i organizacja
pracy) oraz budowa zaufania w relacjach pracownik
– przełożony.
KB-4.3. Zarządzanie zasobami ludzkimi
w zglobalizowanym hutnictwie
Zarządzanie zasobami ludzkim jest jednym z istotniejszych obszarów kierowania przedsiębiorstwem hutniczym. Zmieniają się bowiem warunki pracy poprzez
globalizację przemysłu hutniczego, rosnącą rolę związków zawodowych, a tym samym dialogu społecznego,
a także stałych zmian restrukturyzacyjnych w przedsiębiorstwie w poszukiwaniu przewag konkurencyjnych.
PB-4.3.1. Rozwój sieci biznesu w sektorze stalowym
Powiązania sieciowe przedsiębiorstw polegają na ich
współpracy w wybranych dziedzinach działalności, przy
zachowaniu zasad konkurencji w dziedzinach pozostałych. Powiązania te występują w relacji z innymi przedsiębiorstwami biznesowymi, jak również z organizacjami typu ośrodki badawcze, uczelnie, dostawcy, serwisanci, banki, instytucje samorządowe i inne. Zjawisko
tworzenia typowej sieci przedsiębiorstw może mieć
charakter regionalny i wtedy sprzyja tworzeniu przewagi
konkurencyjnej na tym poziomie lub może mieć zasięg
międzynarodowy i służy konkurencyjności rynków wielu krajów. Sieci biznesowe najczęściej obejmują grupę
przedsiębiorstw, które mają na celu realizację wspólnych projektów na płaszczyźnie regionalnej, krajowej,
międzynarodowej i globalnej, gdyż żaden z partnerów
samodzielnie nie byłby w stanie zrealizować założonych celów. Proces internacjonalizacji rozpoczyna się
od handlu zagranicznego, przechodząc przez etapy
przepływu za granicę zasobów rzeczowych, ludzkich,
kapitałowych i informacyjnych.
Hutnictwo polskie jest sektorem wysoce zróżnicowanym ze względu na typ przedsiębiorstw: duże, średnie,
małe, produkcyjne, handlowe, usługowe, autonomiczne, partnerskie, itp. Stanowi to bazę dla stosowania
różnych strategii internacjonalizacyjnych w celu podnoszenia wartości dla klienta rynków współistniejących.
Sieci biznesowe adresowane są głównie do MSP, ale
koncepcje powiązań networkowych (sieci biznesów rodzinnych) z dużymi przedsiębiorstwami występują coraz częściej. Powiązania dużych zakładów hutniczych
z sieciami biznesu mogą stanowić rozwiązanie dla wielu problemów dotyczących outsourcingu, szczególnie
w zakresie serwisu hutniczego. Kwestie zarządzania
zasobami ludzkimi w sieci biznesowej mogą być rozpatrywane wspólnie lub przez każde przedsiębiorstwo
oddzielnie, w zależności od określenia zasad członkostwa w sieci. Specyficznego podejścia wymagać będzie problematyka związana z planowaniem zasobów
ludzkich (także rekrutacja i motywowanie) oraz z tworzeniem wewnętrznych sposobów komunikowania.
PB-4.3.2. Zarządzanie kadrami w warunkach
restrukturyzacji firm hutniczych
W związku z postępującym procesem globalizacji
rynku i sektorów przemysłu oraz zmieniającymi się
warunkami konkurencji i otoczenia prawnego, przedsiębiorstwa hutnicze powinny być zdolne do wprowadzania ciągłych zmian przy zaangażowaniu wszystkich
zatrudnionych, tzw. restrukturyzacji. Restrukturyzacja
ta może dotyczyć wielu dziedzin działalności przedsiębiorstw, takich jak: nowe inwestycje, zamknięcia,
zmiana profilu produkcji, przekształcenia struktury organizacyjnej, zmiana struktury zatrudnienia, itp. Restrukturyzacja firmy wymaga wzmocnienia komunikacji
i uruchamiania zupełnie nowych instrumentów zarządzania zasobami ludzkimi w celu pokonania oporu części pracowników. Skuteczne „skonsumowanie” wiedzy
i wysiłku wykonawców zmian zależy od właściwego zarządzania kadrami, od ich wcześniejszego przygotowania oraz od doprowadzenia do zaangażowania w proces zmian jak największej liczby osób. Wprowadzanie
„nowego porządku” może być trudne dla pracowników,
którzy nie są do tego odpowiednio przygotowani i nie
potrafią przejść przez etap przemian, a to spowalnia
procesy wprowadzania zmiany.
Dlatego system zarządzania kadrami oraz proces
dokształcania pracowników powinny być nastawione
na innowacje i nowe pomysły, na zdolność do pracy
w szybkozmiennych wielokulturowych strukturach oraz
na działanie inicjatywne i na własną odpowiedzialność.
Wyprzedzające badania i edukacja oraz wiedza i umiejętności kadry pracowniczej będą dewizą sukcesu firm
hutniczych w zglobalizowanym środowisku.
PB-4.3.3. Promocja dialogu społecznego w zarządzaniu
zasobami ludzkimi
Hutnictwo w Polsce jest praktycznie w rękach 6 właścicieli, w tym 5-ciu to międzynarodowe firmy globalne,
każda o innej kulturze korporacyjnej. Należy więc zakładać, że rozwój stosunków przemysłowych – relacji
między pracodawcą a pracobiorcą – zależeć będzie od
trzech czynników:
n kultury korporacyjnej właściciela,
n stopnia (chęci) wykorzystania wartości wspólnotowych dialogu społecznego,
69
n
dialogu między pracodawcą a reprezentacją pracobiorców.
Znaczące zmiany w budowie nowoczesnych stosun-
ków przemysłowych, czyli relacji między pracodawcami
a pracobiorcami będą kształtowane przez rozwiązania
wspólnotowe i harmonizowane regulacje krajowe. Decydować o tym będą regulacje o partycypacji pracowników w zarządzaniu:
n
na poziomie firm ponadnarodowych (Dyrektywa
o Europejskich Radach Pracy),
n
na poziomie spółki europejskiej (Dyrektywa o udziale
pracowników w zarządzaniu Europejską Spółką Akcyjną),
n
na poziomie przedsiębiorstwa działającego w kraju
członkowskim UE (Dyrektywa o informowaniu i przeprowadzaniu konsultacji z pracownikami w UE).
Dyrektywy te służą realizacji popieranej przez Unię
idei dialogu społecznego. Stwarzają podstawy do zapewnienia zaangażowania pracowników w sprawy zatrudniającego ich przedsiębiorstwa. Informacja i konsultacja przeprowadzona w odpowiednim czasie jest fazą
wstępną powodzenia restrukturyzacji i przystosowania
firm do nowych warunków stworzonych przez globalizację gospodarki, szczególnie w związku z rozwojem
nowych form organizacji pracy.
Z drugiej zaś strony przygotowanie kadry w kompetencje społeczne, promocja dialogu społecznego, obok
partnerskiej budowy stosunków społecznych i partycypacji pracowników w zarządzaniu (regulacje unijne), powinny być nową dynamiką w relacjach przemysłowych
i tworzyć atmosferę „większego zaufania” w przedsiębiorstwie. Atmosfera większego zaufania może budować partnerstwo dla przeprowadzania trudnych zmian,
tworzyć element konkurencji u konkretnego gracza rynkowego i być czynnikiem wspomagającym adaptację
kultury korporacyjnej właściciela.
PB-4.3.4. Przygotowanie kadry przedsiębiorstw
hutniczych do globalnych warunków współczesnego
rynku
Dopasowywanie się pracowników sektora hutniczego do zmieniających realiów otaczającej ich rzeczywistości, głównie w aspekcie otoczenia zewnętrznego,
wymaga ciągłego monitorowania następujących czynników rynkowych:
n
potrzeby klientów oraz globalny popyt/dystrybucja,
n
czynniki kosztowe (efekt doświadczenia, globalne korzyści skali, zróżnicowanie kosztowe krajów, wzrost
kosztów B+R),
70
czynniki konkurencyjne (eksport i import, międzynarodowe współzależności gospodarcze, wielonarodowi konkurenci) oraz
n czynniki polityczne (polityka wolnego handlu, normy
techniczne, liberalizacja przepisów).
Wskazane jest, aby monitoring dynamicznego procesu globalizacji sektora hutniczego, ujęty w formie
powyższych czterech grup czynników był prowadzony
w ramach systematycznych badań naukowych. Dodatkowym celem tych badań byłoby zdefiniowanie i opracowanie „typizacji” zachowań pracowniczych w hutnictwie krajowym:
n w przedsiębiorstwie globalnym opartym na kapitale
zagranicznym – dotyczy to grup produkcyjnych Mittal Steel (Huta Katowice/Sendzimira/Cedler/Florian/
Bankowa/Królewska/Batory), Celsa (Huta Ostrowiec),
Arcelor (Huta Warszawa), CMC (Huta Zawiercie)
oraz grup handlowych tzw. traderów Voest Alpine,
Corus, Tibnor itd.
n w przedsiębiorstwie opartym na rodzimym polskim
kapitale np. grupa holdingowa Złomreksu, Stalexport,
CZH itd.
Dopełnieniem wypracowania jednolitego systemu
zachowań i definiowania potrzeb w zakresie wiedzy
niezbędnej do swobodnego poruszania się w sektorze
jest w tym obszarze określenie sposobu komunikacji
i wymiany informacji w obrębie grupy macierzystej.
n
PB-4.3.5. Zarządzanie komunikacją w hutniczym
przedsiębiorstwie międzynarodowym
Zarządzanie komunikacją na poziomie międzynarodowym musi uwzględniać specyficzne funkcje planowania, organizowania, motywowania i kontrolowania,
rozpatrywane w układzie powiązań zinternacjonalizowanych. Zarządzanie komunikacją dla podniesienia
sprawności funkcjonowania na rynku należy rozpatrywać w układach – międzyorganizacyjnym i wewnątrzorganizacyjnym.
Układ komunikacji między organizacjami dotyczy komunikacji marketingowej i powiązań formalnych i nie
sformalizowanych w sieci. Komunikacja wewnątrz organizacji obejmuje sieci wewnętrzne, a komunikację
rozpatruje się w powiązaniach pionowych i poziomych.
W zarządzaniu komunikacją należałoby uwzględnić
procedury jej oceny wg KSS i KIWA.
Sprawność komunikacji należy rozpatrywać przez
pryzmat jej skuteczności i efektywności. Komunikację
– zjawisko o charakterze jakościowym – należałoby
poddać pomiarom wyrywkowym (dla poszczególnych
rodzajów) i kompleksowym w celu zminimalizowania
luki pomiędzy informacją otrzymywaną a przekazywaną.
Komunikacja w przedsiębiorstwie funkcjonującym
na różnych, międzynarodowych rynkach, musi odbywać się według zasad rachunku ekonomicznego, tzn.
efekty z niej pozyskane powinny być ogólnie wyższe
niż koszty z nią związane, przy założeniu, że dąży się
do maksymalizowania wyników dla przyjętego poziomu
kosztów lub minimalizuje się koszty przy założonym poziomie wyników.
W hutnictwie polskim funkcjonują skomplikowane
powiązania własnościowe i organizacyjne, ulegające
dalszym przemianom. Procesy komunikacyjne między
organizacjami, współpracującymi w ramach korporacji
i poza nią (przedsiębiorstwa współpracujące), wymagają zastosowania metod służących osiągnięciu celów
rynkowych organizacji, a także pomiarów, których wyniki posłużą usprawnieniu procesu zarządzania.
71
Załączniki
Załączniki
Załącznik nr 1
Lista podmiotów, które przystąpiły do Polskiej Platformy Technologicznej Stali
72
Lp.
Nazwa podmiotu
Siedziba
Strona www / e-mail
1.
CELSA Huta Ostrowiec Sp. z o.o.
Ostrowiec Św.
www.celsaho.com
2.
Mittal Steel Poland S.A.
Katowice
www.ipssa.pl
3.
Huta Bankowa Sp. z o.o.
Dąbrowa Górnicza
www.hutabankowa.com.pl
4.
Huta Batory Sp. z o.o.
Chorzów
www.hutabatory.com.pl
5.
Huta Łabędy S.A.
Gliwice
www.hutalab.com.pl
6.
ISD Huta Częstochowa sp. z o.o.
Częstochowa
www.hsc.com.pl
7.
Huta Szczecin S.A.
Szczecin
www.hutaszczecin.pl
8.
BAILDON – Przeróbka Plastyczna na Zimno Sp. z o.o.
Katowice
[email protected]
9.
HSW – Huta Stali Jakościowych Sp. z o.o.
Stalowa Wola
www.hsw-hsj.com.pl
10.
HSW – Walcownia Blach Sp. z o.o.
Stalowa Wola
www.hsw-wb.com.pl
11.
FERROSTAL Łabędy Sp. z o.o.
Gliwice
www.ferrostal.com.pl
12.
HK Walcownia Blach Grubych Batory Sp. z o.o.
Chorzów Batory
www.blachy-batory.pl
13.
CHEMETALL Polska Sp. z o.o.
Warszawa
www.chemetall.com.pl
14.
Chrzanowskie Zakłady Materiałów Ogniotrwałych S.A.
Chrzanów
www.chzmo.pl
15.
NOTA Zakład Mechaniki Precyzyjnej
Biała Podlaska
www.nota.pl
16.
PEDMO S.A.
Tychy
www.pedmo.com.pl
17.
Zakład Walcowniczy Profil S.A.
Kraków
www.zaprofilsa.com.pl
18.
Zakład Wyrobów Złącznych „SHYMKO”
Starachowice
www.shymko.pl
19.
Zakłady Magnezytowe Ropczyce S.A.
Ropczyce
www.ropczyce.com.pl
20.
Zakład Materiałów Ogniotrwałych „GÓRBET” Sp. z o.o.
Trzebinia
www.gorbet.com.pl
21.
Fabryka Kotłów RAFAKO S.A.
Racibórz
www.rafako.com.pl
22.
Polska Izba konstrukcji Stalowych
Warszawa
www.piks.atomnet.pl
23.
BIPROMET S.A.
Katowice
www.bipromet.com.pl
24.
AGH Wydz. Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Kraków
www.agh.edu.pl
25.
Instytut Metalurgii Żelaza
Gliwice
www.imz.gliwice.pl
26.
Instytut Spawalnictwa
Gliwice
www.is.gliwice.pl
27.
Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla
Zabrze
www.ichpw.zabrze.pl
28.
Instytut Materiałów Ogniotrwałych
Gliwice
www.imo.gliwice.pl
29.
Politechnika Częstochowska
Częstochowa
www.pcz.pl
30.
Politechnika Śląska Instytut Materiałów Inżynierskich
i Biomedycznych Wydziału Mechanicznego Technologicznego
Gliwice
www.polsl.gliwice.pl
31.
Politechnika Śląska
Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii
Katowice
www.polsl.gliwice.pl
32.
Hutnicza Izba Przemysłowo-Handlowa
Katowice
www.hiph.com.pl
33.
Stowarzyszenie Producentów Materiałów Ogniotrwałych
Gliwice
www.imo.pl
34.
Związek Pracodawców Przemysłu Hutniczego
Katowice
[email protected]
35.
Akademicko-Gospodarcze Stowarzyszenie Hutnictwa
Kraków
www.agh.edu.pl
36.
Polska Unia Dystrybutorów Stali
Warszawa
www.puds.com.pl
37.
PROEKO Sp. z o.o.
Warszawa
[email protected]
38.
Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu
Hutniczego w Polsce – Zarząd Główny
Katowice
[email protected]
39.
ALPOS POLSKA
Małomice
www.alpos.pl
Załącznik 2
Członkowie Komitetu Sterującego Polskiej Platformy Technologicznej Stali
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
CELSA Huta Ostrowiec Sp. z o.o., Dyrektor
Fabryka Kotłów RAFAKO S.A., Pełnomocnik Dyrektora
Ferrostal Łabędy Sp. z o.o., Prezes
Hutnicza Izba Przemysłowo-Handlowa, Prezes
ISD Huta Częstochowa Sp. z o.o., Dyrektor Generalny
Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Z-ca Dyrektora
Instytut Metalurgii Żelaza, Dyrektor
Mittal Steel Poland S.A., Prezes
Politechnika Śląska, Dziekan Wydz. Inżynierii Mat. i Metalurgii
Zakłady Magnezytowe ROPCZYCE S.A., Prezes
Angel Pueyo
Jerzy Pasternak
Henryk Odoj
Romuald Talarek
Andrzej Stokłosa
Aleksander Sobolewski
Adam Schwedler
Jerzy Podsiadło
Leszek Blacha
Józef Siwiec
73
Załączniki
Załącznik nr 3
Grupy robocze Polskiej Platformy Technologicznej Stali
n
Obszar badawczy 1: Wyroby stalowe atrakcyjne dla użytkowników
Koordynator grupy: Bogdan Mikołajczyk – Mittal Steel Poland S.A.
Łącznicy: Bogdan Garbarz, Jerzy Wiedermann – Instytut Metalurgii Żelaza
Uczestnicy:
Imię
74
Nazwisko
Nazwa firmy
Magdalena
Bartmińska-Ziarek
Andrzej
Ciepiela
Polska Unia Dystrybutorów Stali
Henryk
Dyja
Jerzy
Jakubiec
Polska Izba Konstrukcji Stalowych
Zbigniew
Kędzierski
Akademia Górniczo-Hutnicza
Piotr
Kiełb
ZW PROFIL S.A.
Andrzej
Kucybała
RAFAKO S.A.
Andrzej
Lis
Lucjan
Łukaszek
HK Walcownia Blach Grubych Batory Sp. z o.o
Janusz
Mazurkiewicz
Politechnika Śl. Gliwice
Zbigniew
Muskalski
Zygmunt
Nitkiewicz
Jerzy
Pacyna
Akademicko Gospodarcze Stowarzyszenie Hutnictwa
Adam
Paks
Huta Bankowa Sp. z o.o.
Kazimierz
Szczukowski
ALPOS POLSKA Sp. z o.o.
Piotr
Sędek
Instytut Spawalnictwa
Wojciech
Szkliniarz
Politechnika Śl. Katowice
Marek
Szymkowiak
Zakład Wyrobów Złącznych „SHYMKO”
Janusz
Ujma
ISD Huta Częstochowa Sp. z o.o.
Jan
Wolny
BIPROMET S.A.
n
Obszar badawczy 2: Bezpieczne, czyste, oszczędne i niskonakładowe technologie
Koordynator grupy: Marian Rachwalski – Ferrostal Łabędy Sp. z o.o.
Łącznicy: Lech Bulkowski, Dariusz Woźniak – Instytut Metalurgii Żelaza
Uczestnicy:
Imię
Nazwisko
Nazwa firmy
Andrzej
Adamiec
Przeróbka Plastyczna na Zimno-Baildon Sp. z o.o.
Wojciech
Bąk
PEDMO S.A.
Andrzej
Bigaj
Franciszek
Bratek
Bogdan
Burdzy
HSW – Walcownia Blach Sp. z o.o.
Jerzy
Czechowski
Włodzimierz
Derda
Marian
Kołodziejski
HK Walcownia Blach Grubych Batory Sp. z o.o
Józef
Kobic
SITPH ZG
Robert
Kosman
CHEMETALL POLSKA Sp. z o.o.
Aleksander
Kubsz
Huta Szczecin S.A.
Roman
Lasicz
Huta Łabędy S.A.
Jerzy
Łabaj
Janusz
Łuksza
Edward
Madej
ZW PROFIL S.A.
Wojciech
Maj
HSW – Huta Stali Jakościowych Sp. z o.o.
Ryszard
Nowosielski
Marian
Strzelecki
CELSA H.Ostrowiec Sp. z o.o.
Stanisław
Szymczyk
Tadeusz
Torz
Akademicko-Gospodarcze Stowarzyszenie Hutnictwa
Ewa
Ząbek
Wiesław
Zelik
ZM ROPCZYCE S.A.
75
Załączniki
n
Obszar badawczy 3: Racjonalna gospodarka surowcami i odpadami
Koordynatorzy grupy: Henryk Krawiec – Mittal Steel Poland S.A.
Andrzej Curyło – Mittal Steel Poland S.A.
Łącznik: Marian Niesler – Instytut Metalurgii Żelaza
Uczestnicy:
Imię
76
Nazwisko
Nazwa firmy
Wojciech
Bąk
PEDMO S.A.
Iwona
Bielka
Huta Szczecin S.A.
Tomasz
Banderek
Chrzanowskie Zakłady Materiałów Ogniotrwałych S.A.
Jan
Buzek
Artur
Chachlowski
Barbara
Gałuszka
ZM ROPCZYCE S.A.
Zbigniew
Głowacki
GÓRBET Sp.z o.o.
Klaudiusz
Gołombek
Wiesław
Gregorczyk
Tadeusz
Kij
ZM ROPCZYCE S.A.
Mirosław
Karbowniczek
Waldemar
Kowalczyk
GÓRBET Sp.z o.o.
Kazimierz
Kowalski
Edward
Madej
ZW PROFIL S.A.
Zbigniew
Malinowski
Maciej
Miklaszewski
Tomasz
Podgajniak
PROEKO Sp. z o.o.
Bogna
Poniewierska-Mokryńska
Tomasz
Pośnik
Marek
Roszak
Jerzy
Siwka
Aleksander
Sobolewski
Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla
Lech
Szecówka
Andrzej
Szydło
Stanisław
Śliwa
ZW PROFIL S.A.
Andrzej
Śliwa
Jerzy
Tomeczek
Jerzy
Witek
n
Obszar badawczy 4: Kwalifikowane kadry dla przemysłu stalowego
Koordynator grupy: Czesław Sajdak – Akademicko-Gospodarcze Stowarzyszenie Hutnictwa
Łącznik: Wojciech Szulc – Instytut Metalurgii Żelaza
Uczestnicy:
Imię
n
Nazwisko
Nazwa firmy
Henryk
Adrian
Mirosław
Bonek
Piotr
Kiełb
ZW PROFIL S.A.
Zbigniew
Konopka
Grzegorz
Niewielski
Małgorzata
Nowak
Zdzisław
Śladowski
Związek Pracodawców Przemysłu Hutniczego
Andrzej
Wypych
Koordynator całości opracowania SPB:
Koordynator PPTS – Instytut Metalurgii Żelaza
Scalenie i redakcja materiałów: Józef Paduch
77

Strategiczny Program Badań przygotowany w oparciu o wizję

Transkrypt

Podobne dokumenty

WIERTARKI STOŁOWE WIERTARKI STOŁOWE