Masarykova univerzita Pedagogická fakulta Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání. Obor: Učitelství odborných předmětů pro střední školy.
VÝROBA ŽELEZA A OCELI.
DIPLOMOVÁ PRÁCE
Vypracoval: Bc. Jan Pokorný Vedoucí: Ing. Zdeněk Hodis, Ph.D.
Brno 2016 1
Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně, s využitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Veškeré použité podklady, ze kterých jsem čerpal informace, jsou uvedeny v seznamu použité literatury a citovány v textu podle normy ČSN ISO 690.
V Brně dne 14. 3. 2016
Bc. Jan Pokorný
2
Bibliografický záznam POKORNÝ, Jan. „ Výroba železa a oceli “ : diplomová práce. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání, 2016. 75 l., 16 l. příl. Vedoucí diplomové práce Zdeněk Hodis.
Abstrakt Téma této diplomové práce, jak jsem záhy zjistil, bylo již mnohokrát a v různých formách velmi zajímavě zpracováno pro didaktické potřeby na VUT Brno. Rád bych určitým způsobem na toto téma navázal a rozšířil či doplnil o své poznatky a postřehy. Informace zpracované v této diplomové práci bude možné využít na doplnění studia na středních školách, středních odborných učilištích, průmyslových školách a v neposlední řadě i ve vyšších ročnících základních škol. Bude zde popsána žákům historie výroby železa se zaměřením na Moravu a především okolí Brna, zvláště pak na oblast Moravského krasu a objekty nacházející v této lokalitě, jako je světově proslulá Býčí skála, nazývána též starověkou kovárnou nebo Althamr. Další velice významnou technickou památkou, která reprezentuje historii výroby železa na Moravě, je Stará huť u Adamova, která má i velmi krásný název Františka. Žáci se tak seznámí kromě historických objektů i s objekty novými, kde probíhá zpracování železa moderními způsoby. Mezi tyto moderní objekty, patří slévárna Alfe Brno v Chrlicích a Královopolská slévárna v Brně. Po exkurzi v historických objektech a moderních objektech si mohou sami porovnat, jaký pokrok je za určité období ve výrobě a zpracování železa a oceli. Budou seznámeni s popisem výroby železa přímou a nepřímou metodou. Osvojí si vědomosti spojené s tímto tématem, jako je průmyslová revoluce a její vliv na rozvoj českých zemí, které byly v období tzv. průmyslové revoluce součástí Rakousko – uherské monarchie. Právě velká vzdělanost v českých zemích vedla k tomu, že se zde dařilo rozvoji průmyslu spolu s technicky náročnými postupy při výrobě železa. Žáci budou schopni popsat moderní technologie při výrobě a zpracování železa, zejména pak budou schopni stručně popsat činnost elektrických obloukových pecí, elektrických indukčních pecí a kyslíkových konvertorů. Své vědomosti budou žáci moci otestovat v přiloženém dotazníku a zjistit tak, jestli jsou poznatky získané ve výuce dostatečné nebo by bylo vhodné toto téma na odborných školách rozšířit.
3
Okrajově bych se rád zabýval současnými problémy v oblasti výroby a zpracování železa v ČR a negativními dopady po přechodu po roce 1989 od plánovaného hospodářství na hospodářství tržní a s tím i drastický útlum ve výrobě a zpracování železa.
Abstract The topic of this thesis, as I soon discovered, has been elaborated on many times and in various interesting forms for the educational needs at Brno University of Technology. I would like to follow up on this topic in a certain way and expand on it or supplement it with my knowledge and insights. The information developed in this thesis can be used to supplement studies in secondary schools, vocational schools, industrial schools and last but not least, also in the higher grades of primary schools. The history of iron production will be described to pupils here, with a focus on the surroundings of Brno and Moravia. In particular, the area of the Moravian Karst and objects found in this area such as the world famous Bull Rock, also called the ancient forge or Althamr. Another very important technical monument, which represents the history of iron production in Moravia, is the Old Iron Works near Adamov, which also has the very beautiful name Františka. In addition to historical objects, pupils will thus also become acquainted with new ones, where the processing of iron in modern ways takes place. These modern facilities include the Alfe Brno foundry in Chrlice and Královopolská foundry in Brno. After a tour of historic buildings and modern buildings, they can compare themselves what progress has been made in the production and processing of iron and steel over a certain period. They will be familiarized with the description of the production of iron in the direct and indirect method. They will acquire knowledge related to this topic, such as the Industrial Revolution and its influence on the development of the Czech lands, which in the period of the so-called Industrial Revolution, were part of the Austro-Hungarian monarchy. It was precisely the great level of education in the Czech lands that led to the development of the industry thriving there, along with the technically demanding procedures during iron production. Pupils will be able to describe modern technology in the production and processing of iron. In particular they will be able to briefly describe the operation of electric arc furnaces, electric induction furnaces and oxygen converters. Pupils will be able to evaluate their knowledge in the enclosed questionnaire and to assess whether the knowledge gained in the classroom is sufficient or if it would be appropriate to expand on this topic in vocational schools. Tangentially, I would also like to deal with the current problems in the production and processing of iron in the Czech Republic and the negative effects after the transition in 1989 from a planned economy to a market economy and with it the drastic decline in the production and processing of iron.
4
Klíčová slova použitá v diplomové práci.
V českém jazyce. Železo, železná ruda, ocel, dřevěné uhlí, koks, hutě, hamry, Šlakhamr, Althamr, Alfe Brno, Královopolská Brno, doba železná, doba bronzová, průmyslová revoluce, průmysl.
V anglickém jazyce. Iron, iron ore, steel, charcoal, coke, iron and steel, hammer mills, Šlakhamr, Althamr, Alfe Brno, Královopolská Brno, Iron Age, Bronze Age, the Industrial Revolution, industry.
5
Poděkování
Děkuji panu Ing. Zdeňku Hodisovi, Ph.D. za odborné vedení práce, věcné připomínky, dobré rady a vstřícnost při konzultacích a vypracovávání diplomové práce. Velmi děkuji také své rodině a všem svým blízkým za poskytnutou morální podporu v období příprav a zpracování této práce.
6
Obsah 1.
Úvod ............................................................................................................................................9
2.
Historie zpracování materiálů používaných člověkem ...........................................................11
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
2.1
Doba kamenná, bronzová a železná ................................................................................12
2.2
První zmínky o výrobě železa na území ČR ......................................................................15
2.3
Keltové a výroba železa ....................................................................................................16
2.4
Doba římská a stěhování národů .....................................................................................16
2.5
Slované a výroba železa ...................................................................................................17
2.6
Velkomoravská říše ..........................................................................................................18
Středověk a rozvoj železářství .................................................................................................22 3.1
Výroba a zpracování železa ve středověku......................................................................24
3.2
Využití prvních strojů při výrobě a zpracování železa .....................................................26
Novověk ....................................................................................................................................26 4.1
Průmyslová revoluce ........................................................................................................28
4.2
Průmyslová revoluce v Českých zemích (Rakousko – Uhersko) .....................................31
4.3
Základy rozvinutého průmyslu v ČR ................................................................................32
Moderní dějiny .........................................................................................................................35 5.1
Vítkovické železárny .........................................................................................................36
5.2
Třinecké železárny ............................................................................................................39
Současnost ................................................................................................................................41 6.1
Současné postupy při výrobě železa ................................................................................42
6.2
Současné metody při výrobě oceli ...................................................................................44
6.3
Výroba litiny .....................................................................................................................46
Pece používané na výrobu v současnosti ................................................................................47 7.1
Elektrické obloukové pece ...............................................................................................47
7.2
Elektrické indukční pece...................................................................................................48
7.3
Kyslíkové konvertory ........................................................................................................50
Současní výrobci a zpracovatelé železa a oceli .......................................................................51 8.1
Klíčoví zpracovatelé železa a oceli v ČR ...........................................................................52
8.2
Drobní výrobci a zpracovatelé železa a oceli v rámci Brna a okolí .................................54
8.3
Alfe Brno s. r. o. ................................................................................................................56
8.4
Královopolská slévárna, s.r.o. ..........................................................................................58
Exkurze po historických a současných objektech ....................................................................60 9.1
Býčí skála – starověká kovárna ........................................................................................62 7
9.2
Althamr a Šlakhamr ..........................................................................................................63
9.3
Stará huť u Adamova (Františčina huť) ...........................................................................67
9.4
Alfe Brno s.r.o. ..................................................................................................................69
9.5
Královopolská slévárna s.r.o. ...........................................................................................70
10.
Provedení výzkumu šetřením ..............................................................................................72
10.1
Úvod a důvody provedení výzkumu šetřením.................................................................73
10.2
Způsob provedení výzkumu šetřením pomocí dotazníku ...............................................74
10.3
Vyhodnocení dotazníku ...................................................................................................74
10.4
Diskuze ..............................................................................................................................78
11.
Závěr .....................................................................................................................................79
12.
Seznam použité literatury a pramenů .................................................................................80
13.
Obrazová příloha ..................................................................................................................82
8
1. Úvod Zadané téma této diplomové práce již bylo zpracováno jak v bakalářských, tak i v diplomových pracích na vysokých školách a univerzitách v celé ČR i v zahraničí. Cílem této diplomové práce je doplnit historii výroby a zpracování železa v dané lokalitě Jihomoravského kraje se zaměřením na okolí Brna. Další z cílů je přiblížit žákům a studentům současnou výrobu i současné výrobce železa a oceli. Jedná se o doplnění informací o daných lokalitách a výrobcích, které bude možné využít při výuce na středních odborných učilištích a průmyslových školách se zaměřením na strojírenskou a hutní výrobu. Tyto informace pomůžou studentům těchto škol, ale i pedagogickým pracovníkům vyučujícím v těchto školních zařízeních k úvodní orientaci v problematice výroby a zpracování železa. Potřebné materiály a informace k zpracování této bakalářské práce jsem vyhledal v knihovně PdF Masarykovy univerzity v Brně, Moravské zemské knihovny a Knihovny Technického muzea v Brně. Některé informace jsem také čerpal ze zdrojů ve své soukromé knihovně. Neméně důležitým a v dnešní době zřejmě i bohatým zdrojem potřebných informací a směrů je internet. Na základě informací z těchto knih a článků na internetu jsem navštívil objekty zde uvedené, které souvisí s historií i současností výroby železa a oceli na Jižní Moravě (Býčí skála, Nová huť, Althamer, Alfe Brno s.r.o., Královopolská slévárna). Po návštěvě těchto objektů jsem získal další potřebné informace a literární zdroje. Historie výroby železa či různých slitin kovů je zhruba stejně dlouhá jako historie lidstva. Člověk používal dostupné materiály, jako bylo dřevo a kámen. Prvním kovem, který člověk začal zpracovávat již v 6. tisíciletí př. n. l., bylo zlato. Zlato se však používalo výlučně k výrobě ozdob. Dalším kovem, který začal již v mnohem větším měřítku nahrazovat kámen kolem 3. tisíciletí př. n. l., je slitina mědi a cínu – bronz. Zásoby měděných a cínových rud pro výrobu bronzu však nebyly dostatečné, proto se začalo v hojné míře prosazovat železo. Železo, které ve svých počátcích nebylo zrovna levné, se postupem času stává dostupné všem vrstvám ve společnosti. Je také někdy nazýváno demokratickým kovem. K pochopení jaký význam měla výroba železa pro lidstvo a zvláště pak pro Evropu lze využít citace z knihy významného českého archeologa Radomíra Pleinera (1958, 7). … „Výroba železa měla převratný vliv na většinu starých civilizací, zvláště
evropských. Jakmile člověk zvládl technologii výrobního postupu natolik, že dovedl dodat tomuto kovu praktické upotřebitelnosti a byl s to produkovat jej v dostatečném množství – tehdy se železo stalo materiálem, s nímž se nemohla měřit žádná ze surovin, užívaných od nejstarších dob k výrobě 9
zbraní a nářadí a žádný z dovedně zpracovávaných nebo připravovaných užitkových kovů, ať již máme na mysli poměrn ě měkkou měď nebo křehkou bronzovinu a jiné příbuzné slitiny. Železné zbraně vynikly brzy svou kvalitou, zejména od dob, kdy zdokonalením kovářské techniky, respektive objevem tepelného zpracování, bylo možno aplikovat na nich různé metody tvrzení. Zhotovování
zemědělských
nástrojů
i
specializovaných
řemeslnických
nástrojů ze železa a oceli vyvolalo pak v evropských podmínkách skutečnou hospodářskou revoluci v hospodářském životě lidstva. „ Při zkoumání problematiky zpracování železa a dalších kovů je stále, před člověkem celá řada velkých neznámých. Při vlastním archeologickém výzkumu již dávno nestačí na pochopení historie pouze znalosti a vědomosti archeologie, ale je potřeba i znalostí z oblasti metalurgie. Spojením těchto poměrně odlišných oborů vznikl poměrně mladý vědní obor tzv. archeometalurgie. Znalosti z oboru archeologie nám sice přiblíží danou problematiku výroby a zpracování železa tzv. zvenčí, ale až teprve v propojení se znalostmi z oboru metalurgie nám podá ucelený obraz z dané problematiky. Železo znamenalo pro lidstvo doslova bouřlivý rozvoj a položilo základ vyspělé lidské civilizace spolu se všemi vymoženostmi, které by bez znalosti železa nebyly možné. Je zajímavé sledovat jak archeometalurgové doslova z každého úlomku strusky či stěn železářských pecí skládají celkový obraz výroby v dávné minulosti a jsou schopni přesně určit množství či kvalitu vyrobeného kovu. Počátky jeho zpracování nebyly lehké a trvalo celá staletí, než byla výroba a následné zpracování železa dovedeno do dnešní průmyslové podoby. Původní výroba železa se velmi lišila, od jak se zjistilo z archeologických vykopávek a je označována jako výroba přímá. Takto vyrobené železo je kujné a do určité míry tvárné i za studena. Bylo získáváno při teplotách kolem 1200 °Cv malých redukčních pecích. V dnešní době se při výrobě železa používá metoda nepřímá, kdy se teplota ve vysokých pecích pohybuje kolem teploty 1500 °C, což v praxi znamená, že dojde k pohlcení velkého množství uhlíku (cca 3 – 4,4 %). Takto získané železo je tvrdé a křehké a znamená to, že jej nelze kovat. Část takto získaného železa se zpracovává na litinu a část se oduhličuje – zkujňuje. Zní to až neuvěřitelně, ale železo vzniklo jako vedlejší produkt při výrobě bronzu. Přitom výroba bronzu je mnohem náročnější postup než samotná tavba železa. Do dnešních dnů není zcela jasné to, jak přišli starověcí řemeslníci na myšlenku spojit měď a cín v slitinu zvanou bronz. Ohromný boom zažívá železo v tzv. průmyslové revoluci, kdy dochází k masovému rozšíření zpracování tohoto kovu a využití nových vynálezů a technologií zaváděných do praxe. Zmínil bych zde velmi
10
významný vynález, uvedený do zpracování železa tzv. bessemerování, které postupně v celosvětovém měřítku nahradilo doposud používanou metodu zpracování železa tzv. pudlování. Poté, co člověk začal využívat techniku v podobě parního stroje, dochází k významnému rozšiřování možností výroby a zpracování železa. Zvláště pak nebyly stroje vázány na lokality s vydatným vodním zdrojem, který poháněl pomocí vodního kola dmychadla v pecích nebo kladiva v hamrech. Začíná se využívat jako palivo v pecích mnohem výhřevnější koks a pece se začínají slučovat kolem zdrojů koksovatelného uhlí.
Výroba se sdružuje do velkých podniků v rámci
efektivity výroby a kvalita se začíná prudce zvyšovat. Také produkce železa a výrobků z něj stále roste. Začíná se projevovat i nutnost využívat spojení vědy a výroby při zavádění nových výrobních postupů a materiálů. Hutnictví je řazeno mezi nejvýznamnější výrobní odvětví moderního průmyslu a snad žádný obor lidské činnosti se bez něj neobejde. Hutnictví je rozdělováno do dvou kategorií a to na prvovýrobu (výroba surového železa a oceli) a na druhovýrobu (zpracování již vyrobeného železa nebo oceli na základní polotovary určené k pozdější spotřebě). Také se v hutnictví setkáváme s pojmem černá metalurgie a hutnictví neželezných kovů, tzv. metalurgie lehkých a barevných kovů. Je zřejmé, že metody výroby a zpracování se stále rozvíjejí, stejně tak jako nové materiály používané člověkem.
2. Historie zpracování materiálů používaných člověkem Po prvních pokusech člověka o výrobu nástrojů a zbraní, které byly pouze z kamene, dřeva a až později z křehké slitiny (cínu a mědi) nazývané bronz nedávaly člověku mnoho možností k dalšímu rozvoji v tzv. době kamenné a později v době bronzové. V samotných počátcích lidské civilizace neměl člověk moc velký výběr z vhodných materiálů. Jednak to bylo dáno nemožností některé materiály získat, jednak i pro neznalost těchto dnes běžně používaných materiálů (např. ocel). Z pohledu vývoje lidské historie se v porovnání s dobou kamennou jeví doba železná jako krátké období zpracování této významné suroviny člověkem. Ovšem i za tak relativně krátkou dobu se člověk naučil velmi precizně tuto surovinu zpracovávat velmi účinnými metodami a tím bezezbytku využívat vlastností železa a oceli. Zpočátku byly možnosti nástrojů či zbraní z tohoto materiálu značně omezené (drahá a náročná výroba), což se potvrdilo nástupem doby železné a rozsáhlým používáním železa k výrobě těchto prostředků. Člověk se však s postupem doby naučil zvládat další a složitější způsoby výroby a zpracování železa, které se pro svoje značné rozšíření začalo nazývat demokratickým kovem a již nic nebránilo tomu, aby se stalo běžně používaným a dostupným kovem tak jak je tomu dnes.
11
S masivním nástupem umělých hmot došlo sice v některých oblastech lidské činnosti k částečnému ústupu železa a je využíváno některých výhodnějších vlastností umělých hmot (lehkost, odolnost atd.), ale rozhodně nelze železo zcela nahradit. Proto je člověkem využíváno spojení železa a umělých hmot. Určitě stojí za zmínku fakt, že úroveň zpracování a množství vyrobeného železa velmi významným způsobem ovlivňovala válečné konflikty a tím i celosvětové dějiny. Z historie známe spoustu příkladů kdy stát s kvalitním zpracováním a výrobou železa měl díky technickému pokroku výhodu na poli válečném s kvalitnější výzbrojí, tak jak tomu bylo v historii při nástupu bronzových zbraní v porovnání se zbraněmi kamennými. I když v posledním období v masivním měřítku nastupují umělé hmoty a v určitých oblastech postupně nahrazují kovy tak jsem přesvědčen, že železo pro své unikátní vlastnosti rozhodně nebude nahrazeno ani v budoucnu.
2.1
Doba kamenná, bronzová a železná
Dobou kamennou (cca 3 milióny let př. n. l. až 4 tisíciletí př. n. l.) je nazýváno období pravěku, kdy lidé využívali všudypřítomný a nejdostupnější materiál ve svém okolí, a to kámen. Kámen byl využíván na výrobu nástrojů, zbraní a i jako stavební materiál. Člověk se naučil kámen velice zručně opracovávat ke svým potřebám, jako byl lov, boj či zpracování kožešin ulovené zvěře. Určitě je všem známý pojem pazourek, což byl kámen zpracovávaný postupným štípáním do tvaru tehdy zřejmě nejpoužívanějšího nástroje z kamene, tzv. pěstního klínu. Člověk již začíná spolupracovat při své činnosti v tlupách, zejména při lovu a dalších činnostech, a tím pokládá základy společensky uspořádaného soužití, jaké v podstatě funguje dodnes. Další významný prvek, kterým se člověk začíná odlišovat od svého okolí, je rozvoj řeči, která je nezbytná pro správné fungování společnosti. V pozdějším období při používání kovů je kámen stále používán jako stavební materiál a ve spojení se železem je používán dodnes. Kámen jako surovina byl využíván i jako materiál na stavbu pecí pro výrobu surového železa jak Keltskými hutníky, kdy používali kamenných bloků u svých pecí galořímského typu, tak i v pozdějších typech na svou dobu moderních pecí tzv. dýmačkách. Doba kamenná je rozdělena na další období. Starší doba kamenná – paleolit (cca do 11. tisíciletí př. n. l.) Střední doba kamenná – mezolit (cca do 8. tisíciletí př. n. l.) Mladší doba kamenná – neolit (cca do 5 000 př. n. l.) Pozdní doba kamenná – eneolit (doba měděnná – chalkolit, na Předním východě cca do 3 500 př. n. l.)
12
Přesto se pokrok nedal zastavit a nastala tzv. doba bronzová, kdy člověk začal využívat slitin některých snadno opracovatelných kovů především slitiny bronzu. Je zajímavé, že dodnes nebylo spolehlivě vysvětleno, jak člověk získal vědomosti na výrobu slitiny bronzu, která je mnohem těžší než výroba železa. Doba bronzová následuje po chalkolitu na Předním východě nebo po eneolitu čo neolitu. Časový údaj je poplatný dané části světa – různé stupně úrovně vývoje civilizace (pro Evropu je to cca 2 300 př. n. l.). Člověk začal vyrábět mnohem lepší a přesnější nářadí a zbraně určené jak pro lov, tak i pro boj. Také vlivem přesnějšího opracování nového materiálu (bronzu) vzniká nové odvětví a to výroba šperků. Výhoda nářadí a zbraní z bronzu nad zbraněmi kamennými byla nesporná. Pro výrobu těchto nástrojů bylo typické lití do tzv. ztracených forem, kdy vzniklo velké množství originálních předmětů. Slitina bronzu byla využívána i jako platidlo. Jednalo se o bronzové tyčinky - hřivny (v některých zemích se název hřivna používá pro měnu), které mohli lidé dál využívat (později určovala hřivna množství drahého kovu). Pro území České republiky je doba Bronzová charakteristická třemi kulturami. Únětická kultura (1 800 – 1 500 př. n. l.) - tato kultura je charakteristická zvláštním typem keramiky, kdy lidé tuto keramiku potírali grafitem, takže působily dojmem, jako by byly vyrobeny z kovu. Typickým představitelem této keramiky je tzv. únětický koflík. Jedná se o menší leštěný hrneček. Z bronzu v tomto období lidé vyráběli zejména pracovní nástroje a zbraně (zejména dýky). Mohylová kultura (1 500 – 1 200 př. n. l.) lidé této kultury stavěli pro své mrtvé mohyly (odtud název této kultury). Zde se již projevil společenský řád, kdy bohaté hroby náčelníků převyšovaly nad chudými hroby obyčejných lidí. V rámci této kultury byly odlišně pochovávány ženy se svými šperky a muži se svými zbraněmi. Kultura lidu popelnicových polí (1 200 – 700 př. n. l.) název této kultury vychází od způsobu pochovávání mrtvých. Mrtvého člověka nejdříve zpopelnili a jeho popel posléze uložili do speciální keramické nádoby (popelnice – dnes bychom nazvali urna). Toto období je charakteristické významným oteplováním a s příznivými klimatickými podmínkami i růst počtu obyvatel či prodlužování věku. Doba železná tímto názvem nazýváme období ve vývoji lidské společnosti, kdy člověk začíná již naplno železo. Také i tento materiál se využívá tak, jako v případě kamene či bronzu k výrobě nástrojů a zbraní. Po době kamenné a bronzové se jedná o třetí řadu v systému klasifikace pravěkých společností.
13
Železo bylo člověkem objeveno již v období doby bronzové jako vedlejší produkt tavby slitiny bronzu. V té době bylo ovšem považováno za odpad a nebyla mu věnována taková pozornost. Datování této doby je tak jako v případě doby bronzové velmi odlišné a souvisí opět se stupněm vývoje dané společnosti. Počátky zařazujeme do 12. st. př. n. l. – střední Evropa a 6. st. př. n. l. – severní Evropa. Počátky výroby železa jsou datovány do oblasti Malé Asie přibližně kolem roku 1 500 př. n. l. ke kmeni Chetitů. Od tohoto kmene z Malé Asie se výroba železa šíří přes Balkán. V období 7. – 6. St. př. n. l. se tato výroba postupně rozšiřuje i na území střední Evropy a tím pádem i na území dnešní ČR. Tak jak rozdělujeme dobu kamennou na různá období, tak i doba železná je rozdělena do několika vývojových etap. Starší doba železná je období ve střední Evropě nazývané někdy také dobou halštatskou v období 700 – 400 př. n. l. Tato doba je pojmenována podle lokality Hallstatt, kde byly objeveny solné doly a bohatě vybavené hroby na pohřebištích. V tomto období vzrůstá moc středomořských států, zejména pak Starověkého Řecka. Tyto státy kolonizují severní část středomoří a právě díky této kolonizaci se dostávají do západní, ale i střední Evropy nové způsoby života. Tyto nové způsoby života začínají místní náčelníci a knížata postupně přebírat. S tímto novým způsobem života se dostávají do tohoto prostoru tehdejší civilizací považovaného za prostor barbarů různé předměty převážně středomořského původu. Jako důkaz lze uvést bronzovou mísu a konvici Etruského původu z archeologického naleziště v Hradišti u Písku (ČR). V halštatském období se na území dnešní České republiky rozvíjí čtyři kultury,které se plynule rozvíjí z kultury popelnicových polí. Mohylová kultura – jedná se o oblast jižních a západních Čech. Nejvýraznějším projevem této kultury jsou pohřby pod mohylami. Bylanská kultura – okolí Kolína (Hradenín). Projevem této kultury jsou taktéž pohřby pod mohyly. Bohatě vybavené knížecí hroby, které obsahovaly i zbytky čtyřkolového vozu což dokazuje již velmi vyspělou řemeslnou výrobu. Plátěnická kultura – zde se jedná o oblast severních a východních Čech, Slezska a střední Moravy. Přechod této kultury byl velmi plynulý do doby halštatské a je dokonce i spojován se slezskou kulturou pozdní doby bronzové pod jeden pojem a to kultura slezskoplatěnická. Tato kultura je příznačná v pohřbívání, které se provádí žehem a ukládáním ostatků do keramických uren (popelnic). Horákovská kultura – doménou této kultury byla oblast jižní Moravy. Do této kultury patří světově velmi známé a proslavené naleziště v lokalitě Býčí skála.
14
Mladší doba železná, kterou též nazýváme laténskou, je datována do období kolem 400 let př. n. l. až po narození Ježíše Krista. V tomto období se tato kultura celkem úspěšně rozvíjela. Na území dnešní ČR již žila první velmi významná etnická skupina – Keltové. Jejich původ zřejmě pochází z indoevropské rodiny. Přišli zřejmě z oblasti východní Evropy nebo se zde vyvinuli. Na území dnešní České republiky tehdy žil kmen Bójů (odtud latinský název Bohemia – Čechy). Jeho část odešla na území dnešní Itálie. Keltové se vyznačovali stavbou tzv. oppid, což byla správní centra a i centra řemeslné výroby. Keltové tvořili kmenové svazky a snažili se o dobytí Říma.
2.2
První zmínky o výrobě železa na území ČR
První a prokazatelné zmínky o výrobě železa na území dnešní České republiky jsou již ze starší doby železné neboli halštatské. Podle nalezených a podrobně prozkoumaných důkazů, můžeme za nejstarší lokalitu ve výrobě a zpracování železa považovat jeskyni Býčí skálu v Moravském krasu na jižní Moravě. Byla zde umístěna mimo jiné i kovárna, ve které se zpracovávalo železo, ale i bronz. O těchto předpokladech svědčí mnohé předměty, které zde byly nalezeny v průběhu archeologických vykopávek. Mezi nejznámější a celosvětově proslavený patří nález bronzové sošky býčka (obr. 1), podle které byl dán jeskyni název (obr. 2). Další významný nález představuje železný prsten, který je mistrovskou ukázkou práce tehdejších kovářů.
Obr. 1 Soška býka (foto autor)
15
Obr. 2 Býčí skála (foto autor)
2.3
Keltové a výroba železa
V období mladší doby železné (laténské) dochází k největšímu rozmachu v oblasti těžby, zpracování a využívání železa. Tento rozmach je spojen s příchodem Keltů na naše území (600 až 500 let př. n. l.). Tyto kmeny přinesly na naše území znalost těžby, zpracování a následné využívání kovů. K zpracování (tavbě) využívali pece, které nazýváme podle obyvatel – keltské. Později jsou tyto používané pece nazývány i jako galořímské (viz popis pece v čl. 4.2). Tento typ pecí se již objevuje v období 200 let př. n. l. Keltové již jako první doložený státní útvar na našem území razili mince (tzv. duhovky – duhové mističky podle německého názvu Regenbogenschüsselchen ) pro potřeby obchodování. Řemeslná výroba byla soustředěna do center moci nazývaných oppida. Aniž bychom si to uvědomovali tak Keltové dali základní tvary většině dnes používaného nářadí a nástrojů. Nejvýznamnějším užitkovým kovem bylo samozřejmě železo. Tehdejší keltští řemeslníci jej dokázali vyrábět poměrně čisté bez nežádoucích nečistot a znali i některé postupy při výrobě oceli. Kovářští mistři již znali techniku kalení břitů a svařování železa a oceli. Toto tvrzení bylo potvrzeno Metalografickým výzkumem (Pleiner 1982).
2.4
Doba římská a stěhování národů
Období prvních čtyř století je ve střední Evropě nazýváno jako dobou římskou. Toto historické období je ještě rozděleno na starší dobu římskou a mladší dobu římskou. Mezníkem, který 16
odděluje tato období, jsou tzv. markomanské války (166 – 180 n. l.). V průběhu těchto válek opouští keltské etnikum území dnešní České republiky. Zároveň začaly na naše území pronikat Germánské kmeny konkrétně kmen Markomanů a Kvédů. Osídlení germánskými kmeny na území ČR vydrželo po celé období doby římské až do tzv. stěhování národů (400 – 700 n. l.). I přes odchod Keltů a jejich nahrazení nově příchozími Germány stále na území ČR zůstávaly malé skupinky původního keltského obyvatelstva. Tyto skupiny se asimilovaly do nově příchozích obyvatel – Germánů. Touto asimilací však umění Keltů ve zpracovávání železa nezaniká. Výroba železa pozvolna navazuje na Keltské hutnictví, které se předávalo dál. Železo je vyráběno v tzv. galořímských pecích, které byly provozovány kolem padesátého roku př. n. l. až do zhruba dvacátých let. V tomto období, pracovali zkušení keltští kováři pro potřeby Římské říše. Spodní část pece byla vystavěna z granitových kamenných bloků, kdy tyto bloky dosahovaly až do výšky 0,9 m. Tyto bloky měly podkovovitý půdorys. Nad těmito bloky byla vystavěna další část pece a to z malých plochých kamenů. Horní část pece byla potom vystavěna s největší pravděpodobností z jílu. Nicméně s příchodem Germánů (i když zde zůstaly malé skupiny Keltů) nastalo k dosti výraznému poklesu znalostí v oblasti výroby. Celkově poklesla úroveň kovářského řemesla a některé kovářské techniky zpracování železa upadly zcela v zapomnění (podrobněji Pleiner 1984). Celkově se snížil i nabízený sortiment vyráběných předmětů. Zároveň se zánikem Keltských středisek obchodu a řemeslnictví oppid došlo k zániku mincovnictví či velkých řemeslných dílen. Výroba se přenesla z velkých výrobních celků na jednotlivé kováře pracující na vesnicích. K systému velkých řemeslných dílen se člověk vrátil až s nástupem průmyslové revoluce a rozvojem prvních manufaktur. Dvě století po době římské přichází tzv. stěhování národů a Římská říše se začíná v důsledku své vnitrostátní krize a pod útoky barbarů rozpadat. Následující dvě století nazýváme temná století, nebo také temný věk.
2.5
Slované a výroba železa
Koncem 7. století n. l. a v průběhu století osmého dochází k velkému rozmachu slovanské kultury a zároveň i k rozmachu výroby. Velmi výrazným způsobem se zvýšila úroveň používaných řemesel obzvláště pak po technické stránce. Byly zaváděny nové prvky ve výrobě železa převzaté z Římské říše, ale také od germánských kmenů. Během 8. století byly vesměs používány vtesané zemní pece s dlouhým hrudním tunelem. Byly stavěny převážně v tzv. bateriích. Samotná tavba v takové baterii probíhala vždy přes jednu pec. V pecích kde neprobíhala tavba, byly vždy opravovány a připravovány pro další tavbu. Tímto systémem baterií pecí byla tavba prováděna takřka nepřetržitě. Výroba železa se zefektivnila a podstatně zrychlila. Byl to v podstatě takový pokus o 17
manufakturní výrobu a dělbu práce. Tento typ pecí umožňoval již i výrobu oceli a to díky dutině umístěné v zadní části pece. Tento typ pece a umění tavby železa si Slované přinesli ze své původní pravlasti. (Souchopová, Stránský 2008).
2.6
Velkomoravská říše
Pod tímto názvem je označován první státní útvar, který se rozkládal na území dnešních Čech, Moravy, Slovenska a Maďarska v letech 833 – 906/907 . Pro Velkomoravskou říši je používán také název Velká Morava nebo stát Mojmírovců. Název Velká Morava je pozdějšího data a je poprvé uváděn byzantským císařem Konstantinem VII. Porfyrogennetem v roce 950. V té době se jednalo o nejsilnější a nejmocnější státní útvar ve střední Evropě. S počínajícím 8. stoletím tedy v době formování Velkomoravské říše jsou v blízkosti nalezišť zakládány velké a po pracovní stránce dobře organizované hutě, které splňovaly potřeby rozvíjející společnosti na potřebné výrobky ze železa. V 7. století se na území Velkomoravské říše rozprostíral státní útvar, který byl nazýván Sámova říše. Tento státní útvar se rozkládal na území v povodí řeky Moravy a na jihozápadním Slovensku. Podle informací se, ale jednalo zřejmě pouze o kmenový svaz než o státní útvar. Po zániku státního útvaru tzv. Sámovy říše až do zformování nástupce Sámovy říše – Velkomoravské říše není zcela jasné, co se na území Moravy odehrávalo. Kolem roku 860 n. l. vyslal kníže Rostislav své poselstvo k papeži Mikuláši I. s žádostí o učitele, který měl prohloubit křesťanskou víru na Moravě a zajistit vzdělání místních kněží.
Kníže chtěl vytvořit samostatnou církevní instituci v čele
s arcibiskupem. Jeho žádost však byla od papeže Mikuláše I. negativní. Po neúspěšné misi u papeže Mikuláše I se kníže Rostislav obrátil s žádostí o pomoc tentokrát na východ a to k byzantskému císaři Michalovi III. Tento císař žádosti vyhověl a vyslal na Moravu misii vedenou jedním z tehdy nejvýznamnějších byzantských učenců Konstantinem a jeho bratrem Metodějem. Konstantin sestavil slovanské písmo – hlaholici a přeložil do slovanského jazyka hlavní části bible. První čistě slovanské hutnické dílny jsou na našem území datovány do 8. a počátku 9. století. V této době je charakteristické sjednocování jednotlivých Slovanských kmenových knížectví na území Moravy a jihozápadního Slovenska. Podle dochovaných nálezů z archeologických výzkumů prováděných ve střední části Moravského krasu používali hutníci Velkomoravské říše dva typy pecí. V rozvíjejícím se státě západních Slovanů nastává zcela logicky zvýšená poptávka po železe, které znamenalo hospodářský rozmach. Tato zvýšená poptávka způsobená hospodářským růstem si vynucuje postupné hledání nových surovinových zdrojů. Podle provedeného archeologického výzkumu hutnických dílen dokládá, že již tehdy byly tyto dílny schopny vyrábět na svou dobu
18
značné množství železa. Tyto jednotlivé dílny se v určitých časových obdobích rozlišují různými typy používaných pecí. Pro dílny z období 8. a 9. století n. l. se stává typické rozdělení plochy dílen (např. huť v polesí Olomoučany ve střední části Moravského krasu). Tato huť pracovala až s deseti pecemi, které byly umístěny vedle sebe na uměle vybudovaném svahu nad potokem. Vyprodukovaná struska z této tavby stejně jako ostatní odpadový materiál byl odhazován hutníky pod hranou uměle vybudovaného svahu. Na tomto místě se pak postupem času vytvořily haldy z tohoto odpadu až do výšky cca 90 cm. Podle výšky této odpadní haldy a na základě výsledků prováděných experimentálních taveb železa v areálu Františčiny huti v historických pecích pocházejících z doby Velkomoravské říše lze odhadovat, že uvedená huť vyrobila za dobu svého provozu až 2 700 kg železa. Pouze pro představu toto množství vyrobeného železa stačilo na zhotovení cca 4 000 ks mečových čepelí nebo 3 000 ks. krojidel k rádlům určeným na polní práce. (Krofta 1946). Prvním typem pece, kterou používali hutníci Velkomoravské říše je tzv. vestavěná pec s tenkou hrudí (obr. 3). Někdy je tento typ pece též nazýván Imola (podle provedeného archeologického průzkumu v maďarské hutnické lokalitě). Tento typ pece je charakteristický zapuštěním tří stran do lavice rostlé hlíny a pouze hrudní část je postavena z jílu. Na začátku tavby vykopali hutníci výklenek do lavice rostlé hlíny, který byl o něco větší než velikost pece. Výsledný tvar pece byl vymodelován do již připraveného výklenku za pomoci připraveného jílovitého materiálu. Ze stejného materiálu byla vymodelována i hrudní část s vymodelovaným otvorem pro vložení dyznové cihly. Výhoda zapuštění pece do terénu je dobrá tepelná izolace a také snadná manipulace při práci z volně přístupné čelní stěny. Ve spodní části pece byl formový otvor podkovitého tvaru, který byl při samotné tavbě uzavřen dyznovým panelem. Tímto otvorem byl za pomocí ručního měchu přiváděn do pece vzduch a zároveň vypouštěna část strusky z nístěje.
19
Obr. 3. Vestavěná pec s tenkou hrudí. (foto autor) Dalším tedy druhým typem používané pece byla tzv. nadzemní pec šachtová (obr. 4). Tato pec je nazývána podle své charakteristické nadzemní části konstrukce, kterou také nazýváme plášť pece. Soudě podle nejzachovalejších exemplářů těchto pecí lze předpokládat, že se tento plášť pece směrem ke kychtě zužoval. U těchto pecí bývala nístěj zahloubená do podloží pece. Podle jejího tvaru a hloubky ji označujeme jako miskovitou, mělkou nebo kotlovitou s některými variantami. Rozměry těchto nístějí jsou kolem 30 – 40 cm v průměru. Můžeme usuzovat podle dochovaných nálezů zbytků těchto pecí, že šachta dosahovala výšky až 70 cm. U nadzemních pecí je vždy problematické zjišťování výšky pláště pece z důvodu nedochování se žádné pece vcelku, ale pouze jejich zbytky.
20
Obr. 4. Nadzemní pec šachtová. (foto autor) Tabulka č. 1 – Tabulka pravěkých a raně středověkých období. Doba železná 750 př. n. l. – 0 n. l. halštatská
750 př.n.l. – 400 př.n.l. – horákovská a plátenická kultura
laténská
400 př.n.l. – 0 n.l. - Keltové
Doba římská
0 n. l. – 500 n. l.
starší
0 n.l. – 180 n.l. – Germáni ( Markomani, Kvádové)
mladší
180 n. l. – 375 n. l. – Germáni ( Svébové )
Stěhování národů
375 n. l. – 500 n. l. – Germáni ( Herulové, Langobardi )
Slované
500 n. l. – 1250 n. l.
předhradištní
500 n.l. – 650 n. l.
starohradištní
650 n.l. – 800 n. l. – předvelkomoravské období
středohradištní
800 n. l. – 950 n. l. – Velká Morava
mladohradištní
950 n. l. – 1200 n. l.
pozdněhradištní
1200 n. l. – 1250 n. l. – počátek velké kolonizace
21
3. Středověk a rozvoj železářství Pod pojmem středověk označujeme období jedné z velmi důležitých dějinných epoch mezi koncem starověku s velmi rozvinutou a vzdělanou společností a začátkem novověku, které se poprvé objevuje v období renesance. Tento začátek je většinou datován pádem Západořímské říše roku 472 n. l. a ukončení objevem nového světadílu Ameriky mořeplavcem Kryštofem Kolumbem 1492 Bezesporu jediným klíčovým kontinentem středověké civilizace je Evropa, která ve své podstatě nahrazuje středomoří s jeho antickými civilizacemi. Evropa se v podstatě stává středem veškerého politického, kulturního a ekonomického významu. Obzvláště důležité je území západní a střední Evropy. Nicméně, ale i odlehlejší kouty Evropy (severní a východní Evropa) mají svůj nezanedbatelný význam. Na základech zaniklé antické kultury vznikla zcela nová společnost s duchovními kořeny v křesťanství. Tato společnost se zformovala na základech antické kultury, římské státnosti, prvků barbarského původu (germánských nebo slovanských) a křesťanství. V 7. st. n. l. nadchází velmi významný kontakt křesťanské Evropy s muslimským světem, který zprostředkovává kontakt s civilizacemi z východu (Čína a Indie), ale i s antickou filozofií. Během rozvoje středověké společnosti došlo k vymezení tří důležitých okruhů, které byly ve vzájemném omezeném kontaktu. V důsledku nezávislého vývoje se zachovaly společné charakteristiky. Západní latinský do tohoto kulturního okruhu patří – románské, germánské a západoslovanské národy. Východní Řecko – ortodoxní (byzanstsko – slovanský) tento kulturní okruh zahrnuje národy jihovýchodní Evropy a Malé Asie. Arabský (islámský) v tomto kulturním okruhu jsou zahrnuty národy Předního východu, Arabského poloostrova, severní Afriky a část Pyrenejského poloostrova. Tak jako předchozí období lidské civilizace jako je např. doba kamenná, doba bronzová, doba železná tak i středověk je rozdělen do třech významných období. Raný středověk. Vrcholný nebo též rozvinutý středověk. Pozdní středověk. Raný středověk – tímto názvem je označováno období zhruba od konce 5. st. až do konce 11. st. V tomto období, se rozšiřuje křesťanství jak ve svých původních centrech, tak i v nových centrech tehdejší civilizace. Začíná se prohlubovat teritoriální majetková diferenciace a kulturní rozdíly 22
mezi jednotlivými Evropskými oblastmi. Rozpadá se do té doby tradiční rodové zřízení a zvláště pak v oblasti středomoří zaniká otrokářské zřízení jako pozůstatek antické společnosti. Nové období dává vzniknout novým státním útvarům v rámci Evropy, jako jsou raně feudální státy, které jsou velmi výrazně ovlivněny románskou kulturou (Franská říše).
Raný středověk, je
rozdělen i na další podobdobí. Předstátní období (konec 5 st. n. l. až do 2 pol. 9 st. n. l.) Raně státní období (od pol. 9 st. n. l. do konce 12 st. n. l.) Vrcholný nebo též rozvinutý středověk pod tímto názvem se skrývá období zhruba od počátku 11. st. až do začátku 14. st. Toto období již rozděluje středověkou společnost podle tříd té doby a, sice na šlechtu, duchovenstvo a rolníky. Kromě těchto tříd vzniká ještě nová společenská a velmi významná třída a, sice středověké měšťanstvo. Vliv této společenské třídy úměrně roste s růstem nových i stávajících měst, která se stávají významnými centry obchodu a řemesel a tím pádem i výrobou železa. Také v průběhu vrcholného středověku dochází k značně rozdílnému rozvoji výroby železa v různých částech Evropy. Kolem poloviny 13. století přichází velmi významná změna ve výrobě železa tím, že ve stále větší míře začíná člověk využívat k pohonu měchů na dmýchání vzduchu do pecí a pohonu hamerských kladiv vodního kola. Tím, čím byl v průmyslové revoluci parní stroj, tím bylo vodní kolo v době středověku. Je proto celkem logické, že se výroba železa a jeho zpracování začíná stahovat k vydatným vodním zdrojům. Touto úpravou mohlo dojít k postupnému zvětšení pracovního prostoru pece, která byla nyní postavená již nad úrovní terénu. Začíná dělení práce na jednotlivé profese (dýmač, šmelcíř, kovář, havíř, uhlíř) v rámci zefektivnění výroby a následného zpracování železa. Železárny se posléze v průběhu poloviny 14 století mění pozvolna na manufaktury, které jsou schopny vyrobit větší množství železa. Pozdní středověk je název pro období od 14. st. (1493), až do 15. st.. V tomto přechodném období se prohlubuje krize společnosti a odstraňuje tehdejší vazby na izolující Evropskou společnost od tehdejšího známého okolního světa. Jihovýchod Evropy ohrožuje vojenská rozpínavost Osmanské říše (Turecka). Vlivem této rozpínavostí dochází k rozpadu a zániku Byzantské říše a dalších slovanských států v oblasti balkánského poloostrova. Neustálému tlaku a hrozbě Osmanské říše čelilo nejen Maďarsko, ale i řada dalších států střední Evropy (Rakousko, Polsko). Zatímco státy východní Evropy, čelí islámu státy západní Evropy, začínají uskutečňovat první významné zámořské objevy. V těchto objevech vede Portugalsko a Španělsko. Později se k těmto státům přidávají i Holandsko a Anglie. Začíná sílit vliv nové třídy a, sice měšťanstva, které začíná velmi 23
úspěšně konkurovat šlechtě mimo jiné v oblasti ekonomické a tím pádem i vlivem na společnost (vznik titulu erbovního měšťana). V konečném důsledku, měly všechny tyto změny vliv na úpadek středověké feudální společnosti. Vynálezem palných zbraní a jejich masovým rozšířením upadá vliv rytířů – těžkooděnců – dosavadní rozhodující prvek válečných tažení. Svůj velký podíl na těchto změnách má i rozšíření a kvalitnější zpracování železa.
3.1
Výroba a zpracování železa ve středověku
Použité výrobní postupy zpracování železa se v období středověku nijak podstatně nelišily od výroby v období starověku. Stále to byla výroba přímá v nadzemních pecích s využitím jednoduchých strojů (hamry) na další zpracování. Docházelo k nasazování čím dál většího počtu strojů na pokrytí stále se zvětšující poptávky po železe. Tato spotřeba je přímo úměrná s postupným vzestupem středověké společnosti. Jsou zakládána nová města a k významnému pokroku dochází i v oblasti zemědělské výroby, která je nutná vzhledem k rostoucímu počtu obyvatel. Rychle se rozvíjející řemesla se začínají specializovat a tím pádem je potřeba se v rychle rozvíjejících hutích zvýšený počet specializovaných dělníků jako byli havíři, uhlíři dýmači, šmelcíři, hamerníci, podlévači a vozkové. Na pomocné práce byli využívání zejména poddaní, u kterých šlechta využívala robotní povinnost. Vedení hutě bylo svěřeno šafáři nebo jeho zástupci což byl hutní písař. Tato dělba práce je již dostatečným důkazem, že se huť již stává manufakturou se všemi prvky pozdějších průmyslových podniků, kde kromě výroby je kladen důraz i na administrativní část. Tím pádem bylo možné i plynule zvyšovat výrobu a uspokojovat potřeby společnosti vyžadující stále větší množství železa. V rámci nových společensko – ekonomických změn tehdejší Evropy ke kterým dochází v průběhu 12. a 13. století, kdy jsou osidlována území do té doby pustá je potřeba stále většího množství výrobků ze železa na kolonizaci těchto nových oblastí. V důsledku potřeby zásobování hutí značným množstvím železné rudy je nutné zajistit i její těžbu v požadovaném množství, které bude pokrývat spotřebu hutí. Z těchto důvodů byly voleny lokality pro výstavbu nových hutí s dostatečným ložiskem železné rudy a hlavně s dostatečným množstvím paliva d těchto hutí což bylo dřevěné uhlí. O samotné těžbě železné rudy a o její přípravě na samotnou tavbu v pecích toho moc nevíme. Lze pouze podle doložených dokumentů usuzovat, že se k těžbě používalo tehdy běžně používaných jednoduchých metod a nástrojů. Mezi nejběžněji používané jednoduché nástroje tehdy patřily lopaty, špičáky, kladiva nebo želízka určená k páčení rudy. Důlní šachty byly většinou mělké a nedosahovaly větších hloubek. Těžba, většinou sledovala žílu železné rudy, a
24
pokud to, nebylo nezbytně nutné, tak se havíři při těžbě neodchylovali od směru žíly. Jak jsem již uvedl, nejvýznamnější změna ve výrobě železa ve středověku spočívala, v nutnosti zvýšit jeho produkci což s dosavadními výrobními postupy nebylo zcela možné. Proto člověk začal využívat jednoduchých strojů a bylo potřeba zavést i nové výrobní postupy. Malé šachtové redukční pece doposud využívané k výrobě železa již nemohly pokrýt zvýšenou poptávku, proto muselo zcela zákonitě dojít k rapidnímu zvětšení tavících pecí. Další změnou k zvýšení výroby bylo zvětšení tavících měchů a tím pádem i vytavení většího množství železa. Tyto větší pece již byly schopny vytavit tzv. železnou houbu (plik), až o hmotnosti 250 kg. Vzhledem k této hmotnosti bylo nutné tuto houbu ještě dále rozdělit pro snadnější manipulaci při dalším mechanickém zpracování vytavených kusů železa. Samotná tavba v takové peci trvala mezi 8 – 12 hodinami. Množství takto vytaveného železa bylo zpracováváno mechanickým bucharem, který se i v našich zemích nazýval Hamr. K pohonu těchto jednoduchých strojů byla využívána hnací síla vody. Taktéž se podstatně změnil vzhled a umístění středověkých železáren právě v důsledku využívání vodního pohonu. Tyto železárny se logicky přemisťovaly za zdrojem vodní energie (řeky, potoky atd.). Tyto železárny bylo nutné kromě vodního zdroje umístit ještě do blízkosti naleziště železné rudy a paliva do pecí což představovalo dřevo, přeměňované v milířích na dřevěné uhlí. … „ Milíř jest podle určitých pravidel za účelem pálení dřevěného uhlí narovnaná hromada dříví, obyč. sortimentů palivních, opatřená těsnící pokrývkou k částečnému zamezení přístupu vzduchu „ (Konšel 1935). Toto palivo vydrželo při tavbě v hutích až do začátku průmyslové revoluce, kdy bylo nahrazeno uhlím kamenným a později koksem. Výrobní postup železa se vcelku nezměnil. Z železné hroudy docházelo k uvolňování strusky ve výhni a pro získání více kusů byla hrouda kováním pod hamerským kladivem svařena již v homogenní polotovar, určený k dalšímu zpracování. Mezi nejčastější polotovary patřily tzv. šíny či ploché tyče. Tabulka č. 2 - Průměrné hodnoty výhřevnosti paliv. palivo
Výhřevnost (MJ/kg)
dřevo (absolutně suché)
18,8
hnědé uhlí
7,9
kamenné uhlí
29,3
dřevěné uhlí
29,5
ropa
42,2
zemní plyn
40,7
25
3.2
Využití prvních strojů při výrobě a zpracování železa
Z nutnosti zvýšení výroby železa v důsledku prudkého rozvoje středověké společnosti nutně, jak jsem již popsal, dochází k velmi výraznému využití strojů. Některé používané stroje bylo nutné zvětšit a zdokonalit tak aby byly schopné pojmout větší objemy při výrobě železa. Malé šachtové pece již nestačily na zvýšený objem výroby, a proto bylo nutné přistoupit k výraznému zvětšení pecí a měchů na dmýchání do pecí. Velmi významné bylo využití vodního kola a to nejen při výrobě železa. Vodní síla je považována za „ motor „ středověku. Hamr, měchy na dmýchání do pecí či mlýn na vytěženou železnou rudu to vše bylo poháněno již zmíněným vodním kolem. Zpočátku byla vodní kola stavěná pouze na spodní vodu, což bylo sice jednodušší, ale mnohem méně účinné a ekonomické. Po těchto zkušenostech se začalo později využívat tzv. horní vody přiváděné na vodní kolo pomocí náhonu z vodního zdroje. Toto řešení bylo sice náročnější, ale zase mnohem výhodnější, účinnější a ekonomičtější. Tento systém bylo možné vybudovat i na mnohem méně účinnějších vodních zdrojích. Princip hamerského kladiva se do našich zemí, ale i celé Evropy rozšířil zřejmě z Francie druhé poloviny 12. stol. Pozdější přenesení názvu Hamr na celou huť svědčí o významu této novinky.
4. Novověk Pod pojmem novověk je označováno období, které logicky následovalo po pozdním středověku. Počátek novověku je určován rokem 1492, kdy mořeplavec Kryštof Kolumbus ve službách portugalského krále objevil nový do té doby neznámý světadíl - Ameriku. S počátkem novověku se uvádějí i jiná data ve spojení s jinými důležitými událostmi zejména v Evropě. Mezi jedno takové datum je považováno konec války růží v Anglii roku 1485, nebo dobytí Konstantinopole Turky roku 1517, či zveřejnění 95 tezí Martinem Lutherem. V období novověku nastává spousta převratných změn v celosvětovém měřítku – tedy nejen v oblasti kontinentální Evropy. Nastává přerod od středověké feudální společnosti, která byla založena převážně na zemědělské výrobě ke společnosti kapitalistické s modely ekonomickými. Tato změna byla nejvýraznější v Nizozemí či Anglii. Zároveň dochází v období novověku k přesunu ekonomického potenciálu od do té doby jediného vlastníka finančních prostředků -šlechty na nově vznikající třídu a to bohaté měšťanstvo. Začíná se rozvíjet osobní svoboda a svoboda společnosti. Další výrazný posun se začíná uplatňovat i v oblasti ekonomické kdy jsou na základě technologického pokroku uplatňovány poznatky z oblasti vědy jak v oblasti výroby, tak i ve veřejném životě. Začíná postupný rozvoj nové kapitalistické společnosti, která nahrazuje již přežitou společnost feudální. Feudální zřízení je v mnoha státech nahrazeno absolutistickým 26
(národním) státním aparátem s rozvinutým potřebným byrokratickým zřízením. Evropské státy začínají budovat své koloniální říše, které se později stanou velkým svárem a zavdají ke vzniku světového konfliktu. Tak jako předchozí období vývoje lidstva tak i období novověku rozdělujeme na dvě etapy a to na raný novověk a vrcholný novověk. Raný novověk – je to věk renesance a humanismu. Dochází k velmi významným reformám církve jak katolické tak i protestantské. Vyvrcholením střetu mezi těmito dvěma nesmiřitelnými tábory je tzv. třicetiletá válka. Ekonomicky silné měšťanstvo podporuje rozvoj kapitalistické společnosti. Během poloviny 16. stol. v oblasti výroby železa nastává významný rozvoj v důsledku zavedení nového typu pece tzv. dýmačky. Jako dýmačka je označována kusová pec v německém prostředí ji známe pod názvem Blaseofen, Blaaofen, Blauofen. Tento typ pece postupně nahradil doposud používající pece šachtové. Princip nové pece spočíval v tom, že do bývalé šachtovité pece se pomocí velkých měchů vháněl vzduch přímo do pracovního prostoru. Tyto pece byly opět vyšší a dosahovaly výšky od 2,5 až do 5,5 m. Základní tvar těchto pecí byl zkosený čtyřhranný jehlan či kužel. Spodní část těchto pecí byla vyrobena opět z hlíny a její název byl hruď nebo prsa pece. Vzduch byl do pece vháněn ze zadní části proti hrudi pece. Tato hruď pece se dala snadno vylomit a vzniklým otvorem bylo možné vytáhnout vytavenou železnou houbu. Z tohoto postupu vyplývá, že vnitřek této pece musel být velmi dobře vymazán směsí hlíny a mouru. Tato směs se nazývala Hertova hlína. Je logické, že takováto huť musela být umístěná u vydatného zdroje vysoce kvalitní hlíny. Do této pece se vsypávala železná ruda a dřevěné uhlí pecním otvorem, nad kterým byl umístěný komín na odvod spalin vzniklých při tavbě železa. Tyto pece byly stále vytápěny dřevěným uhlím. Hutníci vypouštěli tekutou strusku otvorem, který byl umístěný v pecní hrudi a posléze utěsněn hliněnou zátkou. Výsledkem úspěšné tavby byla železná houba plik o hmotnosti až 250 kg. Tato železná houba se vylamovala ze spodní části pece po tavbě, která trvala cca 8 – 12 hodin. Na výrobu takovéto železné houby se spotřebovalo 720 kg dřevěného uhlí. Přibližně stejné množství uhlí bylo spotřebováno při dalším zpracování železa, jako bylo odstranění strusky a jeho zkujnění. Železná houba musela být rozdělena na menší kousky pro další zpracování. V tomto typu pecí stále ještě nebylo možné dosáhnout takové teploty, aby mohlo vzniknout surové železo tzv. nepřímá výroba železa. Tyto pece většinou vznikaly na místech bývalých starých hamrů. V těchto případech byla využívána zařízení hamrů, především hamerských bucharů a příznivých přírodních podmínek. V oblasti Českomoravské vrchoviny konkrétně v oblasti okolo Žďáru nad Sázavou se roku 1575 setkáváme s pojmem dýmání železa a tím pádem i s novým typem pece na výrobu železa tzv. dýmačky. Bratři Jiřík a Štěpán, kteří se stávají novými majiteli Sázavského hamru, se dohodli na společné využití hamru s tím, že budou po týdnu střídavě kovati (zpracovávat železo) a dýmati (vyrábět železo). 27
Vrcholný novověk – v tomto období, které je nazýváno, jako Vrcholný novověk dochází k rozšíření průmyslové revoluce zvláště pak v průmyslově vyspělých zemích, jako je Anglie či Francie. Začínají velké změny na poli politickém ve společnosti. K těmto změnám dochází na základě velkých revolucí ve Francii, Anglii a USA. Na základě rychle probíhající industrializace je vytvářen komunikační prostor mezi tehdy nejrozvinutějšími kontinenty – Evropou a Severní Amerikou. S pomocí nových vynálezů, které daly možnost vzniku prostředků, jako jsou parní lodě, telegraf, telefon a v neposlední řadě dalšího moderního dopravního prostředku – železnici. Během 19. století jsou na základě tří základních procesů vytvářeny moderní národy a státy. Tímto moderním vytvářením se začíná formovat i demokratická společnost tak jak ji v podstatě známe dnes. Tyto nové společenské poměry již začínají rýsovat i nové sociální vztahy a jevy jako je chudoba a nezaměstnanost. Bouřlivý nástup tzv. průmyslové revoluce začíná využívat v masivním měřítku nových výrobních postupů a nových materiálů. Je nutné sblížení vědy s využitím jejích poznatků při výrobě nových materiálů a moderní techniky v podobě nutného výrobního prostředku s uváděním nových vědeckých poznatků do praxe. Starší dřevouhelné pece na výrobu železa postupně ustupují modernějším a ekonomičtějším pecím vyhřívaných uhlím či mnohem výhřevnějším koksem.
4.1
Průmyslová revoluce
Na začátku 19. stol. bylo hospodářství většina evropských zemí založené na zemědělské výrobě. Tento stav se však v průběhu necelých sta let podstatně změnil. Evropa se změnila v moderní industriální společnost. Pojem průmyslová revoluce se zrodil v „kolébce revolucí“, a sice ve Francii. S tímto názvem přišel francouzský revolucionář Louis Augusta Blanqui. Ten přirovnal změny v britském hospodářství a později i v celé Evropě k poměrům v revoluční Francii po pádu pevnosti Bastila. Pokrok v oblasti vědy a techniky v 18. stol. způsobil masový nástup strojové velkovýroby, která nahradila do té doby převažující, ale málo efektivní ruční řemeslné výroby. Všechny tyto změny znamenaly výrazný posun v tehdejší společnosti jak na poli hospodářském tak i na poli sociálním. Nově vyráběné zboží již nebylo na objednávku určené pro konkrétního zákazníka, ale bylo vyráběno ve velkých sériích určených pro širokou anonymní skupinu zákazníků. Úspěch výrobce na tomto trhu byl již závislý na jeho odvaze a ochotě riskovat a snaze neustále inovovat svůj produkt. Tímto způsobem došlo během 19. století k vzniku tržního hospodářství, které jak se ukázalo časem, je stále tím nejefektivnějším hospodářským zřízením. Mimo nové způsoby organizace výroby se v průběhu průmyslové revoluce změnil životní styl Evropanů. Tento nový životní styl a hospodářské změny přinesly další negativní prvky, a sice změny v krajině, v níž lidé žili.
28
Nejvýraznější změna nastala v počátcích v tehdejší nejvyspělejší zemi světa Anglii. Anglie je uváděna jako tehdejší kolébka průmyslové revoluce a dílna Evropy. Tato revoluce nastala v Anglii zhruba v poslední třetině 18. stol. Na půdu kontinentální Evropy dorazila průmyslová revoluce se zpožděním v důsledku napoleonských válek. Jen pro srovnání roku 1815 měla Británie zhruba 20 % podíl na světovém obchodu a 50 % zboží zpracovatelského obchodu. Británie byla nucena se v důsledku napoleonských válek a následné blokádě přeorientovat na těžbu černého uhlí, protože na rozdíl od Francie neměla tolik potřebné dřevo na výrobu dřevěného uhlí používaného jako palivo v pecích. V pozdějším období se ukázala tato nucená orientace jako velmi výhodná a moderní. Tím získala Anglie velký náskok v oblasti moderního průmyslového zpracování železa. Podle dochovaných záznamů se v období mezi roky 1750 – 1800 n. l. těžba uhlí zdvojnásobila, což svědčí o výrazném vzestupu průmyslové výroby. S využitím parního stroje na pohánění vodních pump bylo možné těžit uhlí z mnohem větších hloubek a mnohem vydatnějších zdrojů. Výroba železa byla zvýšená o 200 % v důsledku válečné poptávky. Při samotné tavbě železa již bylo využito nových metod zpracování tzv. pudlování a válcování. V polovině 19. století byla již všechna důležitá odvětví Britského průmyslu plně mechanizovaná. Na počátku 18. stol. byly v Anglii splněny všechny příznivé předpoklady pro rozvoj moderního průmyslu – dostatek pracovních sil, volný finanční kapitál, rozvoj techniky, rozsáhlé trhy a dostatek nerostných surovin. V Anglii se na rozdíl od zbytku Evropy do těchto průmyslových změn velmi výrazným způsobem zapojila i aristokracie. Takto získaný kapitál byl úspěšně investován do rozvoje nových továren, vodních kanálů a železnice, bez které není možný další průmyslový rozvoj. V Anglii (a nejen v Anglii) se začal ve velkém měřítku využívat výsledků vědeckého a technického pokroku, který byl postupně zaváděn do výrobní praxe. S tímto postupem byla Anglie celkem logicky na prvním místě v moderních technologiích v rámci Evropy. Na konci 18. století se začal zejména v Anglických textilkách ve větším měřítku uplatňovat nový zdokonalený perní stroj vynálezce a technika Jamese Watta (1736 – 1819). Provoz, jeho zdokonaleného parního stroje byl levnější, výkonnější a pracoval rovnoměrněji. Další nespornou výhodou, která se ukázala, jako klíčová pro tento typ parního stroje byla jeho univerzálnost. V praxi to znamenalo, že se dal využít jak v textilních továrnách, tak i ve strojírenství. Výhoda parních strojů, které postupně vytlačili vodní pohon, byla právě v nezávislosti na vodních tocích a tím pádem bylo možné takovou továrnu postavit takřka všude. Setkáváme se s pojmem století páry. Tímto pojmem je někdy v technické literatuře nazýváno 19. století. S rozvojem nových strojů nebyla práce v továrnách už tak náročná jek po fyzické stránce tak i po stránce odborné. Pro bylo naprosto běžné, že docházelo k takovým jevům, jako je zaměstnávání dětí a žen za velmi tvrdých pracovních podmínek. Bylo celkem logické, že dětem a ženám, kteří odvedli stejnou práci jako 29
muži, nemusel zaměstnavatel zaplatit tak vysokou mzdu a tím si zvýšil zisky. Toto je typický úkaz tzv. raného kapitalizmu. Anglie si jako světová velmoc tento svůj technický náskok bedlivě střežila a pod pohrůžkou přísných trestů i vězení bránila v odchodu ze země kvalifikovaným dělníkům a vynálezcům. Zároveň bylo zabráněno i vývozům jakékoliv moderní techniky aby nedošlo k jejímu okopírování v zahraničí mimo britské ostrovy. I přes tato všechna přísná opatření se nepodařilo zabránit v průběhu 19. století rozšíření průmyslové revoluce do ostatních země Evropy a Severní Ameriky. Zhruba v průběhu 20. Let 19. století nastal bouřlivý rozvoj výroby v továrnách v Belgii. Po Belgii následovala Francie a ve 40. letech 19. století následoval tento prudký rozvoj i na oblast Pruska a dalších středoevropských států, včetně tehdejšího Rakousko–Uherska, jehož součástí byly i České země. Oblasti východní a jihovýchodní Evropy byly v této etapě průmyslového vývoje značně opožděny. S rozvojem průmyslové výroby a výstavby nových továren celkem logicky došlo také k značnému nárůstu počtu používaných parních strojů. S tímto nárůstem bylo potřeba i stále větší množství kamenného uhlí k pohonu těchto strojů. Proto s bouřlivým rozvojem továren jde ruku v ruce i bouřlivý rozvoj objemu těžby této suroviny. Jen ve Velké Británii se zvedla těžba černého uhlí v rozmezí let 1790 – 1840 n. l. zvedla čtyřnásobně a výroba železa ve stejném období dokonce vzrostla na dvacetinásobek. V tomto období se měřila, vyspělost daného státu textilním průmyslem později se však tato vyspělost začala měřit množstvím vytěženého uhlí, které bylo potřeba k pohonu továren. Touto potřebou došlo k vzniku několika významných průmyslových center v Evropě (Porúří, Slezsko, okolí Paříže atd.). Po mnoha staletí používané dřevěné uhlí k tavbě železa v oblasti hutnictví nahradil mnohem výhřevnější a tím pádem i mnohem vhodnější pro nepřímou výrobu železa koks. Díky novým typům vysokých pecí bylo možné železo vyrábět v mnohem větším množství a mnohem větší kvalitě než u starších typů pecí. Velký zájem začal být o litinu, která se hodila jak k výrobě strojů tak i výrobě zbraní. V roce 1779 byl postaven první litinový most na světě vedoucí přes řeku Severn u Coalbrookdalu. V důsledku nového vynálezu zkujňování surového železa tzv. bessemerování (probublávání kyslíku surovým železem) a jeho zavedení do praxe Angličanem Henry Bessemerem v polovině 50. let
došlo k úspoře energie až o třetinu proti doposud
používané metodě tzv. pudlování. (Morgan 1998) Technologie tohoto způsobu spočívala v reakci uhlíku s kyslíkem, který byl obsažen v dodávaném železe. Na tuto úpravu besemerováním bylo nejvhodnější železo s malým obsahem fosforu.
30
4.2
Průmyslová revoluce v Českých zemích (Rakousko – Uhersko)
I když by tomu zřejmě málokdo uvěřil, České země byly v období 9 – 17. stol. průmyslovou velmocí. Tento stav se podařilo udržet i v období státního útvaru, jehož byly České země součástí Rakouska – Uherska. Trh tohoto státu s 50 milióny obyvatel byl pro průmysl v Českých zemích více než dostačující a z hlediska odbytu i velmi zajímavý. Sice tento trh na odbyt zboží nebyl na požadované výrobky náročný a vyžadoval po domácí výrobě spíše jednodušší stroje pro zavedený průmysl textilní a potravinářský. Dnešní území České republiky patřilo do rakouské poloviny státu a to do tzv. Předlitavska. Tato část Rakouské monarchie patřila bezesporu k nejprůmyslovější části oproti zaostalému a zemědělskému Uhersku. Na území tehdejšího Uherska patřila i dnešní Slovenská republika (bývalá část Československa) a proto zde byl velmi odlišný vývoj průmyslu než v Českých zemích. Na Rakouské straně (Předlitavsku) bylo i více kapitálu, který bylo možné investovat do dalšího průmyslového rozvoje, výhodnější poloha a také přístup k moři. Mezi další kladné stránky patřilo i těsné sousedství s vyspělými Německými městy a tím i s novým odbytem výrobků či naopak s možností získávání zkušeností s moderními technologiemi. Odlišný vývoj v části severních a jižních Čech mělo za následek vliv Vídně. Vlivem levnější pracovní síly a dostatečného zdroje surovin v severních Čechách došlo k lokalizaci hlavně těžkého průmyslu v těchto částech Rakouské říše. Průmysl se v Českých zemích rozvíjel docela rychle a bez větších komplikací. Souběžně s tímto růstem narůstal i rozvoj dopravy a samozřejmě i zemědělství. Český a Německý měšťanský kapitál udával hlavní směr tohoto kapitalistického průmyslu a tento kapitál postupně převážil nad kapitálem šlechty, která udávala počáteční tón v oblasti industrializace. Během 18. století, nehrálo železářství ve složení průmyslu v Českých zemích na území Rakousko – Uherské monarchie velkou roli. Vzhledem k značné spotřebě dřeva na výrobu dřevěného uhlí určeného na vytápění pecí bylo toto odvětví v podstatě doménou vlastníků lesů tedy feudálních velkostatků. Tyto velkostatky taktéž disponovaly potřebným kapitálem nezbytným na financování těchto podniků. V podstatě se jednalo o tehdejší významné šlechtické rody, jako byli Wrbnové, Fürstenbergové, Šternberkové, Lichtenštejnové či Salmové. Podnikání v oblasti výroby železa ovšem nebylo zdaleka jen doménou tzv. světské moci. Velmi významně se do tohoto podnikání zapojila i pražská kapitula či olomoucké biskupství. Měšťané začali s podnikáním v této oblasti mnohem později a většinou jako nájemci či majitelé menších podniků. V Českých zemích patřila mezi nejvýznamnější železářskou oblast Brdsko a Českomoravské pomezí. Na území Moravské země to bylo zase především Jesenicko, Adamov a Blansko. Během začátku 20. století nastal významný obrat ve vývoji domácího průmyslu 31
a České země dokázaly se zhruba 40 % obyvatel, kteří pracovali v průmyslu překonat v rámci industrializace většinu okolních a podobných států. Pouze takové státy jako je Belgie, Anglie, Švýcarsko, část severní Francie a část německých zemí nedokázaly České země překonat. Jako důsledek zavádění výkonnějších a nových parních strojů do výroby v rámci Rakouska – Uherska se velmi pozitivně projevila pro Český průmysl jeho surovinová základna s dostatečnými zásobami kvalitního kamenného uhlí. Mezi významné události v rámci Rakousko – Uherské monarchie patřilo založení Vítkovických železáren na severní Moravě v roce 1828. Tyto železárny se staly stěžejním průmyslovým podnikem nejen v rámci Rakousko – Uherské monarchie, ale i nástupnického státu po rozpadu a to Československé republiky. Zakladatelem tohoto velmi významného podniku se stal kardinál a arcibiskup Olomoucký arcivévoda Rudolf Jan (8. 1. 188 – 24. 7. 1831). K dalším významným podnikům v oblasti metalurgie v rámci Rakouské monarchie patří Třinecké železárny. Jejich založení se datuje do roku 1836 úředníky Těšínské komory. Již tři roky po založení tedy v roce 1839 proběhlo slavnostní zapálení první vysoké, tehdy ještě dřevouhelné pece v Třinci. Jednalo se o velmi významný průmyslový objekt celosvětového významu. Pouze tyto uvedené podniky nebyly jedinými hutními komplexy na území bývalé Rakouské monarchie, ale rád bych jim ve své práci věnoval zvláštní pozornost vzhledem k jejich významu i pro pozdější Československou a dnešní Českou republiku.
4.3
Základy rozvinutého průmyslu v ČR
Po rozpadu Rakouského císařství v roce 1918 v důsledku událostí první světové války vzniklo hned několik nástupnických států nejen ve střední Evropě, ale i na Balkánském poloostrově. Mezi tyto nové nástupnické státy patřila i Československá republika (28. 10. 1918). Velkou výhodou této mladé republiky ve střední Evropě bylo umístění většiny průmyslově vyspělých podniků na jejím území. Na území této nově vzniklé republiky se ocitlo téměř 70 % průmyslu bývalého Rakousko – Uherska. Ve výrobě železa to bylo 49 %. Tímto se podařilo zařadit mladé Československé republice na přední místa mezi průmyslovými státy Evropy, ale i ve světě. Rozpadem Rakousko – Uherska se sice snížil významnou měrou počet obyvatel a tím se i zmenšil počet potenciálních zákazníků tolik potřebných pro odbyt výrobků ze železa. Kromě snížení počtu potenciálních zákazníků se však snížil i počet pracovních sil. Později se ukázalo, že to v případě Československé republiky nebyl až takový problém, který by významnou měrou ovlivnil další průmyslový vývoj. Podle přiložených grafů o množství vyrobených objemů vyrobeného železa a oceli je velmi patrný propad výroby v období po první světové válce, kdy již nebylo potřeba takové
32
množství železa určeného pro válečné účely. Teprve v průběhu dvacátých let nastává vzestup neboli hospodářské konjunktuře. Toto období konjunktury kopíruje i mezinárodní obchod. V období po roce 1929 se v Československé republice výrazně zvedla průmyslová výroba a tento vzestupný trend dokonce překonal předválečnou úroveň (první světová válka) o zhruba 1/5. Důsledky celosvětové hospodářské krize se nevyhnuly ani mladé republice. Pro její hospodářství znamenala hospodářská krize znatelný propad, ze kterého se začalo hospodářství Československa vzpamatovávat až teprve ke konci třicátých let 20. století. Tato celosvětová krize kapitalistické soustavy těžce zasáhla průmysl nově vzniklého státu, jehož hospodářství bylo založeno zejména na lehkém průmyslu. Podle statistik dosahovala úroveň průmyslové výroby v roce 1933 jen asi 60 % oproti roku 1929. Dalším důkazem o hlubokém propadu národního hospodářství je statistický údaj o provozu vysokých pecí, kdy z 20 vysokých pecí na území ČSR bylo v provozu v roce 1933 pouze 5 vysokých pecí. Zároveň se v důsledku nepříznivého vývoje ekonomiky výrazně zvýšil počet nezaměstnaných osob až na rekordní počet 900 000. Zlepšení ekonomické situace nastalo teprve mezi roky 1934 – 1935. V tomto období nastalo oživení ekonomiky a to nejen v ČSR. I přes začínající oživení ekonomiky zůstávalo ještě v roce 1935 bez práce téměř 600 000 lidí v produktivním věku. Paradoxně ekonomickou konjunkturu Československého průmyslu podpořila mimo jiné i reálná hrozba válečného konfliktu s fašistickým Německem. Na konci třicátých let byly vládou ČSR vydávány nemalé finanční částky na zbrojení. Tyto částky pokryly zakázky zadané domácím podnikům a tyto podniky zase mohly zaměstnat větší počet nezaměstnaných občanů. Není jistě bez zajímavosti, že podle statistik již v roce 1939 představoval těžký průmysl v ČSR již 50 % výroby oproti roku 1933, kdy to bylo, pouze 42 %. Úspěšně se rozvíjí níže popsané podniky, jako jsou Vítkovické a Třinecké železárny. Zdaleka se však nejednalo pouze o tyto dva velké podniky. Pozdější okupace a pokus o likvidaci Československé republiky fašistickým Německem stejně tak jako následky válečného konfliktu (1939 – 1945) měly na stav národního hospodářství velmi tragické následky. V období druhé světové války byl veškerý průmysl podřízen válečnému úsilí zejména pak moderní těžký průmysl. Podle statistik byla na konci válečného konfliktu v roce 1945 úroveň výroby zhruba na 50 % předválečné produkce. Po válce byla velice významným způsobem narušená dopravní infrastruktura a i tolik potřebné surovinové zdroje byly v důsledku nuceného válečného hospodářství značně vyčerpány. Porážka fašistického Německa a následné ovládnutí prostoru střední Evropy dalším diktátorským režimem v podání Sovětského svazu nastaly velmi výrazné změny i v hospodářství Československa. Na popud Sovětského svazu odmítla Československá republika tzv. Marsallův plán (plán USA na obnovení válkou zničené Evropy nazvaný podle 33
amerického prezidenta Marsalla). Jako protiváha států tzv. východního bloku pod taktovkou Sovětského svazu byla zřízená ekonomická organizace Rada vzájemné hospodářské pomoci (RVHP). V roce 1946 došlo k znárodnění klíčových průmyslových podniků, dopravy a bank. Vládou Československé republiky byl přijat dvouletý plán na obnovu válkou zničeného průmyslu a infrastruktury. V rámci tohoto dvouletého plánu byla překročena předválečná úroveň výroby. Během tohoto období bylo zahájeno také zprůmyslnění Slovenska, které bylo až doposud zemědělsky orientované. Po únorových událostech z roku 1948 bylo v ČR plánované hospodářství, které neumožňuje potřebný rozvoj hospodářství tak jak je tomu v případě tržního hospodářství. Po vzoru Sovětského svazu byla zahájena masivní výstavba těžkého průmyslu a s tím i podstatné rozšíření hutního a strojírenského průmyslu. Tento vývoj se ukázal jako špatný vzhledem k nedostatku potřebných surovin a velikosti ČR. Již v roce 1953 podle statistik byla oproti roku 1948 výroba zdvojnásobena a v roce 1955, byla tato výroba již větší o 150 % než v roce 1937. Zhruba v polovině šedesátých let 20. století nastalo snížení hrubého domácího produktu a v roce 1968 i k politické krizi Evropských i celosvětových rozměrů (obsazení Československa vojsky Varšavské smlouvy). V tomto období patří mezi výrazné úspěchy podstatné zvýšení průmyslové výroby na Slovensku, kdy v roce 1970 pracovalo v průmyslové výrobě již 31 % obyvatel. Závěrem osmdesátých let 20. století již začal průmysl Československé socialistické republiky citelně pociťovat nedostatek elektrické energie, proto bylo rozhodnuto vedením státu o výstavbě jaderných elektráren k pokrytí této vzrůstající tendenci. V roce 1985 začalo postupné uvolňování politických poměrů ve východním bloku. Sovětský svaz začal uvolňovat své vedoucí postavení a pod názvem perestrojka byla zahájená přestavba ekonomik vazalských států. Nicméně došlo k velmi významným společenským změnám, které např. v Československu vyvrcholily tzv. Sametovou revolucí. Touto revolucí byl nastolen nový politický systém demokracie a s tím i obnovení tržního mechanizmu a to nejen v Československu, ale v celé střední Evropě.
34
2000 1500 1000 500 0 1913
1919
1929
1933
1937
Graf č. 1 - Výroba surového železa v Československu v tisících tun.
2500 2000 1500 1000 500 0 1913
1919
1929
1933
1937
Graf č. 2 - Výroba oceli v Československu v tisících tun.
5. Moderní dějiny Za období moderních dějin je považováno období, které bylo započato roku 1789 s vypuknutím tzv. Velké francouzské revoluce ve Francii. Tato velmi významná událost celosvětového významu ovlivnila světové dějiny prakticky až do dnešní doby. Ve většině Evropského kontinentu byli svrženi vládcové v podání šlechty a feudálů a nastolena vláda lidu. Došlo k nastolení vlády lidu na základních právech občanů na rovnosti. Zrodila se republika s vládními institucemi v takové podobě, jak je známe dodnes. Na základě této velké revoluce vzešel významný státní útvar, který utvářel evropské dějiny, a to Francouzská republika pod vedením císaře Napoleona. Tento státní útvar postupně ovládl většinu tehdejšího světového obchodu a postupně utvořil základní rysy Evropy tak, jak je známe v podstatě dodnes. Už v tehdejší době plánoval císař Napoleon vznik dnešní Evropské unie, která vznikla až o několik století později. Nastolením průmyslové revoluce a prudký rozmach manufaktur pracujících pro potřeby válečného úsilí v období tzv. napoleonských válek došlo k sjednocení Německa roztříštěného na řadu
35
menších států. Tím došlo ke vzniku dalšího velmi významného průmyslového státního útvaru. Tento stát zaznamenal nebývale prudký průmyslový růst a velmi ovlivnil dění ve střední Evropě a zároveň i v celosvětovém měřítku. Prudký průmyslový vzestup Německa měl i své stinné stránky a to rozpoutání dvou celosvětových konfliktů v období dvacátého století. Německá buržoazie využila své výsadní postavení v oblasti průmyslové výroby nad okolními státy a díky této své převaze dokázala překonat své odvěké soupeře na Evropském kontinentu. V obou dvou případech těchto strašných konfliktů se, ale ukázalo, jak může být sebelepší průmyslová převaha zastavena bez potřebných surovin pro výrobu zboží v tomto případě železa a oceli. Válečný konflikt, ale i paradoxně napomáhal v zavádění nových materiálů a výrobních procesů do praxe ve snaze získat převahu nad protivníkem a tím se přenášely tyto nové poznatky i do běžného života. Tyto poznatky byly po válečných konfliktech využívány i v mírových podmínkách (Morgan 1998).
5.1
Vítkovické železárny
V roce 1828 začala epocha nového podniku nejen významu evropského, ale i celosvětového. V tomto roce došlo k založení Vítkovických železáren - podniku svým významem přesahující hranice tehdejší Habsburské monarchie. Tyto železárny jsou velmi významným pilířem ve výrobě železa a oceli v ČR. Tyto železárny založil kardinál a arcibiskup Olomoucký arcivévoda Rudolf Jan (8. 1. 1788 – 24. 7. 1831). Podle svého zakladatele, nesly tyto železárny i původní název a to Rudolfova huť. Je zřejmé, jak jsem již uvedl v předcházejících kapitolách, že se podnikání netýkalo jen tzv. světské moci. Založením Vítkovických železáren nastává nová etapa výroby železa a jeho následné zpracování, kdy bylo využito průmyslového zpracování pomocí strojů a nových technologických postupů. Tomuto modernímu průmyslovému zpracování celkem logicky museli ustoupit dosavadní drobní výrobci a zpracovatelé, kteří již nemohli pokrýt stále větší poptávku a ani kvalitu, které se dosáhlo díky novým technologiím. Tímto došlo k velmi výraznému posunu v oblasti kvality a množství vyrobeného železa a oceli. Mezi další velmi významnou osobu v procesu založení Vítkovických železáren patří profesor Vídeňského polytechnického institutu Franz Xavier Riepl (29. 11. 1790 – 25. 4. 1857). Tento vědec, geolog a technik v jedné osobě provedl důkladný průzkum železorudných nalezišť rámci Rakousko – Uherska a tím velmi výrazně napomohl k dalšímu rozvoji ve výrobě a zpracování železa. Patřil mezi významné poradce v oblasti hornictví a hutnictví zvláště pro své mimořádné znalosti v uvedených oborech. Byl vyslán na stáž do Anglie roku 1835 na příkaz dalšího velmi významného majitele Vítkovických železáren Salomona Mayera Rothschilda (9. 9. 1774 – 27. 7. 1855) v té době nazývaných též Rothschildových železáren. V roce 1864 vyslalo vedení Vítkovických železáren do Anglie své nejlepší techniky do Bessemerových hutí na 36
seznámení se s novou technologií zpracování železa vyvinutou Henry Bessemerem tzv. besemerováním. V témže roce tyto železárny taktéž zakoupily tento patent a vybudovali tzv. bessemerovnu se dvěma konvertory o obsahu 70 – 80 vídeňských centů. Kromě těchto dvou konvertorů byl vybudován ještě jeden o zhruba polovičním objemu na pokusné tavby určené k dalšímu rozvoji moderních technologií a tím k dalšímu rozvoji železáren. Mezi další významnou etapu v rozvoje Vítkovických železáren byl vznik Vítkovického horního a hutního těžířstva v roce 1873. Dalšími majiteli se kromě rodiny Rothschildů stala i rodina Gutmannů. Na konci 19. Století dochází v rámci Vítkovických železáren k intenzivní modernizaci výroby a podstatnému rozšiřování výrobních provozů. Zavedením moderních technologických procesů ve výrobě a zkujňování surového železa dosáhly Vítkovické železárny výrazného náskoku před konkurencí a i v rámci Evropského kontinentu byla vybudována nejmodernější pudlovna v rámci tzv. Schülerově huti. Roku 1883 byla v rámci Rakouské monarchie vybudována první válcovna trub a v letech 1887 – 1889 nový závod na litou ocel. Vítkovické horní a hutní těžířstvo zakoupilo v rámci svých investic do Vítkovických železáren Žofínskou huť v Moravské Ostravě. Mezi další významné investice patřilo zavedení výroby pancéřových desek. Vybudováním moderního provozu ocelárny a válcovny v letech 1909 – 1916 se zařadily Vítkovické železárny na přední místo v Evropě v rámci výroby železa a oceli. Rozpadem Rakousko – Uherska vlivem historických událostí a vznikem nových nástupnických států nedošlo k žádným změnám v majetkových vztazích ani v právních formách těžířstva. Sice na základě rozpadu Rakouska nastal i rozpad tradičního trhu Vítkovických železáren a bylo nutné v rámci zachování podniku najít nové trhy a zajistit tak odbyt výrobků. Tak jako všechny podniky tak i Vítkovické železárny byly poznamenány hospodářskou krizí třicátých let. Po roce 1934 však nastávalo postupné zlepšování a již roku 1937 dosáhla výroba největšího rozmachu. Vedení Vítkovických železáren však nemyslelo pouze na zisky, ale zahájilo i několik sociálních programů pro své zaměstnance a tím dosáhlo i zvýšení pracovních výkonů zaměstnanců. V rámci těchto programů měli zaměstnanci zajištěnou potřebnou lékařskou péči a ubytování. Tato péče byla ovšem odstupňována podle sociálního zařazení v rámci železáren. Tak období mezi válečnými konflikty první a druhé světové války je ve znamení zavádění nových moderních technologií a provozů. Podnik je i nadále velmi významně rozšiřován. Těmito rozumnými postupy si zajišťovaly železárny konkurenceschopnost s celosvětovými výrobci. Tento postup byl nezbytný, neboť větší část produkce železáren byla vyvážena do zahraničí. Ještě větší ránu pro Vítkovické železárny představovala krize politická z roku 1938. V důsledku této krize došlo k rozpadu Československé republiky a odstoupení pohraničí jak Německu tak i později Polsku a Maďarsku. Tímto vývojem přišly Vítkovické železárny o část dolů a výrazně byla zkomplikována i doprava surovin či hotových 37
výrobků v důsledku rozpadu infrastruktury v rámci ČR. V nepříliš šťastném období druhé světové války (1939 – 1945) byly Vítkovické železárny stejně tak jako ostatní podniky nuceny zavést válečnou výrobu pro Velkoněmeckou říši. Nad správou těžířstva byl ustaven dozor sedmičlenného výboru složeného ze zástupců koncernu Reichswerke Herman Göring AG, státního sekretáře Karla Hermanna Franka, ředitele Dresdner Bank a také zástupce Říšské branné moci. Od ledna 1943 již byla správa Vítkovických železáren zcela v rukou vedení koncernu RWHG. V důsledku válečné výroby byla postupně zvyšována produkce Vítkovických železáren zhruba až do roku 1943. V tomto roce bylo dosáhnuto zhruba dvojnásobku předválečné výroby. Po tomto datu již dochází k významnému poklesu výroby v důsledku nedostatku surovin potřebných pro výrobu. Během náletu Amerických bombardérů dne 29. 8. 1943 byla významným způsobem poškozená některá výrobní zařízení. Po osvobození v květnu 1945 byla ustavena ve Vítkovických železárnách národní správa a v prosinci téhož roku na základě Benešových dekretů železárny znárodněny. K datu 1. 1. 1946 vznikl Národní podnik Vítkovické železárny. Nebylo vůbec snadné převést válečnou výrobu na mírový režim. Tento přechod provázela celá řada problémů a bylo nutné přistoupit i k modernizaci již zastaralých provozů. Do tohoto nově vzniklého koncernu byly postupně zařazovány i další menší provozy v tzv. národní správě. Tato postupná modernizace se uskutečnila zhruba od poloviny padesátých let 20 st. n. l. až do konce let šedesátých. Bylo navázáno o sociální péči pracujících a tato péče byla výrazně zlepšena. Byly vybudovány školky a školy pro děti zaměstnanců tak, aby byly vytvořeny ty nejlepší pracovní podmínky. Ty nejlepší zaměstnance bylo možné vyslat na další vzdělávání v systému středních a vysokých škol. Důsledkem znárodnění Vítkovických železáren původním majitelům muselo Československo vyřešit majetkovou stránku tohoto procesu. Původní majitelé se domáhali svého práva na znárodněný majetek u mezinárodního soudu v Anglii. Tuto situaci muselo Československo řešit finančním vyrovnáním s Rothschildovsko – Gutmannovskou skupinou. Tento spor byl v roce 1950 ukončen v tzv. narovnání a každá ze zúčastněných stran získala polovinu ze sporné částky. Rothschildovsko – Gutmannovská skupina se tímto vzdala jakýchkoliv finančních nároků v budoucnosti. V období socializmu patřila mezi významné investice výstavba vysoké pece s bezzvonovou sazebnou (1976), provoz nové ocelárny s tavbou v kyslíkovém konvertoru OXYVIT (1981). V rozmezí let 1979 – 1980 se stávají Vítkovické železárny oborovým podnikem. Během roku 1981 byl tento podnik přetransformován na koncern. Během roku 1989 se se zrušením koncernu z Vítkovických železáren stává státní podnik. Důsledkem probíhajících společenských změn po roce 1989 a postupným přechodem národního hospodářství z plánovaného hospodářství na tržní ekonomiku nastává i v železárnách k organizačním a personálním změnám. Zhruba v polovině 38
roku 1990 bylo nutné zpracovat podnikatelský plán železáren. V započaté reorganizaci železáren se pokračovalo i po založení nové akciové společnosti dne 28. 1. 1992. Tato společnost postupně vykrystalizovala do holdingové společnosti VÍTKOVICE – Strojírenství a.s. v listopadu 2002. Vítkovické železárny se „ pyšní „ takovými projekty jakým je Kulový plynojem v Praze – Libni z roku 1934, který mimochodem představil Karel Čáslavský ve svém pořadu „ Hledání ztraceného času „. Mezi zakázky století Vítkovických železáren patří bezesporu válcovna tlustých plechů 3600. Tato válcovna byla vyrobena pro Sovětský hutní kombinát Azovstal ve Ždanově roku 1973. Objemem zhruba kolem 60 000 tun představuje tato objednávka naši největší strojírenskou zakázku do zahraničí. Mimo jiné byla tato objednávka oceněna i na XVI. Mezinárodním strojírenském veletrhu zlatou medailí. (Machotková, Stránský 2009).
5.2
Třinecké železárny
Když byl, roku 1836 založen úředníky Těšínské komory na severní Moravě v malé vesnici hutní závod nikdo určitě netušil, jakého významu tento podnik dosáhne. Již tři roky (1839) po slavnostním založením, byla zapálená dřevouhelná vysoká pec. K vytvoření tohoto podniku vedl záměr co možná nejvíce využít nerostná bohatství na pozemcích tehdejšího panství arcivévody Karla Habsburského. Další předpoklady k úspěšnému rozvoji hutní výroby v daném regionu (Těšínské Slezsko) byly dostatečné počty kvalifikovaných pracovníků. Mezi další předpoklady byly již dříve získané zkušenosti Těšínské komory z provozování několika dalších hutí v okolí. Do poloviny sedmdesátých let 19 století se výroba zaměřovala především na výrobu surového železa. Toto železo bylo dále zpracováváno v Třineckých slévárnách nebo bylo převezeno za účelem dalšího zkujňování do okolních hutí, samozřejmě pod správou Těšínské komory. Další variantou zpracování bylo převezení do Vítkovických železáren, ve kterých byl umístěný provoz na válcování železa. Po úspěšném zásahu ředitele Těšínské komory Ludvíka Hoheneggera byla vybudována nová železniční dráha, která vedla přes Třinec a byla nazývána Košicko – Bohumínská dráha. Tímto krokem bylo umožněno Těšínské komoře přemístit některé menší hutní závody z okolí do nově vybudovaných železáren v Třinci a tím pádem i zefektivnit celý proces výroby. Roku 1877 byly převezeny z Hildgratiny hutě umístěné v Ustroni převezeny do Třince tři válcovací tratě – střední, jemná a lupová. Nebyl to však poslední přesun z Hildgratiny hutě do Třineckých železáren. Byl přesunut i provoz tzv. pudlovny. Všechny přesunuté provozy byly opět smontovány na svém novém působišti a již v roce 1878 v nich byl zahájen provoz. V tomto období byla převezena do železáren další zařízení tentokrát z Karlovy hutě v Lískovci u Frýdku – Místku a to dva Bessemerovy konvektory, hrubá trať a válcovna nákolků. Těmito postupnými kroky Těšínské 39
komory byl vytvořen velmi účinný strojírenský celek, do kterého byly zahrnuty kromě uvedených provozů i vysoké pece a koksovna. Huť byla nazvána na počest císaře Františka Josefa, který byl slavnostnímu otevření přítomen. Mezi další významné podniky v Těšínském regionu v té době patřily i Walcherova huť, Hildegartina huť a chemická laboratoř. Postupy Těšínské komory před více jak 130 lety byly položeny základy dnešní integrované hutní výroby na Těšínsku. Orientace v těchto provozech byla především na dlouhé válcované výrobky, které jsou ve výrobním programu Těšínských železáren dodnes. Na konci devatenáctého století se staly Třinecké železárny v rámci Těšínské komory největší hutí. V roce 1905 se rozhodl Bedřich Habsburský odprodat veškeré hutě a doly Pozemkovému úvěrnímu ústavu ve Vídni. Tento ústav byl pověřen založením Rakouské báňské a hutní akciové společnosti. Tato společnost již roku 1906 zahájila svoji činnost v Třineckých železárnách. Třinecké železárny tvořily se svým podílem 37 % bilanční hodnoty nejvýznamnější bilanční hodnotu této společnosti. Díky své silné pozici na kapitálovém trhu mohla Rakouská báňská a hutní společnost přistoupit k postupné modernizaci klíčových provozů Třineckých železáren za účelem udržení konkurenceschopnosti. Tímto krokem se staly Třinecké železárny ve dvacátých letech 20 století n. l. jedním z nejmodernějších podniků ve střední Evropě zabývající se hutní výrobou. Díky společenským a státním změnám, ke kterým došlo po první světové válce (1914 – 1918) a vzniku nástupnického státu Československa na území bývalého Rakousko – Uherska se Třinecké železárny nyní pod vedením Báňské a hutní společnosti stávají jedním z důležitých pilířů ekonomiky mladého státu. V Československu se podílely tyto železárny na výrobě oceli zhruba 25 % celkové produkce a na výrobě válcovaného materiálu to bylo dokonce 30 % celkové produkce v ČR. V období druhé světové války byly i Třinecké železárny přinuceny se zapojit do válečného úsilí fašistického Německa. Také i v případě těchto železáren byl přechod z válečné výroby na výrobu mírovou značně komplikovaný. Také Třinecké železárny byly na základě Benešových dekretů v roce 1946 znárodněny. Zároveň po znárodnění došlo k zániku Báňské a hutní společnosti. V období plánovaného hospodářství se Třinecké železárny coby strategicky významný podnik i nadále rozvíjely. V osmdesátých a začátkem devadesátých let 20 století, dosahovala produkce oceli v těchto železárnách rekordních 3,2 mil. tun. Pro toto množství železa v plánovaném hospodářství nebyl problém s odbytem. Stát garantoval prodej těchto výrobků na rozdíl od tržní ekonomiky, kdy se trh řídí nabídkou a poptávkou. Změnami po roce 1989 se Třinecké železárny opět stávají akciovou společností v soukromém vlastnictví. Roku 1991 se z Třineckých železáren stává státní akciová společnost a stát v této společnosti postupně snižoval svoji účast, až se v roce 1996 stává majoritním vlastníkem soukromá akciová společnost Moravia Steel. Touto etapou bylo 40
dosaženo postupného odstátnění jedné z největších hutí v České republice. Z Třineckých železáren se definitivně stává soukromá firma bez státní kapitálové účasti.
6. Současnost Do současného období výroby železa a oceli se výrazným způsobem promítly společenské a politické poměry na konci devadesátých let 20 století. S pádem komunismu v Evropě nastal postupný přechod těchto zemí z plánovaného hospodářství se zajištěným odbytem výrobků na trhu v rámci socialistických států na tržní ekonomiku se vším, co k ní patří (krize, nezaměstnanost). Mnoho dříve velmi silných strojírenských podniků tyto změny neustálo a zkrachovalo. Nebylo již potřeba takové množství železa a naplno se projevila závislost na dovozu surovin. Nastalo celkem logické období útlumu těžkého průmyslu, který není vhodný pro tak malou zemi jakou je ČR. Snad nejvýrazněji to dokumentují čísla ze statistik, kdy za dobu šesti let klesl počet zaměstnanců v tomto odvětví o zhruba půl miliónu. Také byla velmi dramaticky snížená těžba dřevěného uhlí jako paliva do vysokých pecí a to z téměř 80 miliónů tun z konce osmdesátých let 20 století na 47, 5 mil. tun v roce 2008. U uhlí černého byl pokles z 22, 4 mil. tun na 12, 1 mil. tun za stejné časové období. Podíl těchto průmyslových podniků se snížil na úroveň států rozlohou zhruba jako ČR. Dalším negativním prvkem podílejícím se na útlumu hutnického průmyslu bylo rozdělení bývalého Československa na dva samostatné státy ČR a SR. Co se týká hutního průmyslu, patřila ČR do roku 1989 k ocelářským velmocím.
Objem vyrobeného množství železa na obyvatele byl jeden
z největších na světě. Úpadkem po roce 1989 způsobené přechodem na tržní ekonomiku nastal velmi výrazný propad v objemu vyrobené oceli a značné množství provozů zabývajících se výrobou železa a oceli bylo nuceno ukončit svoji výrobu. Tyto podniky nemohly konkurovat v tržní ekonomice mnohem větším podnikům a i nákupy potřebných surovin ze zahraničí za světové ceny urychlily ukončení výroby. V souvislosti s uzavíráním těchto podniků velmi vzrostla i nezaměstnanost v daných regionech. Tento problém v daných regionech přetrvává dodnes. Přesto i přes tato uvedená negativa se podařilo udržet využitelné kapacity na ekonomicky udržitelné úrovni. V produkci surového železa dosahovala Československá republika v roce 1989 úrovně 6,4 mil. tun. Roku 1996 již jako Česká republika to již bylo pouze 4,9 mil. tun. Celosvětově to představuje 1 % produkce objemu výroby surové oceli. Na této produkci má největší podíl válcovaný materiál v celkovém objemu cca 6 mil. tun.
41
700 600 500 400 300 200 100 0 Čína
EU
Japonsko
USA
Rusko
Graf č. 3 – Pět největších světových výrobců oceli (v mil.t/rok) v roce 2010.
6.1
Současné postupy při výrobě železa
V přírodě se tento prvek vyskytuje v poměrně hojném množství, ale pouze výjimečně v ryzím stavu. Jsou to většinou dvojmocné nebo trojmocné ionty železa obsažené v mnoha sloučeninách. Není bez zajímavosti, že se železo vyskytuje i v lidském těle v podobě hemoglobinu přenášejícího kyslík. Pro potřeby výroby železa jsou vhodné jen některé minerály z hlediska obsahu kovu, výskytu a hojnosti naleziště. Výroba železa je rozdělena i dnes jak jsem již popsal na výrobu přímou a nepřímou. V případě výroby železa metodou přímou získáme jedním technologickým procesem kujné železo. V případě přímé výroby se používají velice kvalitní rudy s poměrně vysokým obsahem železa a malým obsahem nečistoto v podání nežádoucích příměsí. Při této výrobě se používají jiná paliva než koks, proto se tato výroba nazývá bezkoksová metalurgie. Jako palivo se v těchto pecích používá lignith, hnědé uhlí zemní plyn, dehty nebo těžké ropné oleje. Metodou nepřímou se v současnosti vyrábí většina produkce železa. Je to výhodnější pro využití chudších železných rud, které nelze ve vysoké peci přímo redukovat. Tyto chudší rudy se musí nejdříve upravit např. pražením a teprve potom se mohou použít v peci pro samotnou výrobu železa. Vzhledem k velké energetické náročnosti a environmentální zátěži úprav některých rud se postupně upouští od zpracování křemičitanových a uhličitanových rud. Výroba surového železa probíhá ve vysokých pecích, do kterých je umístěna tzv. vsázka. Tato vsázka se skládá z rudy, paliva a struskotvornými přísadami. U rud je velmi důležité jejich chemické složení kde by mělo být v takovéto rudě minimálně 50 % železa. Také jsou důležité fyzikální vlastnosti jako nepevnost, vlhkost a příznivá kusovitost. Některé rudy je nutné před upravit a není vhodné je používat přímo. Palivem používaným ve vysokých pecích je hutnický koks. Tento koks slouží zároveň i jako redukční činidlo ve výrobě 42
surového železa. Hutnický koks představuje hmotu o obsahu uhlíku nad 85 %. Poslední potřebná část vsázky jsou tzv. struskotvorné přísady. Mezi tyto přísady patří vysokoprocentní vápenec – CaCO3, dolomit – CaMg (CO3)2 nebo přechodný dolomitický vápenec. Postup při výrobě surového železa je takový, že se v peci spaluje hutnický koks v proudu předehřátého vzduchu. Někdy je tento předehřátý vzduch záměrně zvlhčován. Tento vzduch je do prostoru vysoké pece vháněn zespodu tzv. výfučnami. Při tomto spalování dochází k uvolňování velkého množství tepla a vznikají oxid uhličitý a oxid uhelnatý. S postupným gravitačním klesáním materiálu do spodní části vysoké pece se vsazený materiál dostává do oblastí stále vyšších teplot. Přibližně při teplotách nad 570 0 C dochází i k rozkladu oxidů železa. Postupná redukce železných rud na surové železo nastává ve dvou stupních. Tím prvním stupněm je nepřímá redukce oxidů železa s oxidem uhelnatým. Tím druhým to je redukce při styku úlomků koksu a železné rudy. Takto vyredukované železo klesá do spodní části pece díky své hmotnosti a hromadí se v nístěji. Při tomto stékání přes hutnický koks nastává rozpouštění uhlíku a nauhličení kovu. To znamená, že takto vyrobené surové železo obsahuje obvykle okolo 3,5 % uhlíku. Při přidání vápence do vsázky v množství cca 200 až 300 kg na 1 tunu vyrobeného železáři teplotě 800 0 C rozloží na velmi reaktivní látku oxid vápenatý. Ten na sebe váže hlavně křemík, který je obsažen ve všech železných rudách. Tímto vzniká tzv. struska což je směs převážně křemičitanů vápníku. Tato směs na sebe dále váže síru (ve formě sulfidů) a nezredukované oxidy. Tato struska má nízkou hustotu a proto tvoří v nístěji souvislou vrstvu. Struska kromě vazby nečistot v tavbě má i ochrannou funkci a sice odděluje železo od procesů pobíhajících ve vyšší části pece a chrání ho před opětovnou oxidací železem nebo dalším rozpouštěním uhlíku z přítomného koksu. Tato struska, ale i surové železo vzniká při tavbě neustále a proto se musí provádět jeho pravidelné odpouštění (tzv. odpich). Takto vyrobené surové železo se dále zpracovává na ocel nebo litinu. Surové železo je možné na další zpracování přepravovat buď v tekutém stavu, nebo vychladlé ve formě odlitků tzv. housek. Vyprodukovaná struska, která vzniká cca v množství 200 až 1000kg na 1 tunu surového železa se využívá ve velké míře ve stavebnictví. V granulované podobě se využívá ve výrobě cementu. Struskový štěrk je využíván jako drcené kamenivo a hutní pemza se využívá k výrobě lehčených stavebních dílů. Mezi poslední a také velmi významný produkt tavby patří vysokopecní plyn. Jeho složení je cca 50 – 60 obj. % N2, 10 – 18 obj. % CO2, 22 – 30 obj. % CO, 1 – 8 obj. % H2 a pod 1 obj. % CH4. Tento vysokopecní plyn je toxický a výbušný, ale má relativně malou výhřevnost. Při tavbě ho, ale vzniká
43
značné množství cca 1500 – 2400 m3 na 1 tunu surového železa. Tento plyn je však po odprašení a obohacení využíván pro předehřívání vzduchu vháněného do vysoké pece,nebo na výrobu tepla. Současná výroba surového železa využívá vysoké pece na koks a kombinovaný vítr – kyslík a zemní plyn. Celý proces výroby surového železa probíhá průběžně a bez přestávky. Pouze jednou za 5 – 15 let nastává nucená odstávka pece. Při této výrobě je snaha co nejefektivněji využít teplo a odpadní plyny, proto se obojím předehřívá vsázka. Pro zvýšení výkonu pece se může výfučnami do nístěje přivádět zemní plyn nebo ropa a její deriváty. V základní konstrukci se vždy používá na vyzdívku žáruvzdorný materiál jako je šamot, který je schopen snášet vysoké teploty, které vznikají při výrobě surového železa. Tabulka č. 3 – nejpoužívanější rudy železa určené k tavbě. minerál
skupina
max. obsah železa
význam pro průmysl
magnetit
oxidy
72 %
velký
hematit
oxidy
70 %
velký
limonit
oxidy
50 – 69 %
střední
siderit
uhličitany
48 %
střední
chamosit
křemičitany
38 %
malý
6.2
Současné metody při výrobě oceli
Jak jsem již uvedl v předcházející kapitole, vyrobené surové železo má poměrně vysoký obsah uhlíku mnoho dalších nežádoucích prvků jako je síra, křemík, dusík, vodík čí fosfor. Zvláště pak uhlík způsobuje negativní vlastnost takto vyrobeného železa, a sice křehkost. Toto železo se nedá zpracovat metodou tažení nebo kování. Proto je potřeba toto železo dále upravit tak aby získalo potřebné mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti. Tyto potřebné úpravy založené na chemickém složení, tváření a tepelné zpracování. Těmito úpravami získáme celé spektrum vyráběných ocelí s potřebnými vlastnostmi pro dané typy výrobků. Výroba oceli začíná roztavením surového železa a spolu s dalšími procesy se provádí v různých typech metalurgických zařízení. Mezi nejstarší zařízení patří již uvedené konvertory ať už Thomasův nebo Bessemerův. V těchto konvertorech slouží za vsázku tekuté surové železo a foukáním vzduchu otvory ve dně konvertoru je zajištěná oxidace.
Nevýhoda těchto konvertorů spočívá v omezené možnosti zpracování
recyklovaného železného odpadu. Velmi velkou změnu a inovaci znamenalo zavedení nového typu pecí tzv. Siemens – Martinských pecí. V tomto zařízení bylo možné dosáhnout teploty až 1 600 0 C 44
při využití odpadního tepla k předehřívání topného plynu a vzduchu. Modernější metoda zpracování železa spočívá ve využití tzv. LD (Linz – Donawitz ) konvertorů. Při použití těchto konvertorů je místo vzduchu vháněný kyslík přes vrchní trysky přes strusku. Pro zpracování velkého množství šrotu je využíváno tzv. obloukových pecí, kde je používán jako zdroj tepla elektrický oblouk, který vzniká mezi dvěma grafitovými elektrodami a vsázkou. Jsou, ale využívány i jiné metody zpracování oceli tzv. mimopecní za atmosférického tlaku nebo částečného vakua. Při výrobě je několik možností na snižování koncentrace nežádoucích látek. Mezi jednu z možností patří oxidace kyslíkem, který je vháněn do roztaveného železa. Touto oxidací je odstraňován zejména uhlík. Tento uhlík postupně přechází do plynné formy. Pevné a kapalné oxidy, které vznikají, se rozpustí ve strusce. Za účelem vyvázání některých prvků jsou používány zásadité strusky s převahou oxidu vápenatého, nebo kyselé strusky na bázi oxidu siřičitého. Za vysokých teplot je struska poměrně reaktivní, proto se musí tomuto složení přizpůsobit i chemismus žáruvzdorné vyzdívky. Jednou z dalších možností k odstranění z oceli nežádoucí látky je snížení parciálního tlaku v atmosféře. Pomocí dmýchání inertních plynů jako jsou argon, dusík nad taveninu popřípadě tavením v částečném vakuu dochází k odstranění vodíku a dalších prvků s nízkou teplotou varu. Na deoxidaci se používá hliník, křemík a mangan. Tyto prvky na sebe naváží kyslík a posléze přejdou do strusky. Modernější metodou na deoxidaci je použití prvků vzácných zemin. Tyto zeminy se v železe slučují s kyslíkem a tvoří stabilní oxidy, případně vyloučí plyny z taveniny pomocí vakua. Takto deoxidovaná ocel se ještě dále metalurgicky zpracovává. Přechodem do strusky nebo vazbou na stabilní sulfidy získáme snížení obsahu síry. Přidáváním prvků do tavby probíhá legování oceli. Některé prvky se přidávají už před oxidačním procesem – nikl, molybden, wolfram. Některé se přidávají až v závěru tavby nebo po odpichu pánve – křemík, hliník, titan atd. Oceli jsou slitiny, ve kterých převažuje železo a obsahem uhlíku do 2 %. Oceli se dělí podle obsahu legujících prvků na legované a nelegované. Další dělení závisí na obsahu těchto legujících prvků. Nízkolegované do 2,5 % Středně legované od 2,5 – 5 % Výše legované od 5 – 10 % Vysoce legované nad 10 % Kromě tohoto uvedeného rozdělení se dělí oceli ještě na
45
Nelegované oceli obvyklých jakostí Nelegované jakostní oceli Nelegované ušlechtilé oceli Legované jakostní oceli Legované ušlechtilé oceli Na výrobu oceli jsou dnes využívány elektrické obloukové pece pro pánvovou metalurgii. Na další zpracování oceli po tomto výrobním postupu se provádí v pánvové peci s ohřevem elektrickým obloukem, kde probíhá ohřev, odsíření a legování. Další možností zpracování oceli z elektrické obloukové pece je v konvertorech pro odsíření, oduhličení a desoxidaci v pánvi. Pánvová metalurgie je známa již od roku 1950 a spočívá v úpravě chemického složení oceli mimo hlavní výrobní agregáty. Cílem je snížení nežádoucích prvků v oceli a tím pádem i získání kvalitnějšího kovu. Dalším možným postupem při výrobě oceli je využití kyslíkového konvertoru s horním dmýcháním vzduchu někdy také nazývané LD (Linz – Donawitz). Tento název je používán ve spojitosti s jejich tvůrcem a místem vzniku – v Rakousku roku 1952. Další proces při zpracování zpracování oceli z kyslíkovéko konvertoru (LD) je buď odplynění oceli za sníženého tlaku nebo dohotovení oceli ve vakuu (kesonu)
6.3
Výroba litiny
Pod názvem litina se skrývá další slitina s větším obsahem železa. Tento materiál obsahuje více jak 2,1 % uhlíku. Mezi další prvky, které jsou obsaženy v litině, patří mangan, křemík a další. Uhlík je zde přítomen nejen formou tuhého roztoku uhlíku v železe (austenit), ale i ve formě vyloučeniny grafitu. Litina je určená jak již název napovídá výhradně k výrobě odlitků. Její výroba spočívá v roztavení surového železa a litinového nebo železného odpadu. Tavba se provádí v kuplovnách, což jsou válcové nebo šachtové tavící pece. Palivem do těchto pecí je nám již známý slévárenský koks. V těchto pecích probíhají obdobné procesy jako při výrobě železa ve vysoké peci. Použitý koks litinu tzv. nauhličuje na stanovenou mez. Obsah uhlíku je možné regulovat, ale i vsázkou ocelového odpadu, teplotou, obsahem dalších prvků a složením strusky. Kromě výroby v kuplovnách se používají i jiné typy pecí na výrobu litiny. Mezi tyto pece patří elektrické indukční pece (viz Alfe Brno s.r.o.), rotační bubnové pece, nebo nám již známé kuplovny s palivem jako je zemní plyn nebo kapalnými uhlovodíkovými palivy. Litina má na rozdíl od oceli nižší hustotu. Ovšem co se týká obrobitelnosti tak je litina mnohem lepším materiálem než ocel. Litiny dělíme podle vnitřní struktury na 46
Bílou litinu Grafitickou litinu Tvrzenou litinu Legovanou litinu Bílá litina – tvoří metastabilní fáze soustavy železa a uhlíku bez přítomnosti grafitu. Proto je tento typ slitiny velmi křehký, ale velmi tvrdý. Grafit je z ní uvolňován např. tepelným zpracováním. Grafitická litina (dříve označovaná jako šedá a tvárná litina) – se používá jako smaltované zboží, součásti kamen, části motorů ozubená kola, umělecké výrobky, armatury, stojany atd. Tvrzená litina je vyráběna zpracováním odlitků z bílé litiny. Její využití je pro výrobu válců na válcovací stolice nebo vačkových hřídelí. U legované litiny přidáním dalších prvků (podobně jako u oceli) jako jsou např. chrom, nikl, hliník, wolfram, molybden dosáhne požadovaných vlastností. Mezi tyto vlastnosti patří mimo jiné žáruvzdornost, žárupevnost, otěruvzdornost atd. Litiny legované hliníkem mají své uplatnění při výrobě výfuků, litiny legované křemíkem mají své uplatnění v chemickém průmyslu atd.
7. Pece používané na výrobu v současnosti
7.1
Elektrické obloukové pece
Elektrické obloukové pece, nejsou žádnou novinkou první elektrická oblouková pec byla zkonstruována již v roce 1900 ve Francii P. H. Héroultem. Princip těchto elektrických obloukových pecí se v podstatě bez větších změn používá dodnes. Elektrická oblouková pec s přímým ohřevem pracuje na principu svisle umístěných elektrod a vytvářením elektrického oblouku mezi každou elektrodou a kovovou vsázkou. Velikost těchto pecí se pohybuje od 1 tuny kdy, se tyto pece využívají pro výrobu litiny ve slévárnách, až po pece s kapacitou cca 400 tun určených pro výrobu oceli ze surového železa. Využití obloukových pecí není jen ve výrobě oceli, ale i v laboratorních podmínkách za účelem výzkumu a dokonce i ve stomatologii. Za účelem výzkumu a stomatologie se však používají pece s kapacitou desítek gramů. Teploty, kterých se dosahuje, při tavbě v těchto pecích jsou až 1 800 0 C.
47
Obr. 5 . Elektrická oblouková pec (foto autor) Jak jsem již popsal tak elektrické obloukové pece se odlišují od elektrických indukčních pecí principem ohřevu. U obloukových pecí prochází elektrický proud přímo ohřívaným materiálem, na kterém se vytvoří elektrický oblouk. V důsledku vytvoření tohoto oblouku dochází k ohřívání a následnému natavení materiálu. Naproti tomu v elektrických indukčních pecích je materiál určený k tavbě ohříván indukovaným sekundárním proudem. Velké obloukové pece bývají konstruovány jako třífázové. To znamená, že elektrický oblouk je veden ze všech tří fází kvůli rovnoměrnému zatížení v síti. Jedná se o jeden z největších elektrických spotřebičů při výrobě železa.
7.2
Elektrické indukční pece
Indukční pece nejsou žádnou novinkou, jak by se mohlo zdát. Již v roce 1899 ve Švédsku byla zkonstruována F. A. Kjellinem první indukční elektrická pec, která je používaná k výrobě ocelí dodnes. Elektrické indukční pece můžeme rozdělit na několik typů a tím prvním typem, o kterém bych se rád zmínil je tzv. Indukční pec kanálková s uzavřeným železným jádrem. Tato pec má vertikálně uspořádaný tavící žlábek – měděný induktor, na který se přivádí střídavý elektrický proud a přechodem tohoto proudu mezi elektrodami a kovem v kelímku dochází k ohřívání kovu a jeho tavení. Tyto uvedené pece měly určité nevýhody, co se týká provozu, proto byly zhruba ve dvacátých letech dvacátého století nahrazeny novými indukčními pecemi odlišné konstrukce. Tento typ pece má válcovanou nístěj s natavenou vsázkou. Kanálek je již zapuštěn pod její dno. Primární cívka je umístěná na železném jádře a připojená k síti el. energie. V pecích tohoto typu 48
se převážně vyrábí slitiny z barevných kovů. Dalším typem je tzv. Indukční zařízení bez uzavřeného jádra – tento typ pece byl vytvořen ještě později. Tato zařízení bývají napájena el. proudem o zvýšeném kmitočtu. Uvnitř válcové cívky je umístěný keramický kelímek s potřebným množstvím vsázky určené k tavbě. Válcové elektromagnetické vlnění, které vyzařuje z vnitřního povrchu cívky, tím pádem dopadá na povrch umístěné vsázky a částečně do ní vstupuje. V této vsázce se utlumuje a tím se vsázka zahřívá. Kromě zahřátí vsázky ještě elektromagnetické vlnění způsobuje velmi intenzivní víření roztavené vsázky, což je velmi výhodné pro dokonalé promísení všech přísad v vsázce a také plynulé vyrovnávání teplot v kelímku pece. Rád bych ještě popsal princip indukční kelímkové pece. Tato pec se sestává z induktoru, kelímku a vsázky. Induktor což je v podstatě nejdůležitější část tohoto typu pecí je tvořen z válcové cívky, která je nejčastěji navinutá z měděného dutého profilového vodiče. Tímto vodičem protéká voda, sloužící jako chladící médium.
Tato cívka může být napájena elektrickým proudem různé
frekvence. Tento elektrický proud vytvoří uvnitř vsázky střídavé elektromagnetické pole. V tomto vytvořeném elektromagnetickém poli je vložen kelímek s elektricky vodivou vsázkou. Tímto postupem dochází k utlumení elektromagnetického pole a tím k ohřevu umístěné vsázky. Je zde i možnost volit správné rozložení tepla pomocí napájecího proudu induktoru. Kelímek určený k tavení vsázky může být keramický – elektricky nevodivý, nebo grafitový vyrobený ze směsi grafitu a šamotu – elektricky vodivý. Pece s kelímky elektricky nevodivými se používají k výrobě vysoce kvalitní oceli, ale nejsou vhodné pro výrobu hliníku, mědi a slitiny. Pece s kelímky vodivými se používají k výrobě ostatních materiálů. V případě těchto pecí je nutné provést stínění zejména nosných konstrukcí pece, protože při výrobě dochází k nežádoucímu ohřevu konstrukce. Toto stínění se provádí buď pomocí stínícího pláště kolem pece z el. vodivého materiálu nebo s pomocí svazků transformátorových plechů. V praxi již byly bez podstatných problémů uvedeny do provozu indukční pece o obsahu vsázky 100 až 200 tun oceli.
49
Obr. 6. Elektrická indukční pec. (foto autor).
7.3
Kyslíkové konvertory
První kyslíkové konvertory se objevily v Rakousku v roce 1952. Jsou nazývány i LD konvertory podle svého objevitele a místa původu – Linz – Donawitz. Tyto konvertory pracují na principu horního dmýchání kyslíku pomocí trysky s dostatečným tlakem tak aby pronikl vrstvou strusky až do požadované hloubky lázně. Tento konvertor má hruškovitý tvar s potřebnou žáruvzdornou vyzdívkou. Naspodu tohoto konvertoru je zavedená tryska chlazená vodou pro přívod čistého kyslíku. Touto tryskou je potom dmýchán čistý kyslík do tekutého surového železa. Kromě tohoto typu konvertoru jsou již známé i další typy jako jsou OBM (Oxygen – Bottom – Maxhütte ), Q-BOP a nebo LWS (Loire – Wendel – Sprunch ). V těchto konvertorech od nám již známého LD konvertoru se místo horního dmýchání kyslíku pomocí trysky se tavidla a kyslík dmýchají pomocí trysek umístěných u dna pece. Byly vyvinuty i kombinované techniky dmýchání a v případech kde je to nutné je možnost tento proces intenzifikovat promícháváním odspoda s plynem argon nebo dusíkem. Tímto procesem nastává intenzívnější cirkulace natavené oceli a zlepšení následné reakce kyslíku s roztaveným železem. Pro potřeby ochlazování tavby se přidává železný šrot, železná ruda nebo jiné příměsi na ochlazení. Teplota při tavbě v těchto konvertorech se pohybuje cca mezi 1 600 – 1 650 0 C. Šrot při tavbě obvykle tvoří 10 - 20 % vsázky umístěné v konvertoru. V některých případech však může dosahovat železný šrot až 40 % vsázky. Toto množství šrotu, 50
který je vsazován do konvertoru je závislé na způsobu předpravy surového železa a také na potřebné teplotě na odpich. Při této výrobě se vytváří při procesu dmýchání v konvertoru tzv. konvertorový plyn, který obsahuje velké množství oxidu uhelnatého. V ocelárnách musela být přijatá opatřením rekuperaci tohoto plynu a jeho další využití jako zdroje energie. Jsou využívány systémy tzv. otevřeného nebo potlačeného spalování. Závěrem bych dodal, že není jistě bez zajímavosti, že dnes v EU je zpracováváno v konvertorech zhruba 2/3 výroby oceli. Zbývající 1/3 je vyráběna v obloukových pecích.
8. Současní výrobci a zpracovatelé železa a oceli V současné době se výrobou železa a oceli čí výrobků z nich zabývají tyto níže popsané podniky ArcelorMittal Ostrava, a. s. – s objemem výroby 2,8 mil. tun oceli ročně – podnik se specializuje zvláště na tzv. dlouhé výrobky, jako jsou svařované a bezešvé trubky, válcované profily a betonářská ocel. Třinecké železárny, a. s. – s objemem výroby 2,3 mil. tun oceli ročně – podnik je specializován na výrobu profilů, drátů a železničních kolejí. Vítkovice, a. s. – s objemem výroby 1,0 mil. tun oceli ročně – ve výrobním programu tohoto podniku jsou převážně silné plechy a strojírenský program. ŽDB Bohumín – výrobní program tohoto podniku je zaměřen na válcovanou ocel, litinové kotle, ocelové profily a dráty. VP Frýdek – Místek – tento podnik se specializuje na výrobu plochých válcovaných výrobků a speciálních plechů. JÄKL – Karviná, a. s. – podnik se ve výrobě specializuje na výrobu ocelových trubek a tenkostěnných ocelových trubek (v hovorové řeči se běžně používá zkomolené označení ocelových profilů tzv. jekl). Železárny Chomutov, a. s. – výroba drátů, tyčí z ušlechtilé oceli a trub. Železárny Hrádek, a. s. Hrádek u Rokycan – tento podnik má ve svém výrobním programu výrobu oceli, slitin a trubek.
51
10 8 6 4 2 0 1990
1995
2000
2005
2010
Graf č. 4 - Výroba oceli v Československu po roce 1989 v tisících tun.
8.1
Klíčoví zpracovatelé železa a oceli v ČR
ArcelorMittal Ostrava, a. s – vznik jedné z našich klíčových společností na výrobu železa sahá až do roku 1942 kdy v důsledku omezeného rozvoje způsobeného umístěním Vítkovických železáren v městské zástavbě. Bylo proto rozhodnuto o výstavbě jižního závodu v Kunčicích. Z tohoto závodu vznikl samostatný podnik s názvem Nová huť Klementa Gottwalda ( NHKG ) dne 31. Prosince 1951. Postupně vznikly kapacity pro výrobu základních surovin (koks, surové železo, ocel). Byly budovány i další provozy určené k následnému zpracování těchto produktů. V období šedesátých let 20. Století n. l. byly zprovozněny válcovací trať a linka určená k výrobě osobních, nákladních a traktorových kol. Přibyly dvě nové vysoké pece, pět sklopných pecí určených k výrobě oceli zařízení na výrobu trubek, pásové tratě P-250 a P-800. ArcelorMittal Ostrava, a.s. je akciovou společností, která byla založená v roce 1992. Jedná se o českou hutnickou firmu, která je součástí mezinárodního holdingu ArcelorMittal. Působení této společnosti je v areálu Nové huti v Ostravě. Výrobní činnost tohoto podniku je zaměřená především na výrobu a další zpracování surového železa, ale i oceli. Také je zajišťována hutní druhovýroba. Tato společnost má čtyři vysoké pece. Většinou jsou však v provozu pouze tři a tyto pece jsou schopné vyrobit něco přes 3 miliony tun surového železa. Zhruba tři čtvrtiny této produkce, spotřebuje závod Ocelárna další zhruba pětinu produkce odebírá společnost Evraz Vítkovice Steel a zbytek produkce je dodáván v pevné podobě jiným výrobcům. Kromě závodu Ocelárna je součástí podniku ArcelorMittal Ostrava ještě další tzv. „ vnitropodnikové provozy „ potřebné k plynulé činnosti tohoto výrobce. Mezi tyto další podniky
52
patří mimo jiné i Koksovna, která patří mezi největšího výrobce koksu v ČR. Jsou zde v provozu tři koksárenské baterie s celkovou kapacitou 1,5 milionu tun koksu ročně. Mimo koks tento závod produkuje ještě koksochemické produkty, jako je dehet, benzol, koksárenský plyn a kapalná síra. Dalším podnikem je Ocelárna s ročním objemem výroby přes 3 mil. tun. Tato výroba probíhá ve čtyřech tandemových pecích, kdy se vyrobená ocel po odpichu ohřívá na pánvových pecích a postupně odlévá ve třech provozech plynulého odlévání. Pro zajištění komplexní výroby přímo u zdroje je v provozu tohoto gigantu i válcovna, jejíž součástí jsou čtyři válcovací tratě. Mezi tyto tratě řadíme tzv. Válcovací trať HCC s produkcí střední a hrubou profilovou ocelí, plochou ocelí tl. 130 – 170 mm a profilů výztuží. Kontidrátová trať určená pro výrobu za tepla válcovaného ocelového drátu o průměru 5,5 – 14 mm nebo tyče menších průměrů. Středojemná válcovna kde se za tepla vyrábí válcované dlouhé výrobky (profily) a nakonec čtvrtá trať tzv. Pásová pro výrobu pásu z kontrukční oceli o tl. 1,5 – 15 mm. Dalším důležitým podnikem související s výrobou železa a oceli je podnik Strojírny a slévárny výroba v tomto podniku zahrnuje výrobu strojních dílů, ocelových konstrukcí a železničních dvojkolí. Slévárna vyrábí výrobky z oceli a litiny. Mezi nedílnou součást tohoto podniku je i provoz kalírny. Společnost AcelorMittal Ostrava a.s. má roční obrat 34, 3 mld. Kč. Zisk představuje 2,6 mld. Kč a celková aktiva podniku činí 62,2 mld. Kč. Celkový počet zaměstnanců udávaný k roku 2013 je 7 348. Třinecké železárny, a. s. – dalším významným výrobcem železa v ČR je společnost Třinecké železárny, a.s. Vznik tohoto podniku sahá, až do roku 1836 kdy byl založen na severní Moravě hutní závod. Postupně se tento závod stal jedním z průmyslových pilířů jak v Rakousko – Uherské monarchii tak i pozdějšího Československa. Tyto železárny v současnosti patří mezi nejvýznamnější průmyslový podnik na severovýchodě Českého Slezska. Jejich hlavním výrobním programem je výroba dlouhých válcovaných výrobků, jako jsou kolejnice, válcovaný drát, ocelové tyče, bezešvé trubky, tažená ocel a polotovary. Třinecké železárny jsou hutním podnikem s uzavřeným výrobním cyklem. Ve slévárně jsou využívány Elektrické indukční pece, elektrické obloukové pece, kelímkové plynové pece a plamenné pece. Jsou zde ručně i strojně formované odlitky od 5 kg – 6 000 kg. Tyto odlitky jsou z uhlíkatých, středně legovaných ocelí a vysocelegovaných ocelí. Jsou zde formovány odlitky z hematitové, šedé a tvárné litiny jak ručně tak i strojově. Hmotnost těchto odlitků se pohybuje od 2 do 50 tun. Jsou zde vyráběny i hutní válce o hmotnosti až 30 tun. Je zde vyrobeno až 40 000 tun odlitků za rok. Vzhledem k 170 leté tradici je zde záruka kvalitní a 53
profesionální práce. Roční obrat této společnosti se pohybuje kolem 33 mld. Kč (údaje z roku 2010). Výsledek hospodaření v tomto období byl - 0,6 mld. Kč. Celková aktiva těchto železáren je 25 mld. Kč. Vlastní kapitál se pohybuje okolo 20, 16 mld. Kč. Počet zaměstnanců je 5 962 (údaje z roku 2010). Vítkovice, a. s. – tento podnik těžkého strojírenství je unikátní svojí polohou umístěnou přímo v městské zástavbě. V nedávné minulosti se jednalo o podnik s uzavřenou hutní výrobou od surového železa přes výrobu oceli až po její zpracování a výrobu výsledných produktů. V současné době jsou již vysoké pece mimo provoz. Tradice třetího největšího výrobce oceli v ČR, který zaměstnává kolem 1 000 lidí. V posledních letech se tento podnik potýkal s nižší poptávkou. V důsledku této nižší poptávky musela být během roku 2013 několikrát přerušena výroba v ocelárně. V roce 2012 podle statistických údajů měl tento podnik tržby 12,3 miliardy korun. Přesto, ale vznikla ztráta ve výši tři čtvrtě miliardy. Ocelárna ukončila provoz z důvodu nesplnění emisních limitů. Majitel se rozhodl již neinvestovat do nových technologií. Tímto zůstávají v provozu pouze dva z tří podniků a to válcovna a výrobna výpalků. Nosný výrobní program této společnosti je produkce tlustých plechů, ocelových profilů a štětovnic.
8.2
Drobní výrobci a zpracovatelé železa a oceli v rámci Brna a okolí
V tomto odstavci bych rád představil i další metalurgické podniky v Brně a okolí kromě již uvedených (Alfe Brno s.r.o., Královopolská slévárna s.r.o.). Prvním podnikem, který bych rád popsal je Slévárna Kuřim, a.s. Tato slévárna má původ svého založení až v roce 1949 kdy byla zahájena výstavba této slévárny v lokalitě Kuřim na místě bývalé strojírenské haly brněnské Zbrojovky. Výstavba této slévárny probíhala podle projektu americké firmy LESTER B. KNIGHT ASOCIATES – CHICAGO. Část původního projektovaného zařízení bylo dodáno americkými dodavateli. Po ukončení dodávek americkým dodavatelem v roce 1949 byl zbytek dodán tuzemskými dodavateli. Již v roce 1950, vznikla známá značka TOS KUŘIM n. p. Tento podnik byl součástí tehdy nově vzniklých Spojených továren na obráběcí stroje Praha n. p. Pravidelná výroba, byla však zahájena až v roce 1953. Do této nově vzniklé slévárny byla převedena výroba z brněnské Vaňkovky. Do roku 1960 vzrostla výroba v této slévárně až na 16 000 tun za rok. V roce 1992 byla slévárna zprivatizována a vytvořen podnik Slévárna Kuřim, a.s. Mezi hlavní strategické záměry nového vedení patří zachovat charakter komerční slévárny šedé a tvárné litiny. Orientace výroby v této 54
slévárně je na náročné odlitky pro použití v obráběcích strojích, ale i na další odvětví v průmyslové výrobě. V této slévárně byly v roce 2008 mimo jiné nainstalovány dvě středofrekvenční elektrické pece na tavbu s objemem vsázky 6 tun. UXA, s.r.o. – Tato slévárna byla založena již v roce 1886 v Komárově rodinou Uxů. Kromě Brna a okolí patří tato slévárna i k nejstarším slévárnám, které nepřetržitě pracují i v rámci střední Evropy. Výroba byla v době založení slévárny zaměřená na malosériovou výrobu odlitků, z šedé a také temperované litiny. Mezi další výrobky z produkce této slévárny patří čepové a Ewartové řetězy se zaměřením na textilní výrobu, která byla v 19. Stol. n. l. v Brně a okolí velmi rozšířená. Tak jako jiné podniky byla i tato soukromá slévárna v roce 1949 znárodněná a z původního názvu byla přejmenovaná na tzv. Juranovy závody. V letech 1949 – 1989 zde byla výroba komponent do bojových vozidel v rámci zbrojařského průmyslu. Po roce 1993 je tato slévárna v rámci restitucí vrácena původním majitelům byla obnovena značka UXA tentokrát však již jako společnost s ručením omezeným. V tomto období byla určená komerční orientace tohoto podniku na nové trhy v rámci Evropské unie. V roce 1999 byla provedena celková modernizace podniku s přihlédnutím na ekonomičnost provozu a také s ohledem na životní prostředí ke kterému jsou modernější technologie mnohem šetrnější. V tomto roce byla také zahájena výroba tvárné litiny. Rok 2008 znamená další výrazný přelom v historii firmy. V tomto roce byl dohodnutý vstup strategického partnera do slévárny UXA. Tentokrát se jedná o Italskou firmu IUMEX S.p.A.. Nastává další etapa modernizace slévárny a rozšiřování výrobní a obráběcí kapacity odlitků. Kapacita této slévárny za rok převyšuje téměř 3 000 tun tvárné, šedé a temperované litiny. Odlévají se zde odlitky od hmotnosti 0,1 kg až do téměř 200 kg. V provozu je elektrická indukční pec. V rámci slévárny jsou v provozu i laboratoře s metalografickým mikroskopem. Mezi další pomůcky kontroly kvality patří i certifikovaný spektrometr a 3D měřící přístroje. Kromě výroby vlastních odlitků je v rámci této slévárny v provozu i vlastní modelárny, která umožňuje výrobu velmi přesných a složitých modelů. Tyto modely vyrábí modelárny ze dřeva a kompozitních materiálů (epoxidová pryskyřice). Modely z lehkých slitin podle požadavků zákazníka zajišťuje slévárna ve spolupráci. V rámci kvality výroby je slévárna UXA držitelem certifikátu systému řízení jakosti EN ISO 9001 : 2008. Produkce této slévárny nabízí tyto výrobky, které lze použít v oblasti regulační a měřící techniky, čerpadel, zemědělských, papírenských, ale i textilních stojů.
55
8.3
Alfe Brno s. r. o.
Obr. 7. Celkový pohled na slévárnu Alfe Brno s.r.o. (foto autor) Tato slévárna, která byla založena Antonínem Haraštou a jeho společníky již v roce 1912 má své sídlo v Chrlicích u Brna. Původní název zněl Slévárna Moravia a jednalo se o jednu z prvních českých sléváren v okolí Brna. V té době zaměstnávala až padesát zaměstnanců a jejich výrobky byly ukázkou velmi kvalitní řemeslné práce. Některé z výrobků se vyrábějí dodnes. V dnešní době se pohybuje počet zaměstnanců zhruba na stejné úrovni jako v době svého založení cca mezi 25 – 49 osobami. V době svého vzniku vyráběla tato slévárna průmyslové odlitky ze slitiny pro strojírenský a textilní průmysl, který byl na Brněnsku velmi rozšířený. Ovšem výroba se nezaměřila pouze na strojírenský a textilní průmysl, ale i na dekorativní městské a zahradní předměty jako jsou lavičky, stromové mříže, ploty, zábradlí lampy a sloupky. Některé z těchto výrobků se uplatňují jak na našich tak i na zahraničních trzích dodnes. Tato slévárna úspěšně překonala velmi těžké období hospodářské krize ve třicátých letech dvacátého století. V období druhé světové války byla v této slévárně zavedena zbrojní výroba s německým dohledem. Po druhé světové válce potkal tuto slévárnu stejný osud jako všechny soukromé podniky v Československu a v roce 1949 byla znárodněna. Později postupem času se tato slévárna stala součástí několika různých tzv. národních podniků a bývalí majitelé byli ze slévárny propuštěni. Nová historie této slévárny se začala psát roku 1992, 56
kdy se opět stala majetkem potomků původních majitelů, kteří se dohodli na novém jménu této slévárny a to Alfe Brno. Bylo potřeba přistoupit k celkové rekonstrukci a zavést nové technologie výroby a zpracování. K zavedení těchto nových technologií bylo využito finančních prostředků z evropských fondů. V roce 2011 byla slavnostně spuštěna elektrická středofrekvenční pec. Tímto spuštěním se uzavřela kapitola tavby do té doby používané studenovětrné kuplovny na koks. Slévárna Alfe Brno velkou měrou navázala na původní výrobní program bývalé slévárny Moravia. V současné době je používaná k tavbě elektrická indukční středofrekvenční pec. Mezi nejdůležitější součást výroby patří výrobky z šedé a tvárné litiny, které jsou lité do pískových forem. Výrobní sortiment byl rozšířen i o slitiny hliníku. Odlitky jsou určeny většinou pro strojírenský průmysl, jako jsou díly do obráběcích strojů, pump, čerpadel, speciálních elektromotorů, kotlů a kamen. Slévárna Alfe Brno je v kategorii malých podniků, a proto se výroba týká kusové a malosériové produkce. Jako doplňkový program výroby byla v roce 1995 zavedená výroba přesných odlitků ze zinku a cínu odstředivou technologií do gumových forem. Ve výrobě je možné použít jak stávající modelová zařízení tak vyrobit nová. U stávajících modelových zařízení je volena nejjednodušší úprava tak aby výroba daného výrobku byla co nejekonomičtější. Zvláště v dnešní době je v tomto směru kladen velký důraz na firmy. Nová modelová zařízení jsou vyráběna z různých materiálů v závislosti na předpokládané roční produkci tak aby se docílilo optimální životnosti. Mezi používané materiály patří dřevo, umělé dřevo, polyuretanová pryskyřice a kov. U hotových výrobků je zajištěno tepelné zpracování a povrchová úprava případně i obrábění. Mezi další služby patří dodání atestů a rozměrových protokolů. Laboratoř ve slévárně je vybavena optickým emisním spektroměrem Q4 Tasman určeným ke kontrole chemického složení. Zároveň je ve slévárně i pracoviště pro kontrolu rozměrů a tvrdoměry podle Brinella. Mechanické a deteskopické zkoušky se zde neprovádí, ale jsou zajištěny ve spolupráci.
57
8.4
Královopolská slévárna, s.r.o.
Obr. 8 . Celkový pohled na Královopolskou slévárnu, s.r.o. (foto autor). Mezi dalšího historicky významného zpracovatele železa a oceli patří v Brněnském regionu Královopolská slévárna s.r.o. Základy tohoto významného strojírenského podniku v rámci Brna byly položeny dne 26. 9. 1889, kdy bylo vydáno povolení k adaptaci bývalého Bauerova cukrovaru v Králově poli. Tehdy dva společníci inženýr Filip Porges a jeho bratranec August Lederer založili v těchto prostorách továrnu se zaměřením na kovodělnou a strojírenskou činnost. Tato továrna byla zapsána v brněnském obchodním rejstříku pod názvem Brünn – Königsfelder Maschinen Fabrik Lederer – Porges. Na začátku vzniku tohoto podniku byla výroba zaměřená na parní kotle, železniční vagony, vzduchové kompresory a nádrže. Roku 1891 tato továrna rozšířila svůj výrobní sortiment o výrobu dřevozpracujících strojů a zařízení určené pro petrochemický průmysl. Postupem času se výroba rozšiřuje o další výrobky z kovů, jako jsou schody, žebříky, mosty a jeřáby. Po událostech druhé světové války byla i tato továrna jako většina průmyslových podniků v ČR roku 1945 zestátněna a stal se z ní národní podnik Gottwaldovy závody – První brněnská. Královopolská vznikla s oficiálním názvem Královopolská strojírna jako samostatný subjekt Bylo upuštěno od dosavadního výrobního programu, jako jsou železniční vagony, stroje pro zpracování dřeva a lehkých dílenských jeřábů. Nový výrobní program byl zaměřen na výrobu zařízení chemického
58
průmyslu, zařízení na čištění vod a různých druhů průmyslových filtrů. Z původního výrobního programu zůstala zachována pouze výroba jeřábů. Změnila se však hmotnost vyráběných jeřábů na jeřáby těžké, hutní a portálové. Na počátku 70 – tých let je zakoupená nová technologie na výrobu odstředivých litých trubek. Je zahájena výroba určená hlavně pro petrochemický průmysl v bývalém Sovětském svazu. Základní parametry odstředivých trubek. Vnější průměr : 71 – 406 mm. Minimální vnitřní průměr : 50 mm. Minimální tloušťka stěny : 6 mm. Maximální délka : 4 000 mm. Po událostech v roce 1989 a přechodu na tržní hospodářství se změny nevyhnuly ani Královopolské slévárně. Nastal propad výroby na dnešní zhruba třetinu objemu výroby před rokem 1989 n. l. Zároveň byl v roce dokončen přechod od státního podniku do soukromých rukou v roce 1996 kdy vznikla Královopolská slévárna, s.r.o. Kromě tradičních aktivit se zaměřením na zakázkovou výrobu se podnik po roce 1996 začal zabývat i novými obory jako je energetika, lodní průmysl a mnoho dalších. Královopolská slévárna, s.r.o. se zařadila mezi moderní průmyslové podniky schopné obstát v konkurenci tržní ekonomiky. Tato slévárna splňuje ty nejnáročnější požadavky, které jsou na ni kladeny v oblasti kusové a malosériové výroby. Svým zákazníkům je schopná nabídnout celé spektrum materiálů určených pro nejrůznější odvětví průmyslu V nabídce můžeme nalézt až 150 druhů litých materiálů, které splňují světové standarty. Mezi tyto materiály patří zejména Konstrukční uhlíkové oceli pro všeobecné použití. Oceli pro vyšší tlaky a namáhání. Korozně odolné oceli. Oceli pro zvýšené teploty. Vysokoteplotní a žáruvzdorné oceli. Otěruvzdorné oceli. Oceli duplexní a superduplexní. V současnosti se v Královopolské slévárně používají na staticky lité odlitky tyto tavící agregáty Indukční pece 1X 3 t, 1 X 1 t, 1 X 0,5 t. Oblouková pec 5 t. 59
Ročně je vytaveno cca 180 t tavby. V rámci komplexních služeb nabízí Královopolská slévárna, s.r.o. i obrábění výrobků s vysokou kvalitou. Nedílnou součástí slévárny je její modelárna, kde jsou zkušenými modeláři s letitou praxí vyráběny modely pro výrobu přesných odlitků. Jsou zde vyráběny modely dřevěné, kovové, z epoxidových pryskyřic nebo kombinované. V rámci zajištění vysoké kvality nabízených služeb tak i v Královopolské slévárně, s.r.o. se řídí manuálem kvality dle normy EN ISO 9001 : 2008 včetně vystavení potřebných atestů a protokolů. Mimo tuto základní certifikaci je slévárna držitelem skupiny materiálních certifikátů od světových klasifikačních společností jako jsou Det Norske Veritas, Lloyd´s Register, Bureau Veritas, Germanischer Lloyd, TÜV NORD, American Bureau of Shipping, Russian Maritime Register of Shipping a České dráhy. Kromě uvedených certifikátů slévárna zajišťuje také široký okruh zkoušek jakou je chemická analýza, mechanické zkoušky, magnetické zkoušky, ultrazvukové zkoušky, penetrační zkoušky, RTG zkoušky. Závěrem bych rád dodal, že Královopolská slévárna, s.r.o. dostála svým historickým závazkům a směle se zařadila mezi moderní a kvalitní výrobce v rámci Jihomoravského kraje i celé ČR s výrazným ohlasem i v zahraničí.
Praktická část diplomové práce 9. Exkurze po historických a současných objektech Praktickou částí a zároveň i jednou z forem výuky exkurzí si žáci ověří své znalosti z teoretické části a seznámí se s principem výroby železa v minulosti a současnosti. V oblasti Moravského krasu probíhala v minulosti velmi intenzivní těžební a hutnická činnost zvláště pak v jeho střední části. Provedený a velmi intenzivní archeologický průzkum potvrdil jedinečnou roli tohoto regionu nejen v rámci ČR, ale i celého světa. Jednou z velmi významných osobností tohoto průzkumu je bezesporu Jindřich Wankel. Mezi dalšího významného archeologa, který se také věnoval archeologickému průzkumu hutnických dílen v regionu Moravského krasu patří i Hugo V. Sáňka, který publikoval několik hutí. Na tento výzkum a publikace úspěšně navázal roku 1932 další významný brněnský archeolog Josef Skutil. V roce 1932 nalezl významné pozůstatky železářské dílny v lokalitě tzv. Nezvalovy louky u Rudice. Také v pozdějších obdobích patřilo okolí Adamova a moravského krasu k velmi významným oblastem na našem území ve zpracování železa a oceli. K dalším významným objektům ve výrobě a zpracování železa z pozdějšího období patří bezesporu Althamr či Nová (Františčina) huť u Adamova. Uvedený objekt Althamr jak již samotný název napovídá je objekt s hamerským kladivem poháněný vodním kolem určený na další zpracování vyrobeného železa. V současnosti je to soukromý objekt bez možnosti volného přístupu a zřejmě již není v tomto objektu původní vybavení hamru. 60
Mezi další objekt hamru je tzv. – Šlakhamr, který se nachází na Českomoravské Vysočině u Žďáru nad Sázavou. Tento objekt je již plně vybaven veškerým vnitřním zařízením hamru a je spravován Technickým muzeem v Brně. V tomto objektu je k vidění jak oběžné vodní kolo se spodním náhonem tak i samotné kladivo hamru a další zrestaurované vybavení. V oblasti Moravského krasu se nachází další dva historické objekty související s výrobou železa vhodné k exkurzi v rámci seznámení se žáků s výrobou železa. Tím prvním objektem je Nová (Františčina) huť. Druhý objekt je slavná Býčí skála nazývána též starověká kovárna. K celkovému obrazu výroby a zpracování železa v minulosti je potřeba představit ještě další objekt v péči Technického muzea v Brně a to objekt kovárny v Těšanech. Zde se žáci seznámí s dalším zpracováním železy na konečné výrobky každodenní potřeby. Je zde k vidění jak výheň pro rozehřátí železných polotovarů tak samotná kovadlina a potřebné nářadí. V rámci exkurze po současných objektech, ve kterých se provádí zpracování a odlévání železa a oceli se jedná o objekty menších sléváren v Brně. Tím prvním objektem je rodinná slévárna Alfe, s.r.o. Zde se žáci seznámí již s novými způsoby výroby odlitků tentokrát šedé litiny až do hmotnosti 100 kg. Kromě odlévání výrobků z šedé litiny zde žáci mohou vidět výrobu odlitků z hliníku a to až do hmotnosti 12 kg. Tento objekt slévárny je využíván k účelu odlévání a zpracování odlitků již od roku 1912 n. l. Žáci se zde seznámí se starším dnes již nepoužívaným zařízením určeným k odlévání šedé litiny a to tzv. studenovětrnou kuplovnou. Toto zařízení se v mnohém podobá vysokým pecím určeným k výrobě surového železa. Toto zařízení ve slévárně Alfe je však mnohem menší a tím pádem si žáci udělají celkový obraz o technickém zázemí tohoto zařízení. Dalším objektem je objekt Královopolské slévárny, s.r.o. Tato slévárna úspěšně navázala na dlouholetou tradici, která je již od roku 26. 9. 1889. Jedná se o mnohem větší podnik než je Alfe Brno, s.r.o. Stále však musíme Královopolskou slévárnu zařadit do kategorie menších podniků. Žáci se na exkurzi v tomto podniku seznámí s principem a provozem dalšího typu pece a to Elektrickou obloukovou pecí. Na této exkurzi se žáci seznámí i se zázemím slévárny, jejíž nedílnou součástí je i modelárna. Na základě těchto exkurzí jak po historických objektech, tak i po objektech nových získají žáci ucelený přehled o výrobě a zpracování železa. Mají možnost porovnat způsoby a rozvoj technologií. V závěru každé exkurze budou žákům položeny otázky vztahující se vždy k danému objektu s cílem zopakovat informace získané při exkurzi.
61
9.1
Býčí skála – starověká kovárna
Obr. 9. Celkový pohled na Býčí skálu. (foto autor) V oblasti Moravského krasu se nachází jedna z celosvětově nejznámějších lokalit dokazujících umění pravěkého člověka a to tzv. Býčí skála. Její název vyplývá z nálezu bronzové sošky býka mezi předměty určenými k uctění bohů. Významný archeolog Jiří Wankl (1821 – 1897) předpokládá, že původ této plastiky je až v dalekém Egyptě, kde lidé uctívali posvátného býka Hapi ( Apis ). Tento unikátní nález byl zřejmě importován na naše území ze vzdálenějších zemí. Tento kult býka je doložen i u ostatních nejstarších civilizací zaměřených na zemědělskou výrobu a je spojován se složitými kulturními představami. Podle provedených podrobných archeologických výzkumů v období sedmdesátých let 19. stol. ,který provedl blanenský lékař a archeolog Jiří Wankel objevil posvátnou jeskyni ve které byly objeveny pozůstatky knížecího pohřbu. Tento pohřeb byl prezentován jako pohřeb významného halštatského velmože. Pozůstatky tohoto pohřbu obsahovaly velké množství předmětů denní potřeby, ale i 40 lidských koster v různých polohách. Tyto kostry vykazovaly různé stupně zohavení. Některým chyběly hlavy či končetiny. Jednalo se zřejmě o rituální vraždy v souvislosti s pohřbem. Tato jeskyně však nebyla jen rituálním pohřebištěm, ale hlavně kovářská dílna o rozloze cca 50 m2.. Tato dílna se podle archeologického průzkumu rozkládala u jedné ze stěn jeskyně. Zde na tomto místě bylo nalezeno velké množství železných nástrojů a kovářského nářadí jako jsou 62
kladiva, kovadliny, těžká dláta nebo kovářské kleště. V oblasti středomoří se nacházejí podobná místa jako je i naše Býčí skála. Jsou to v podstatě chrámy při kterých byla ritualizovaná výroba kovů. Podle železného, ale i bronzového odpadu vzniklého provozem této kovárny jako i dalších nalezených předmětů se lze domnívat, že tato kovárna zpracovávala jak bronz, tak i železo. Tímto se dokazuje, že tato kovárna pracovala po dlouhá staletí s různými materiály a svědčí o důležitosti tohoto místa. Provedeným archeologickým průzkumem bylo, ale zjištěno, že železo bylo do této kovárny importováno. Dolování a následná tavba železa ve střední části Moravského krasu je doloženo až o třináct století později zhruba na konec 8. století. Nelze však zcela vyloučit i možnost, že se těžbě železné rudy v Moravském krasu (okolí Býčí skály) věnovali starověcí řemeslníci již mnohem dříve než v uvedeném 8. století n. l. V současnosti nejsou pro tuto hypotézu žádné důkazy. Kontrolní otázky pro žáky k uvedenému odstavci a exkurzi. 1. V které oblasti České republiky se nachází jeskyně Býčí skála ? (Lokalita Moravského krasu, konkrétněji její střední část) 2. Proč jeskyně nese název Býčí skála ? (Podle nalezené bronzové sošky býka při archeologickém průzkumu) 3. V kterém časovém období se v této starobylé kovárně zpracovávalo podle průzkumů železo ? (V období starší doby železné tzv. Halštatské cca 5. stol. př. n. l.) 4. Bylo v starověké kovárně Býčí skála zpracováváno pouze železo ? (Ne, podle archeologického průzkumu bylo zjištěno i zpracovávání bronzu).
9.2
Althamr a Šlakhamr
Althamr - jedná se o další velmi zajímavý objekt v lokalitě Moravského krasu, který se zabýval zpracováváním železa. Existence tohoto hamru je dokázána již z roku 1506 na základě dvou dochovaných listin, v nichž je povoleno opravit v té době již existující, ale poškozený hamr. To dokazuje fakt, že zde již stál hamr v dřívějších dobách a pracoval zhruba v 15. století. Hamr byl nazýván také názvem „ V lukách „ nebo tak jak je známe dnes pod názvem Althamr podle doložených dokumentů z roku 1549. Již v roce 1568 je tento hamr zmiňován v dokumentech jako pustý. Jedná se o první písemně doložený hamr na území bývalého Novohradského panství. Na pohon hamerského kola byla využívána síla vodního kola, které bylo poháněno vodou z nedalekého Křtinského potoka. V dnešní době je tento objekt v soukromém vlastnictví a tudíž není možné uskutečnit exkurzi uvnitř tohoto objektu. Přesto, ale patří mezi významné kulturní
63
památky nejen v regionu Moravského krasu, ale i v celé ČR neboť dokládá rozvinuté zpracování železa na území dnešní ČR.
Obr. 10. Objekt bývalého Althamru (foto autor) Tento hamr, patřil mezi významné objekty na Novohradském panství v dobách svého největšího rozvoje. Přesto se krize nevyhnula ani tak dobře rozvinutému objektu a logicky nastalo ukončení zpracování a výroby železa. Výroba byla přesunuta o pár kilometrů dál do objektu Staré huti, ale to je již jiný objekt a jiné století.
64
Obr. 11. Objekt bývalého Šlakhamru. (foto autor) Šlakhamr -
počátky vzniku železářství na Českomoravské vrchovině jsou spojeny právě s tímto
objektem. Vlivem kolonizace krajiny na pomezí Čech a Moravy zaštítěné bývalým Cisterciáckým klášterem ve Žďáře nad Sázavou zhruba v polovině 13. století, dochází k založení několika objektů hamrů a jedním z nich je právě dnešní objekt Šlakhamru. O vlastní činnosti hamru se dochovalo několik historických dokumentů. Na základě dokumentu z roku 1357 dostával tento hamr dříví na stavbu od vrchnosti zadarmo. Dřevo na výrobu dřevěného uhlí a železnou rudu musel nájemce hamru vrchnosti platit. Hamr provozoval svoji činnost až zhruba do poloviny 17. století. V období roku 1694 – 1742 tento objekt již není popisován jako hamr, ale jen jako grunt nebo tvrz s mlýnem. Toto svědčí o tom, že se zde již nevěnovali výrobě a zpracování železa, ale pouze zemědělské výrobě. Činnost tohoto mlýnu je definitivně ukončena před druhou světovou válkou (1939 – 1945). Tento objekt, je taktéž ve správě Technického muzea v Brně a v jeho vnitřních prostorách je velmi zajímavá ukázka technologií určených k výrobě a zpracování železa. Taktéž je v tomto objektu umístěná expozice popisující výrobu od začátku doby železné. Kontrolní otázky pro žáky k uvedenému odstavci a exkurzi. 1.
V kterém století stál objekt Althamru podle dochovaných písemností ? (V 15 století n. l. ne základě dvou dochovaných dokumentů z roku 1506 n. l. s povolením opravy již poškozeného hamru. Tímto je dokázáno, že zde objekt hamru již stál v 15. století)
65
2.
Pod jakým původním názvem je znám objekt nazývaný Althamr ? (Tento objekt hamru je také nazýván jako Hamr v lukách).
3.
Kdo inicioval založení objektu Šlakhamr u Žďáru nad Sázavou. (Byl to řád Cisterciánů ve Žďáře nad Sázavou).
4.
Za co všechno musel platit nájemce Šlakamru vrchnosti a co naopak dostával od vrchnosti zdarma ? (Nájemce musel vrchnosti platit dřevo na výrobu dřevěného uhlí a železnou rudu. Dřevo na stavbu hamru dostával od vrchnosti zdarma.)
66
9.3
Stará huť u Adamova (Františčina huť)
Obr. 12. Dřevouhelná vysoká pec v objektu Staré huti. (foto autor). Tato vysoká pec je nazývána Stará huť nebo také Františčina huť. Tento objekt je umístěný v Josefovském údolí v okolí města Adamov. Jedná se o další významný objekt v Moravském krasu zabývající se v minulosti výrobou železa. Na exkurzi v tomto objektu bude žákům vysvětlený způsob výroby železa dříve a dnes. V tomto objektu je umístěná velmi pěkná výstava spolu s modely na nichž je ukázaný proncip výroby železa. Tato huť má datum svého vzniku v roce 1746 a jedná se tedy o období novověku. Tato pec je vysoká dřevouhelná pec, která pracovala pro Lichtenštenský železářský podnik. Při výstavbě této pece došlo zároveň ke zrušení dvou vysokých pecí ( Stará pec na Svitavě ) pro neekonomičnost provozu způsobenou s problémy v zásobování železnou rudou. Tímto krokem zůstala v provozu pouze Františčina huť v Josefovském údolí. Není jistě bez zajímavosti, že v osmdesátých letech 18. století vyráběla tato huť okolo 7, 5 % celkové produkce železa na Moravě. V roce 1793 propukl na této peci požár v jehož důsledku došlo k zničení větší části výrobního zařízení. Na popud tehdejšího správce železáren Karla Rudzinského byla přestavěna celá vysoká pec a zničené výrobní objekty byly obnoveny. Tímo krokem byl celý provoz železáren na mnohem vyšší úrovni než v období před požárem. Tak jako při každém válečném konfliktu tak i při tzv. napoleonských válkách je situace pro huť nepříznivá. Uvažuje se dokonce i o jejím zrušení. Tím největším problémeme mimo jiné bylo zajistit dostatečné množství dřeva na výrobu paliva do pece a sice 67
dřevěného uhlí. Tímto pravidelným přísunem byla zajištěna i plynulá tavba. Během 19. století jsou přijaté další významné technické inovace díky kterým se podařilo mnohonásobně zvýšit produkci pece a tím pádem i zachránit výrobu v této huti. Mezi lety 1846 – 1847 byla tato vysoká pec přestavěna a vybavená čerpací tůní. Mimo jiné byla tato pec také vybavená zařízeím pro předehřívání dmýchaného vzduchu. Tímto technickým postupem bylo dosaženo mnohem vyšších teplot což mělo logicky příznivý vliv na produkci vyrobeného železa. Došlo i na pokusy vytápění pece pomocí kychtových plynů. Ve čtyřicátých letech 19. století se výroba orientovala na výrobu litiny ze které se stal velmi žádaný artikl zvláště pak při budování nových strojírenských podniků. Pro udržení požadované kvality litého zboží byly vybudovány v polovině 19. stol. při této vysoké peci dvě kuplovny pro tzv. druhé tavení. Jednalo se o výrobní proces přetavování vyrobeného surového železa na odlévání ve slévárně. Velmi příznivě byl ovlivněn další růst výroby výatvbou železnice v údolí řeky Svitavy. Přesto, ale i přes tuto nespornou výhodu se provoz této pece stával nerentablním. Nová konkurence mderních hutí ze severní Moravy a Slezska, které již pro tavbu používaly koks a v neposlední řadě i zastarávající technologie a hospodářská krize způsobily v sedmdesátých letech 19. století definitivní uzavření této huti. Tato huť byla uzavřena roku 1877 a provoz v ní již nebyl nikdy obnoven. (Souchopová 2002). Kontrolní otázky pro žáky k uvedenému odstavci a exkurzi. 1.
U jakého významného průmylového města se Stará huť (Františčina huť) rozkládá ? (Tuto huť nalezneme v Josefovském údolí u Adamova).
2.
Na jaký druh paliva byla stavěná Stará huť (Františčina huť) ? (Na dřevěné uhlí, které bylo získávané z pálení dřeva okolních lesů).
3.
Z jakého důvodu a v kterém století byla ukončena výroba železa ve Staré huti ? (Tím důvodem, který vedl k ukončení výroby byla zejména hospodářská krize v sedmdesátých letech 19. stol)
4.
Jaká událost velice příznivě ovlivnila další růst výroby ve Staré huti ? (Touto událostí byla výstavba železnice v údolí řeky Svitavy).
68
9.4
Alfe Brno s.r.o.
Obr. 13 Celkový pohled na slévárnu Alfe Brno s.r.o. (foto autor). Tento objekt představuje již zástupce moderních podniků věnující se výrobě a zpracovávání železa. Konkrétně se zde věnují odlévání výrobků z šedé a tvárné litiny. Slévárna se kromě odlévání litiny zaměřila i na odlévání výrobků z hliníku. Sice se jedná o moderní rodinný podnik, ale propojení s historií je zde také. Tento podnik byl založen již v roce 1912 panem Antonínem Haraštou a jeho společníky pod názvem Moravia v Chrlicích u Brna. V době svého vzniku se jednalo o jednu z prvních českých sléváren v okolí Brna s padesáti zaměstnanci. Výrobky této slévárny byly a dosud jsou ukázkou mistrovských výrobků. V současné době se majitelé dohodli po privatizaci na novém názvu Alfe Brno. Na exkurzi seznámí žáci s dnes již běžně používanými procesy výroby od samého počátku, který zahrnuje návrh, výrobu formy, odlití výrobku a jeho konečnou úpravu obrobením. Vyrobené odlitky jsou převážně určeny pro strojírenský průmysl do obráběcích strojů, pump, čerpadel, speciálních elektromotorů, kotlů a kamen. Slévárna se zabývá také výrobou městského mobiliáře, jako jsou lavečky, lampy pouličního osvětlení, kryty kanalizace či odpadkové koše. Tyto výrobky dodává i do zahraničí. Slévárna Alfe Brno, se řadí do kategorie malých podniků a proto, se výroba týká pouze kusové a malosériové produkce. Žáci si budou mít možnost prohlédnout v rámci exkurze tavbu v menší indukční peci používané v této slévárně. Je zde i starší pec, která je již nefunkční a zastaralá. Tato nefunkční pec je v podstatě zmenšená vysoká pec a žákům je možné na této již nefunkční peci podrobně vysvětlit procesy při výrobě železa. Součástí exkurze bude i prohlídka modelárny kde se vyrábí přesné modely odlitků z dřeva, umělého dřeva, polyuretanové 69
pryskyřice a kovu. Kromě prohlídky modelárny se žáci seznámí i s provozem konečné úpravy výrobků obráběním, kalením atd. Kontrolní otázky pro žáky k uvedenému odstavci a exkurzi. 1.
V kterém roce a pod jakým názvem byla založena současná slévárna Alfe Brno s.r.o. ? (Tato slévárna byla založena již v roce 1912 pod názvem Moravia).
2.
Jaké výrobky se v této slévárně vyrábějí ? (Vyrábějí se zde odlitky určené pro strojírenství do obráběcích strojů, pump, čerpadel speciálních elektromotorů, kotlů kamen a městského mobiliáře).
3.
Jaký typ pece je zde využíván k výrobě odlitků ? (Ve slévárně Alfe Brno se využívá k tavbě indukční pec).
4.
S jakým materiálem se zde při tavbě pracuje ? (V této slévárně se odlévá z šedé litiny tvárné litiny a hliníku).
9.5
Královopolská slévárna s.r.o.
Obr. 14 Celkový pohled na objekt Královopolské slévárny s.r.o. (foto autor). Historie tohoto objektu je spojena s jedním z nejvýznamnějších Brněnských průmyslových podniků a to Královopolskými strojírnami. K založení těchto strojíren došlo v roce 1889 kdy na základě
70
vydání povolení k adaptaci bývalého Bauerova cukrovaru v Králově poli. Tehdy se jednalo o založení továrny se zaměřením na strojírenskou a kovodělnou činnost. Tuto továrnu založili dva společníci inženýr Filip Porges a jeho bratranec August Lederer. Tato továrna, byla zapsána v Brněnském obchodním rejstříku pod názvem Brünn – Königsfelder Maschinen Fabrik Lederer – Porges. Na začátku byla výroba zaměřená na parní kotle, železniční vagony, vzduchové kompresory a nádrže. Později jak se továrna rozrůstala tak se rozšířila i nabídka dalších výrobků o dřevozpracující stroje, zařízení určené pro petrochemický průmysl, schody, žebříky, mosty a jeřáby. Slévárna byla důležitou součástí tohoto podniku. Po událostech roku 1989 a přechodu ČR na tržní ekonomiku se i tato slévárna v roce 1996 stala soukromým podnikem s názvem Královopolská slévárna s.r.o. Žáci se zde na exkurzi seznámí s výrobou odlitků z oceli. Také v této slévárně se žáci na exkurzi setkají s několika indukčními pecemi o různých objemech vsázky tak jak ve slévárně Alfe Brno. Vzhledem k velikosti podniku, jehož součástí byla Královopolská slévárna jsou tyto pece mnohem větší. Další pec určenou ke zpracovávání oceli v této slévárně, se kterou se žáci při exkurzi seznámí je oblouková pec s objemem vsázky 5 tun. Tato oblouková pec je však využívána při větších zakázkách kdy je potřeba vytavit značné množství oceli. Pro běžný provoz by byla výroba v ní neekonomická. Žáci uvidí další postup výroby odlitků z oceli od výroby forem po samotné odlévání až po konečnou úpravu v obrobně. Samozřejmě i nedílnou součástí této slévárny je modelárna kde jsou vyráběny modely odlitků ze dřeva, kovu, epoxidových pryskyřic nebo kombinované. V současnosti je výroba v této slévárně zaměřená na zařízení chemického průmyslu, zařízení na čištění vod a různých druhů průmyslových filtrů a nově i energetiky a lodního průmyslu. V nabídce této slévárny je až 150 litých materiálů z oceli. Kontrolní otázky pro žáky k uvedenému odstavci a exkurzi. 1.
Jaké typy pecí se používají na tavbu v Královopolské slévárně s.r.o.? (Používají indukční a obloukové pece).
2.
S Jakým materiálem se pracuje v této slévárně při výrobě odlitků? (V této slévárně se odlévá z různých druhů ocelí).
3.
Na jaká průmyslová odvětví je zaměřená výroba v Královopolské slévárně s.r.o.? (Výroba je v současné době zaměřená na odlitky zařízení chemického průmyslu, čištění vod, energetiky a lodního průmyslu).
71
4.
V kterém roce byla založená Královopolská strojírna, jejíž součástí byla i slévárna? (Samotná Královopolská strojírny byla založená roku 1889).
10.Provedení výzkumu šetřením Tímto kvantitativním šetřením bych rád zjistil úroveň znalostí žáků na Střední škole informatiky, poštovnictví a finančnictví o výrobě železa a oceli. Jestli umí správně vysvětlit rozdíl ve výrobě železa a oceli. Další otázka v tomto šetření, na kterou bych rád našel odpověď zní, jestli žáci znají postupy při výrobě a umí popsat jednotlivá technická zařízení používaná ve výrobě. Kromě výroby železa a oceli bych rád získal tímto výzkumem i další informace od žáků z hlediska jejich dostatečného přístupu k těmto informacím co se týká obsahu učebnic či jiných didaktických pomůcek. Zda oslovení respondenti měli možnost si své teoretické znalosti ať už ze školy nebo ze svého soukromého života ověřit v některém z průmyslových objektů jak historických tak současných. Další otázka, na kterou bych rád zjistil odpověď v rámci provedeného šetření, je zda v minulosti navštívili některý z historických či současných objektů a zda to bylo v rámci výuky nebo v rámci svého volného času. A v neposlední řadě bych rád tímto šetřením našel otázku na odpověď, zda mají žáci zájem o toto velice zajímavé téma. Výzkum bude proveden formou dotazníku s uzavřenými a otevřenými otázkami na dané téma. Dotazník bude anonymní spolu se základními údaji o respondentovi (zda je muž či žena). Tímto šetřením bude celkem dotázáno 45 respondentů z celkem čtyř tříd ve věkovém rozsahu od 15 let a ž do 18 let. Dotazovaní respondenti jsou z oborů „ Informační a komunikační technologie (3 ročník, 4 ročník) a Mechanik informačních technologií (2 ročník. 3 ročník).“
72
20 15 10 5 0 MIT 3 ročník
MIT 2 ročník
IK 4 ročník
IK 3 ročník
Graf č. 5 – Počet oslovených respondentů a jejich rozdělení do jednotlivých tříd. MIT 3 ročník – Mechanik informačních technologií 3. ročník – 5 žáků. MIT 2 ročník – Mechanik informačních technologií 2. ročník – 19 žáků. IK 4 ročník – Informační a komunikační technologie – 4. ročník – 10 žáků. IK 3 ročník – Informační a komunikační technologie – 3. ročník – 11 žáků.
10.1 Úvod a důvody provedení výzkumu šetřením Důvodem proč jsem se rozhodl provést tento výzkum byl ten, že podle mých praktických zkušeností žáci nedovedou, uspokojivě popsat výrobu železa a oceli.
Mají pouze základní
představu, ale již nedovedou určit rozdíl mezi železem a ocelí popřípadě nedovedou popsat rozdíl ve výrobě těchto materiálů. Přitom se jedná o materiály, se kterými přicházejí každý den běžně do kontaktu, aniž by si to uvědomovali. Proto jsem zaměřil otázky i na zjištění mé domněnky, že žáci nemají dostatečný přístup k potřebným informacím o výrobě tak důležitého materiálu jako je železo a ocel. Podle mého zjištění není ani této látce určený dostatečný prostor ve výuce kromě specializovaných škol a oborů na hutní výrobu. Cílem této práce není učit žáky přesné technické popisy, ale přirozenou formou ukázat výrobu železa a oceli jak v historii, tak i v současnosti. Tímto směrem jsem i směřoval uvedené dotazy v dotazníku. Po mých konzultacích s učiteli na mnou oslovené škole se tato má domněnka potvrdila. Tento můj předpoklad potvrdilo následné vyhodnocení dotazníku kdy většinou na otázky spojené s výrobou či objekty na výrobu železa a oceli odpověděli respondenti většinou záporně. Cílem tohoto výzkumu bylo zjistit nakolik dotázaní respondenti mají představu o výrobě těchto materiálů. Dalším cílem výzkumu bylo zjištění, zda již navštívili některý z objektů, který je spojován s výrobou a zpracováním uvedených materiálů jak historických tak i současných. Popřípadě zda plánují návštěvu některého z historických objektů v okolí Brna s rodiči ve svém
73
volném čase. Pokud ano tak proč a zda je tato tématika zajímá. Další otázka, na kterou bych rád dostal odpověď od dotázaných respondentů je proč zvolili daný objekt.
10.2 Způsob provedení výzkumu šetřením pomocí dotazníku Tento výzkum jsem se rozhodl provést pomocí dotazníku formou jednoduchých otázek. Celkem jsem oslovil 45 respondentů z technického oboru Informační a komunikační technologie (3 ročník, 4 ročník) a Mechanik informačních technologií (2 ročník. 3 ročník). Respondenti byli ve věkovém rozpětí od 15 – 18 let a byli studenty Střední školy informatiky, poštovnictví a finančnictví. V dotazníku odpovídali na celkem deset otázek. Z toho prvních sedm otázek je formou uzavřených otázek a zbylé tři otevřené. U otázek uzavřených měli respondenti možnost volby mezi třemi odpověďmi a to variantu ano, variantu ne a poslední možností byla varianta nevím. U otevřených otázek měli respondenti možnost volného vyjádření k dané otázce. U těchto otevřených otázek měli možnost doplnit své informace ohledně svých osobních poznatků z návštěvy jak historických tak současných objektů zabývajících se výrobou nebo zpracování železa a oceli. U těchto otevřených otázek směřoval jeden z dotazů na respondenty, zda plánují návštěvu některého z objektů.
10.3 Vyhodnocení dotazníku 1. Vyhodnocení otázky – Znáte postup při výrobě železa? Na tuto otázku odpovědělo z celkového počtu 45 respondentů celkem 13 respondentů ano, dalších 24 respondentů odpovědělo ne a zbývajících 8 respondentů odpovědělo nevím.
otázka č. 1
ano ne nevím
2. Vyhodnocení otázky – Máte dostatek informací o výrobě železa v rámci výuky? Na tuto otázku odpovědělo z celkového počtu 45 respondentů celkem 6 respondentů ano, dalších 34 respondentů odpovědělo ne a zbývajících 5 respondentů odpovědělo nevím.
74
otázka č. 2
ano ne nevím
3. Vyhodnocení otázky - Mělo by být ve vašem oboru zařazeno do hodiny více prostoru pro toto téma? Na tuto otázku odpovědělo z celkového počtu 45 respondentů celkem 4 respondenti ano, dalších 33 respondentů ne a zbývajících 8 nevím.
otázka č. 3
ano ne nevím
4. Vyhodnocení otázky – Uvítali by jste více informací na téma výroba železa ? Na tuto otázku odpovědělo z celkového počtu 45 respondentů celkem 10 respondenti ano, dalších 28 respondentů ne a zbývajících 7 nevím.
75
otázka č. 4
ano ne nevím
5. Vyhodnocení otázky – Zajímá vás toto téma? Na tuto otázku odpovědělo z celkového počtu 45 respondentů celkem 11 respondenti ano, dalších 29 respondentů ne a zbývajících 5 nevím.
otázka č. 5
ano ne nevím
6. Vyhodnocení otázky – Setkáváte se s informacemi o daném tématu i mimo výuku? Na tuto otázku odpovědělo z celkového počtu 45 respondentů celkem 11 respondenti ano, dalších 30 respondentů ne a zbývající 4 nevím.
76
otázka č. 6
ano ne nevím
7. Vyhodnocení otázky – Je pro vás dané téma důležité? Na tuto otázku odpovědělo z celkového počtu 45 respondentů celkem 5 respondenti ano, dalších 34 respondentů ne a zbývajících 6 nevím.
otázka č. 7
ano ne nevím
8. Vyhodnocení otázky – Navštívili jste některý z historických objektů, který se zabýval výrobou či zpracováním železa? U této otevřené otázky z celkového počtu 45 respondentů uvedl jeden, že navštívil historickou kovárnu, jeden respondent uvedl svoji návštěvu Staré huti u Adamova a celkem 43 respondentů uvedlo, že nenavštívili žádný historický objekt. 9. Vyhodnocení otázky - Navštívili jste některý ze současných objektů, který se zabývá výrobou nebo zpracováním železa? (pokud ano napište jeho název).
77
U této otevřené otázky z celkového počtu 45 respondentů uvedli dva, že navštívili objekt slévárny, ale již neuvedli, jaký to byl objekt (název podniku). Celkem 43 respondentů uvedlo, že nenavštívili žádný objekt. 10. Vyhodnocení otázky - Hodláte v blízké době navštívit ať už historický nebo současný objekt, který se zabývá výrobou nebo zpracováním železa? (pokud ano napište jeho název). U této otevřené otázky z celkového počtu 45 respondentů neuvedl žádný, že by v budoucnu hodlal navštívit některý z historických nebo současných objektů zabývajících se výrobou nebo zpracováním železa a oceli.
10.4 Diskuze Na základě vyhodnocení šetření, které bylo provedeno formou dotazníku s uzavřenými i otevřenými otázkami, jsem dopěl k velice zajímavým závěrům. Jednak uvedenými odpověďmi, ale i skladbou respondentů. Není jistě bez zajímavosti, že v uvedeném anonymním dotazníku neodpovídala ani jedna žena. Potvrdila se na základě dotazníku má domněnka o nedostatečném množství informací, ohledně výroby a následného zpracování železa a oceli. Z odpovědí respondentů vyplývá, že nemají dostatečné množství potřebných informací ohledně daného tématu. Výuka a potřebné informace k výrobě železa a oceli jsou žákům předkládány ve zkrácené a zjednodušené formě. Co se týká rozlišení výroby v minulosti a současnosti tak žáci nemají vůbec žádné informace ohledně výroby železa přímou a nepřímou metodou. Také co se týká následného zpracování železa hlavně v minulosti tak nemají žádné informace o potřebě kováren, které byly nezbytně nutné při přímé výrobě železa. Možná je to dáno volbou školy, ve které jsem tento výzkum prováděl. Věřím tomu, že pokud bych tento výzkum prováděl na specializované škole nebo odborném učilišti se zaměřením na hutní výrobu, kovovýrobu nebo obrábění tak by výsledky výzkumu byly určitě jiné. Je na místě i otázka jak by tento způsob šetření v oblasti vědomostí žáků o výrobě železa a oceli dopadl na vyšším stupni základní školy. Jestli by byly uvedené hodnoty srovnatelné s žáky průmyslových a odborných škol nebo zda by výsledek byl horší. Co se týká vyhodnocení otázek otevřených tak zde jasně vyplynulo, že dotazovaní respondenti neměli možnost se v rámci výuky seznámit s objekty na výrobu železa a oceli. Jak historickými tak současnými. Je zřejmé, že zde je určitá mezera, kterou by bylo vhodné doplnit exkurzí v některém z uvedených objektů. Určitě ve formě exkurze v některém z popisovaných objektů si žáci snáze přiblíží výrobu těchto materiálů a výrobků z nich vyrobených. Další má domněnka, která se potvrdila provedeným šetřením pomocí dotazníku je o určitém nezájmu i ve svém volném čase navštívit některý z historických objektů. Je škoda, že žáci nevyužívají možností navštívit tyto objekty v okolí Brna třeba se svými rodiči. Podle mých zkušeností je forma výuky 78
pomocí exkurze velmi účinná metoda kdy si žáci mohou sami potvrdit své teoretické znalosti a v některých historických objektech i osobně vyzkoušet (např. při zkušebních tavbách ve Staré huti u Adamova nebo v kovárně v Těšanech). Podle provedeného výzkumného šetření by měli žáci určitý zájem o návštěvu některých objektů. Rozhodně jsem přesvědčen, že by tento způsob prezentace vhodně doplnil a rozšířil vědomosti žáků o dané problematice. Jsem přesvědčený, že pokud bych toto šetření provedl na jiné škole tak by dopadl velmi podobně a data by se velmi nelišila. Pouze malé procento dotázaných respondentů uvedlo některý z uvedených historických objektů a, nebo moderní provoz slévárny (na název navštívené slévárny se však nepamatují). Bylo by vhodné, na základě šetření tohoto dotazníku dát mnohem větší prostor základním informacím o výrobě železa a rozšířit tyto informace na základě provedené exkurze. Věřím tomu, že by takto nově získané informace byly žákům přínosem i dalším studiu třeba na vysokých školách technického zaměření.
11.Závěr Při zpracovávání této diplomové práce jsem došel k poznatku, že na území ČR se nachází spousta velice zajímavých objektů a lokalit světového významu. Kromě historických objektů, určených k výrobě a zpracování železa či oceli je v ČR spousta poměrně moderních provozů. Toto vše svědčí o tom, že se náš stát může směle řadit k vysoce průmyslovým zemím. Podle mého zjištění, které jsem zpracoval v této diplomové práci, tomu bylo i v dávné minulosti, kdy naši předkové dokázali zpracovávat tento „ demokratický kov.“ V dávné minulosti byla dostačující i surovinová základna nacházející se na našem území. S nástupem průmyslové revoluce však již bylo nutné většinu surovin dovážet, což se v budoucnu, negativně projevilo na vývoji našeho státu. Přes tyto negativa se ovšem potvrdila technická vyspělost na našem území. Hutnický průmysl byl vždy hybným motorem ekonomiky a výroba železa určovala v období průmyslové revoluce vyspělost daného státu. Bývalá Československá a dnešní Česká republika vždy v tomto oboru patřila ke světové špičce a i když po roce 1989 došlo k rapidnímu poklesu výroby tak i po tomto datu si ČR udržuje svoje místo v této oblasti. Sice již nejsou tak velké provozy na zpracovávání železa a oceli tak jako tomu bylo před rokem 1989, ale je s podivem kolik je malých provozů s velmi rozmanitou a kvalitní výrobou. Tímto krokem se postupně utvořily podmínky pro zařazení těchto menších provozů na světový trh a tyto podniky vhodně doplňují velké ocelářské provozy v zahraničí. Tímto jsou i konkurenceschopné.
79
V rámci této diplomové práce jsem provedl výzkum pomocí dotazníku na střední škole s velmi zajímavým výsledkem. Je smutné, že žáci nemají tušení o historických objektech, které vypovídají o historii a kultuře v ČR. Tak jako je s podivem, že se nesetkali s objekty novými zabývající se výrobou a zpracováváním železa a oceli. Bylo by vhodné s tímto dědictvím ať už kulturním tak i technickým žáky seznámit aby si uvědomili, že mohou být hrdí na Českou republiku. Zároveň jsem na základě provedeného výzkumného šetření mezi žáky došel k závěru, že nemají dostatečné množství potřebných informací k výrobě a následnému zpracování železa a oceli. Bylo by vhodné zařadit do výuky zvláště pak na vyšším stupni základních škol a středních škol více hodin s touto tématikou. Podle mého názoru je škoda nevyužít spoustu možností s ukázkou výroby železa a oceli jak v historických objektech, tak i v současných objektech. S výukovou metodou exkurze by si žáci nejlépe uchovali vědomosti spojené s výrobou tohoto „ demokratického kovu „ jak je železo někdy nazýváno. Bylo by vhodné více informovat žáky o možnostech navštívit zvláště pak historické objekty, které se v minulosti zabývaly výrobou železa. Podle mého názoru se jedná o velmi zajímavé objekty, které jsou velmi pěkné udržovány pod patronací Technického muzea v Brně. Bylo by škoda těchto možností na doplnění výuky nevyužít.
12.Seznam použité literatury a pramenů BARTOŠ, Josef a Miloš TRAPL. Československo, 1918-1938: 1839-2009. 3. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 2001, 182 s. Studie z historie techniky a průmyslu. ISBN 80-244-0267-X. ČAPKA, František a Miloš TRAPL. Dějiny českých zemí 1800-1918: 1839-2009. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 2003, 156 s. Studie z historie techniky a průmyslu. ISBN 80-2103078-X. FREMUNT, Přemysl. Nástrojové oceli. Brno: Dům techniky, 1994. FRÖHLICHOVÁ, Mária. Hutníctvo železa. Vyd. 1. Košice: Technická univerzita v Košiciach, Hutnícka fakulta, 2004. ISBN 80-8073-184-5. HLÁVKA J., KADERA J. – Historie železářství a uhlířství v Českém lese.( 2010 ).1. vyd. Hornicko – historický spolek v Plané u Mariánských lázní., 2010. HERNAS, Adam. Žárupevné oceli a slitiny. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2009. ISBN 978-80-248-2187-0.
80
JECH, Jaroslav. Tepelné zpracování oceli: metalografická příručka : určeno *také+ pro studenty středních průmyslových škol hutnických. 3., upr. a dopl. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1977. Řada hutnické literatury. KREPS, M., - Železářství na Žďársku 1350 – 1886. 1. vyd. Studie z historie techniky a průmyslu. KROFTA, Karel., - Dějiny Československé : 1. vyd. Praha, 1946. Dějiny států MACHOTKOVÁ, Jana a Karel STRÁNSKÝ. Společnost Vítkovice v dokumentech 1828-2003: 18392009. Vyd. 1. V Šenově u Ostravy: Tilia, 2009, 182 s. Studie z historie techniky a průmyslu. ISBN 80861-0179-7. MORGAN, Kenneth O a Miloš TRAPL. Dějiny Británie: 1839-2009. 1. vyd. Praha: Lidové noviny, 1998, 639 s. Dějiny států (Nakladatelství Lidové noviny). ISBN 80-710-6347-9. ONDRASZEK, Bronisław a Karel STRÁNSKÝ. 170 let Třineckých železáren: 1839-2009. Vyd. 1. Vendryně: Beskydy, 2009, 113 s. Studie z historie techniky a průmyslu. ISBN 978-80-904165-2-9. SOUCHOPOVÁ, Věra a Karel STRÁNSKÝ. Tajemství dávného železa: archeometalurgie objektivem mikroskopu. Brno: Technické muzeum v Brně, c2008. Studie z historie techniky a průmyslu. ISBN 978-808-6413-549. SOUCHOPOVÁ, Věra. Cesta železa Moravským krasem. *Blansko: Správa chráněné krajinné oblasti Moravský kras+, c2002, 123 s. ISBN 80-239-0459-0. SOUCHOPOVÁ, Věra a Karel STRÁNSKÝ. Tajemství dávného železa II: k počátkům přímé výroby železa z rud = Secret of early iron II : to the beginning of the direct method of iron production. Brno: Technické muzeum v Brně, c2011, 113 s. Studie z historie techniky a průmyslu. ISBN 978-8086413-83-9. VEBER, Václav a Miloš TRAPL. Dějiny Rakouska: 1839-2009. 1. vyd. Praha: Lidové noviny, 2002, 727 s. Studie z historie techniky a průmyslu. ISBN 80-710-6491-2. ZEMEK, Miloš., - Vývoj železářství na Českomoravské vysočině 1352 – 1952.1. vyd. Praha:1956 Studie z historie techniky a průmyslu. RASL Zdeněk a LABOUTKOVÁ Irena. Přehled dějin hutnictví v českých zemích. 1. vyd. Brno:2014. ISBN 978-80-7037-246-3.
81
13.
Obrazová příloha Obrazová příloha k lokalitě Býčí skála
Obr. 15. Celkový pohled na lokalitu Býčí skála. (foto autor).
Obr. 16. Detail vstupu do jeskyně (foto autor). 82
Obrazová příloha k lokalitě Althamr a Šlakhamr
Obr. 17. Celkový pohled na objekt Althamru (foto autor).
Obr. 18. Detailní pohled na obytnou a pracovní část Šlakhamru. (foto autor). 83
Obr. 19. Vodní kolo pohánějící Šlakhamr (foto autor).
Obr. 20. Hamerské kladivo (foto autor).
84
Obr. 21. Dvojčinný měch na dmýchání (foto autor).
Obrazová příloha k lokalitě Stará huť u Adamova (Františčina huť)
Obr. 22. Vysoká dřevouhelná pec. (foto autor).
85
Obr. 23. Objekt bývalé modelárny (foto autor).
Obr. 24. Dvojčinný měch na dmýchání do pece (foto autor).
86
Obr. 25. Železná houba vzniklá při tavbě (foto autor).
Obrazová příloha k lokalitě Alfe Brno s.r.o.
Obr. 26. Zaměstnanci slévárny Moravia na společné fotce r. 1912
87
Obr. 27. Taviči vytloukači při založení slévárny v r. 1912
Obr. 28. Pohled na budovu slévárny (foto autor).
88
Obr. 29. Částečný pohled na budovu slévárny a přilehlých skladů (foto autor).
Obr. 30. Detailní pohled na elektrickou indukční pec (foto autor).
89
Obr. 31. Detailní pohled na slévárnu s připravenými formami (foto autor).
Obrazová příloha k lokalitě Královopolská slévárna
Obr. 32. Detailní pohled na budovu slévárny (foto autor).
90
Obr. 33. Detailní pohled na elektrickou obloukovou pec (foto autor).
Obr. 34. Detailní pohled na elektrickou indukční pec (foto autor).
91
Obr. 35. Odlévání do připravených forem (foto autor).
Obr. 36. Detail forem na lití odlitků (foto autor).
92
Obr. 37. Celkový pohled na slévárnu (foto autor).
Obr. 38. Celkový pohled na obrobnu (foto autor).
93
Obr. 39. Celkový pohled na modelárnu (foto autor).
Obr. 40. Celkový pohled na již hotové odlitky (foto autor).
94
Obr. 41. Detailní pohled na hotové odlitky (foto autor).
95
Vzor dotazníku použitého ve výzkumném šetření DOTAZNÍK PRO ŽÁKY STŘEDNÍCH ODBORNÝCH ŠKOL. Milá studentko, milý studente, Jsem studentem posledního ročníku pedagogické fakulty. Tento dotazník jsem vytvořil proto, abych zjistil, jaké vědomosti mají studenti technických oborů na středních odborných školách. Další úlohou tohoto dotazníku je zjistit zda mají studenti dostatečný přístup k informacím a učebním materiálům vztahujících se k výrobě železa. Prosím vás o co největší upřímnost při jeho vyplňování – jedná se o vědecký výzkum, ve kterém mají pravdivé odpovědi cenu. Dotazník je anonymní, proto se nikam nepodepisujte. Jsem : žena …….. muž……….. ( označte prosím křížkem ) Můj věk :………………………. Vzdělání : ……………………...
Datum vyplnění : ( den, měsíc, rok ) Dále se již prosím věnujte samotnému dotazníku. Postup při jeho vyplňování je jednoduchý. Zakroužkujte vždy jen jednu odpověď. Pokud u odpovědi není místo na zakroužkování prosím o stručnou písemnou odpověď. Děkuji za vyplnění
Bc. Jan Pokorný
1. Znáte postup při výrobě železa a) ano
b) ne
c) nevím
2. Máte dostatek informací o výrobě železa v rámci výuky a) ano
b) ne
c) nevím
3. Mělo by být ve vašem oboru zařazeno do hodiny více prostoru pro toto téma a) ano
b) ne
c) nevím
4. Uvítali by jste více informací na téma výroba železa a) ano
b) ne
c) nevím
96
5. Zajímá vás toto téma a) ano
b) ne
c) nevím
6. Setkáváte se s informacemi o daném tématu i mimo výuku a) ano
b) ne
c) nevím
7. Je pro vás dané téma důležité a) ano
b) ne
c) nevím
8. Navštívili jste některý z historických objektů, který se zabýval výrobou či zpracováním železa ( pokud ano napiště jeho název ) …………………………………………………………………………………………………................................................ ....................................................................................................
9. Navštívili jste některý ze současných objektů, který se zabývá výrobou nebo zpracováním železa ( pokud ano napiště jeho název ) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………
10. Hodláte v blízké době navštívit ať už historický nebo současný objekt, který se zabývá výrobou nebo zpracováním železa ( pokud ano napiště jeho název ) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………
Děkuji vám za trpělivost při vyplnění dotazníku !!!!!!
97
