1 / 27

Ocel perspektivní materiál, moderní technologie

Ocel perspektivní materiál, moderní technologie. Věda, výzkum a vývoj. Obsah. Trendy ve výrobních technologiích Hlavní výrobní technologie Významné inovace Věda, výzkum a vývoj v oblasti metalurgie oceli Cíle a výsledky řešení projektu IMPULS Cíle řešení projektu VaVpI – RMTVC

freya-hale
Download Presentation

Ocel perspektivní materiál, moderní technologie

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Ocelperspektivní materiál,moderní technologie Věda, výzkum a vývoj

  2. Obsah • Trendy ve výrobních technologiích • Hlavní výrobní technologie • Významné inovace • Věda, výzkum a vývoj v oblasti metalurgie oceli • Cíle a výsledky řešení projektu IMPULS • Cíle řešení projektu VaVpI – RMTVC • Charakteristika vybraných oddělení

  3. Základní fakta: Ocelové výrobky Ocel: Nejpoužívanější kovový materiál • Vysoce moderní a recyklovatelný materiál • Existuje přes 1500 druhů (značek) ocelí z toho 1/3 byly vyvinuta v posledních 15 létech • Efektivita její výroby v posledních 40 létech stoupla o více než 330 % Vysoká variabilita finálních užitných vlastností různých typů ocelí: • Pevnost, houževnatost, pružnost, korozivzdornost, žáropevnost, odolnost proti opotřebení, radiační odolnost, ad.

  4. Trendy: technologie a inovacevýroba a odlévání oceli Základní technologie výroby oceli – výroba v kyslíkových konvertorech (cca 2/3 celkové výroby) Inovace kyslíkokonvertorového procesu : • zintenzivnění zkujňovacích procesů • kombinované dmýchání, dynamické řízení tavby, optimalizace vsázkových materiálů; • zvýšení životnosti používaných žáromateriálů • zkrácení doby setrvání tavby v konvertorech, kvalitnější vyzdívky, nové technologie sledování opotřebení a cílených oprav vyzdívky.

  5. Trendy: technologie a inovacevýroba a odlévání oceli Výroba oceli v elektrických obloukových pecích - téměř 1/3 světové produkce oceli (v ČR pouze 8 – 10%). Inovace technologie EOP : • zintenzivnění zkujňovacích procesů • sofistikované řízení tavby využívající různé zdroje energií (kyslíkopalivové hořáky, dospalovací trysky, dmýchání speciálních přísad), hybridní a flexibilní pochody, kvalitnější materiál elektrod, předehřev vsázkových materiálů...; • zvýšení životnosti používaných žáromateriálů • zkrácení doby setrvání tavby v peci, kvalitnější vyzdívky, nové technologie sledování opotřebení a cílených oprav vyzdívky, optimalizované chlazení víka pecí, práce pod pěnivou struskou...

  6. Trendy: technologie a inovacevýroba a odlévání oceli Převážná část rafinace oceli je v moderním ocelářství převedena na různá zařízení sekundární (mimopecní) metalurgie. V oblasti sekundární metalurgie je využíváno především: • efektu sníženého/zvýšeného tlaku, • vlivu rafinačních strusek, • dmýchání či vstřelování speciálních rafinačních přísad, • optimalizace charakteru proudění v metalurgckých agregátech

  7. Trendy: technologie a inovacevýroba a odlévání oceli Plynulé odlévání oceli - zvýšení výtěžku kovu, produktivity práce, zlepšení pracovního prostředí osádky. • významným trendem v této oblasti je stálé významnější přibližování profilů kontislitků výsledným tvarům požadovaného produktu. Odlévání do kokil – specifický segment trhu • těžké kovárenské výkovky, • speciální odlitky rozměrných strojních součástí...

  8. Trendy: technologie a inovacetváření oceli Využití tepelné kapacity plynule litých polotovarů – užší návaznost válcování na kontilití s vysoce pozitivními energetickými i ekologickými dopady. Maximální vytěžení strukturního potenciálu tradičních i nově vyvíjených typů oceli (komplexní termomechanické zpracování, cíleně ovlivňující strukturní charakteristiky i mechanické a jiné užitné vlastnosti tvářených výrobků s možností náhrady následného tepelného zpracování). 8

  9. Trendy: technologie a inovacetváření oceli Zpřesnění tvaru, rozměrů a vlastností vývalků: • systémy zajišťující rovinnost pásů a plechů • ekologická maziva při tváření za studena • kvalitativní sloučení tratí pro válcování profilů a drátu • řízené ochlazování tvarových tyčí ve svitcích • využití moderních hotovních bloků při válcování tyčí • využití sekčního kalení hlav kolejnic • přesné zápustkové kování ozubených kol aj. 9

  10. predikce: globalizace a výzkum Neustává tlak na kontinuální zvyšování produktivity, kvality a variability produkce ocelářského průmyslu - vytváří se podmínky pro intenzivní výzkumnou a inovační činnost: • základní výzkum vedoucí k přesnému popsání zásadních fyzikálně-chemických procesů, • experimentální činnost v provozních podmínkách doplněná využitím metod fyzikálního a numerického modelování metalurgických procesů, • optimalizace nových technologií.

  11. Projekt IMPULS FI-IM2/043:Nové progresivní technologické postupy výroby ocelových výrobků • Příjemce projektu : VŠB-TU Ostrava • Hlavní řešitel projektu : Prof. Ing. Ľudovít Dobrovský, CSc., Dr.h.c. • Hlavní spolupříjemce: TŘINECKÉ ŽELEZÁRNY, a.s. • Doba řešení : 2005-2008 • Projekt byl zaměřen na výzkum a vývoj nových technologií, jejich inovace a aplikace. Cílová řešení projektu směřovala do oblasti výrobkové, nákladové a environmentální. • Projekt byl členěn na 13 podprojektů v oblasti průmyslového výzkumu a na 28 podprojektů v oblasti vývoje. • V rámci projektu bylo vyvinuto a zavedeno do praxe 149 nových technologických postupů a 60 výrobků s vyšší přidanou hodnotou.

  12. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum • Zkušeností a výsledky řešení projektu IMPULS byly využity při koncipování projektu s názvem „Regionální materiálově technologické výzkumné centrum“ podaného v rámci Operačního programu VaVpI a financovaného ze strukturálních fondů EU a ze státního rozpočtu ČR • Cíl projektu : • Vytvořit infrastrukturu na podporu propojení vzdělávání, výzkumu a vývoje Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava (VSB-TUO) Fakulty metalurgie a materiálového inženýrství (FMMI) s podnikatelským prostředím • V rámci projektu vybudovat novou výzkumně vývojovou základnu materiálového výzkumukovových a složených funkčních materiálů. Bude pořízeno 35 investic s hodnotou v rozpětí 4 - 34 mil Kč. Bližší informace lze nalézt na http://rmtvc.fmmi.vsb.cz/

  13. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum

  14. Příprava materiálů Procesy tváření Technologické aplikace Aplikační sféra Zkoušení vlastností materiálů Práškové technologie Nanostrukturní materiály Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum • Oddělení přípravy materiálů • laboratoř technologie přípravy speciálních materiálů • laboratoř čistých kovů • Oddělení práškových technologií • laboratoř magnetických a keramických materiálů • laboratoř frikčních kompozitů • Oddělení procesů tváření • laboratoř intenzivních procesů tváření materiálů • laboratoř modelování a optimalizace technologií tváření • Oddělení hodnocení vlastností materiálů • laboratoř strukturní analýzy • laboratoř mechanických vlastností • laboratoř chemických analýz • laboratoř hodnocení povrchových analýz a koroze • laboratoř fyzikálních vlastností materiálů a nanostruktur • Oddělení experimentálního ověřování technologií a aplikace • laboratoř pro experimentální ověřování technologií výroby nových materiálů • laboratoř modelování procesů v tekuté a tuhé fázi

  15. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Oddělení procesů tváření Laboratoř intenzivních procesů tváření materiálu (FMMI VŠB-TUO) Laboratoř modelování a optimalizace technologií tváření (MMV s.r.o.) • podélné válcování • tažení drátu • válcování bezešvých trub • plastometrické simulace • matematické modelování 17

  16. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum • Návaznost na 3 dlouhodobé projekty (výzkumné záměry) zaměřené navlastností intenzivně tvářených materiálů • Během jejich řešení byla vybudována unikátní experimentální základna zaměřená především na problematiku válcování plochých výrobků. • Projekt laboratorní válcovací tratě TANDEM získal v roce 2001 cenu Inženýrské akademie ČR za významný přínos k rozvoji inženýrského výzkumu. 18

  17. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Aktuální schéma laboratorní tratě TANDEM 19

  18. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Nová polospojitá trať pro válcování za tepla • (nejvýznamnější tvářečské zařízení v rámci RMTVC) • Bude univerzálnější než stávající TANDEM, zaměřená zejména na fyzikální simulaci řízeného válcování a ochlazování profilů na kalibrovaných válcích s cílem optimalizovat stávající a pomáhat zavádět nové technologie. • Bude sestávat z předválcovací vratné stolice, čtyřstolicového tandemu schopného válcovat v obou směrech a sekce řízeného ochlazování hotového vývalku. • Koncepčně se jedná o mohutné laboratorní (experimentální), nikoli poloprovozní zařízení. 20

  19. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Laboratoř tažení drátu se zaměří především na • studium vlivu technologie výroby drátu na jeho mikrostrukturu, mechanické vlastnosti a kvalitu povrchu • technologie následné úpravy taženého drátu (pokovování, ohýbání, výroba a testování pružin, pletiva, svařovaných sít, spojovacího materiálu a materiálu pro lékařské účely) • optimalizaci výroby z technologického hlediska (problematika trhání a mazání drátu, geometrie a materiál průvlaku, hodnocení vlastností maziv aj.) 21

  20. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Laboratoř modelování a optimalizace technologií tváření • Laboratoř bude zabezpečovat výzkum v oblasti fyzikálního modelovánídeformačního chování a tvařitelnosti kovových materiálů za tepla, zároveň bude provádět matematické modelování v oblasti tváření za tepla v rozsahu klasických technologií tváření jako je válcování, kování atd. • V součinnosti bude možno provádět optimalizaci technologií tvářeníza tepla v procesech výroby hutích polotovarů, ale i koncových výrobků. • Základním zařízením laboratoře je univerzální torzní plastometr SETARAM.

  21. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum • Laboratoř modelování a optimalizace technologií tváření • Základní koncepce metodiky výzkumu a vývoje procesů tváření za tepla

  22. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Laboratoř strukturních analýz a Laboratoř mechanických vlastností • Hodnocení konvenčních a nekonvečních mechanických vlastností materiálu jako zpětná vazba při vývoji nových – sofistikovaných typů materiálu. • Hodnocení křehkolomových, únavových a creepových charakteristik základních materiálů a jejich svarových spojů pro zpřesnění matematických popisů procesů poškozování. • Hodnocení vztahu mezi mikročistotou a únavovými charakteristikami materiálů zejména pro výrobu pružin, kordů a ocelových drátů. • Hodnocení pevnostních křehkolomových a creepových charakteristik pomocí penetračních testů a malých nestandardizovaných těles.

  23. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Oddělení experimentálního ověřování technologií a aplikace Laboratoř pro experimentální ověřování technologií výroby nových materiálů (MMV s.r.o) Laboratoř modelování procesů v tekuté a tuhé fázi (FMMI, VŠB-TUO) 25

  24. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Laboratoř pro experimentální ověřování technologií výroby nových materiálů Laboratoř bude uzpůsobena k výzkumu, vývoji a výrobě nových materiálů v indukční tavící peci umístěné v kesonu. Materiály budou taveny, rafinovány a odlévány v atmosféře argonu nebo dusíku a to od nízkých tlaků (vakua ) po přetlak. • Nově bude využito: • posílení vakuovací stanice, • odlévání spodem (nový odlévací keson, ...), • zařízení pro měření plynů v tavenině, • zařízení pro on-line měření teploty taveniny. • Pro aplikovaný výzkum: • vlivu hlubokého vakua na oduhličení či dezoxidaci nových materiálů, • znalost obsahu plynů během tavby bude sloužit pro studium kinetiky procesu, • odlévání spodem zajistí požadované povrchové a vnitřní parametry materiálu a to i z ohledem na další technologické a technické operace,

  25. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Laboratoř modelování procesů v tekuté a tuhé fázi • Pracoviště bude schopno provádět analýzu klíčových fyzikálních vlastností konkrétních kovových a oxidických soustav, nalézt jejich teplotní a jiné požadované závislosti: Experimentální studium: • teploty likvidu a solidu, • fázové přeměny, • viskozity... Vliv: • teploty, • rychlosti ohřevu, • rychlosti ochlazování... STA449 F3 Jupiter Viskozimetr SETARAM Setsys 18TM

  26. Regionální Materiálově technologické výzkumné centrum Laboratoř modelování procesů v tekuté a tuhé fázi • Kromě jiné expertní činnosti je možné „na míru“ řešenému problému určené fyzikální vlastnosti implementovat do systému numerického a fyzikálního modelování. Současné provedení numerického a fyzikálního modelování umožní dosáhnout optimální navržení provozně testovaných variant a také jejich případnou zpětnou analýzu. • Aplikovaný výzkum přenosových jevů, proudění a tuhnutí oceli...

  27. Děkuji za pozornost...

More Related