Zvyšování podílu výrobků s vyšší přidanou hodnotou - cesta k udržení konkurenceschopnosti Autoři: Karel Klimek TŽ a. s. , Třinec Jaroslav Pindor TŽ a. s., Třinec Henryk Huczala TŽ a. s. , Třinec Karel Milan Čmiel TŽ a. s. , Třinec Anotace Třinecké železárny, a. s. jako specialista na výrobu dlouhých výrobků, které jsou vyráběny na bázi rudné cesty, se dlouhodobě strategicky zaměřují na výrobu výrobků s vyšší přidanou hodnotou. To je realizováno dvěma cestami. V rámci firmy jsou zaváděny nové technologie jako je tepelné zpracování, tažení, speciální apretace apod. Na straně druhé jsou to nové akvizice, např. do výroby tažených výrobků, ploché oceli či ocelových trub.
1 Nové technologické operace v Třineckých železárnách, a. s. 1.1 Úvod Třinecké železárny, a. s. jsou tradičním výrobcem oceli, polotovarů a válcovaných produktů patřících do kategorie dlouhých výrobků založených na čistotě oceli z rudné vsázky. Obrovský pokrok v tradičním hutnictví a cílevědomost prosadit se v konkurenci nadnárodních konsorcií vedl v Třinci k preciznosti technologické cesty konvertorové výroby oceli, mimopecního zpracování a lití oceli na zařízeních plynulého odlévání ať už blokového s určením především pro výrobu kolejnic a dvojkolí, ale také SBQ (Special Bar Quality) vyšší rozměrové řady a také sochorového kontilití s uplatněním v oblasti válcování drátu a SBQ nižší rozměrové řady na kontijemné válcovně. Všechny hutní výrobky od průměru 5,5 do 20 mm (drát) přes speciální tyčovou ocel a sochory až po vývalek o Ø 300 mm vyžadují speciální chemické složení šité "na míru" budoucímu finálnímu produktu. Hnací silou technického a technologického pokroku je zde trh založený na požadavku kvality výrobku a ekonomiky plynoucí z úspor v řetězci technologické cesty. Samozřejmě se rozumí prodej ve většině případů ne energeticky a surovinově náročného hutního polotovaru, ale výrobku finalizovaného s vyšší přidanou hodnotou. Rozumí se tím např. vývalek řízeně válcovaný za účelem úspory v tepelném zpracování, na druhé straně u ocelí určených k těmto účelům naopak tepelně zpracovaných, a to buď zušlechtěných či žíhaných. Kvalita výrobku je zaměřena především na povrchovou a vnitřní homogenitu prověřovanou na nejmodernějších defektoskopických linkách. V případě požadavku na finalizaci hutního výrobku za studena je nezbytně nutné nabídnout odběrateli tyče loupané či jinak opracované, velice žádaný na trhu je dlouhý výrobek tažený (popřípadě dále speciálně povrchově upravený). Toto je velice stručný výčet oblastí činností, do kterých v posledních 15 letech Třinecké železárny, a. s., soustředily obrovský lidský potenciál podmíněný investicemi od hutní prvovýroby až po finalizaci výrobku.
1
1.2 Výroba speciálních značek ocelí na konvertorové ocelárně Široké portfolio třineckých výrobků a přitom nezbytná specializace vedly ke zřízení takzvaných nosných výrobních programů, na kterých pracují týmy v celém technologickém toku napojené na marketing a prodej výrobku. Jako příklad jsou zde uvedeny některé z těchto 11 programů: Kolejnice, předlitky pro nápravy a výrobu trubek z oblasti hrubé výroby, tyčová ocel určená pro automobilový průmysl a z oblasti drátu pak vysokouhlíkový drát (kordy, předpjatý beton), šroubárenské a ložiskové oceli. 1.2.1 Portfolio třineckých značek ocelí V Třineckých železárnách existuje kolem 2800 obchodních značek ocelí, z nichž asi 500 je plně aktivních ve výrobě. Tyto oceli se dají rozdělit asi do 14 skupin ocelí podle specializovaných oblastí použití. • konstrukční oceli • uhlíkové oceli • mikrolegované oceli • cementační oceli • automatové oceli • oceli určené k zušlechtění • řetězové oceli • šroubárenské oceli • pružinové oceli • elektrodové oceli • oceli se zvýšenou obrobitelností • ložiskové oceli • nástrojové oceli • vysocelegované (korozivzdorné) oceli Tento stručný výčet nezahrnuje veškerý výrobní sortiment Třineckých železáren, ale dává určitou představu o jeho naplnění. 1.2.2 Výroba ZF ocelí Pro názornost zde uvádíme příklad jednoho typu speciálních ocelí vyvíjených v Třineckých železárnách a „šitých na míru“ odběratelům. Tyto oceli jsou nazvány dle německého odběratele a specialisty na výrobu převodových ústrojí a komponentů pro ně z cementačních ocelí - Zahradfabrik Fridrichshafen. Finální určení těchto ocelí spočívá v automobilech, zemědělských a těžkých stavebních strojích, lodích a leteckém průmyslu. V Třineckých železárnách se vyrábí především oceli ZF7B a ZF7, ZF1A a ZF1. Hrubými adekváty těchto ocelí jsou normalizované značky 16MnCr5 a 18CrNiMo7-6. U ZF ocelí jsou požadovány speciální vlastnosti: • striktního chemického složení • úzkého pásu prokalitelnosti • dynamické nárazové práce • velikosti a rovnoměrnosti austenitického zrna po cementaci • vnitřní makro i mikro homogenitě prověřované UZ kontrolou v kapalině • vysokého stupně protváření materiálu
2
Vývoj těchto speciálních cementačních ocelí byl podmíněn primárně vysokou čistotou oceli, dodržením velmi úzkého rozpětí legujících prvků a ve finále schopnosti kvalifikovaně docílit a prověřovat jejich vlastnosti, jako např. nárazovou práci na tzv. Bruggerově kladivu. 1.3 Řízené válcování a ochlazování vývalku V Třineckých železárnách, a. s. existuje několik možností jak řízeně válcovat, ať už je to válcování kolejnic na vratné trati hrubé válcovny, válcování tyčí, sochorů a bloků na sochorové válcovně na Kladně - Dříni či válcování ploché oceli na univerzální trati v Bohumíně. Mezi technologicky nejlépe vybavené však patří kontidrátová trať (KDT) a kontijemná válcovna (KJT) situované v mateřském podniku v Třinci. Jako vsázka pro tyto válcovny slouží unifikovaný plynule odlévaný sochor kv. 150 mm, dosahující po rekonstrukci sochorového kontilití vysoké vnitřní i povrchové kvality. Kontidrátová trať modernizovaná ve dvou etapách, a to v r. 1997 (finální část válcovny) a v r. 2000 (kroková pec a předtrať, výběhová a adjustážní část válcovny) skýtá možnost řízeného válcování v hotovním desetistolicovém bloku typu Morgan a řízeného ochlazování na Stelmor dopravníku, a to buď zrychleného s použitím 12 vysokokapacitních ventilátorů nebo zpomaleného na uzavřeném dopravníku 32 izolovanými kryty. V prvním případě je využita maximální rychlost dopravníku zvyšující se skokově v 5 technologických sekcích Stelmoru, ve druhém případě je využíváno nejnižší jeho rychlosti s pobytem smyček 6 - 8 minut pod izolovanými kryty. Řízené válcování je založeno na principu snížení válcovací teploty provalku o cca 150 °C ve dvou chladících sekcích umístěných ve smyčce před HB. Takto byla vyvinuta speciální technologie normalizačního válcování a ověřena technologie termomechanického válcování u několika skupin nízkolegovaných a mikrolegovaných ocelí šroubárenských, pružinových, ložiskových, elektrodových a dalších. Kontijemná válcovna, rekonstruována v r. 2003 - 2004, je technologicky vybavena ve finální částí ASC stolicí a vodní chladící skříní před a za ní. ASC je v podstatě dvojstolice sestávající z vertikálních a horizontálních válců založených na automatickém řízení konečných rozměrů vývalků. Vodní chladící skříň č. 1 (před ASC) ochladí teplotu provalku cca o 150 - 200 °C a umožní tím normalizačně válcovat tyče symetrických rozměrů. Byly vyvinuty technologie normalizačního válcování konstrukčních a mikrolegovaných ocelí, šroubárenských, cementačních ocelí a další skupiny ocelí jsou ověřovány. Značná pozornost je věnována nově připravované investici do Garretových navíječek na kontijemné válcovně. Bude realizována v příštím roce a umožní řízené zrychlené či zpomalené ochlazování SBQ ocelí v 2t svitcích rozměrové řady Ø 16 - 50 mm. Účelem řízeného válcování a ochlazování drátu a tyčí, popřípadě dalších vývalků, je dosažení mikrostrukturních a mechanických charakteristik materiálu už ve válcovaném stavu. Tímto je umožněno vynechat či zkrátit proces tepelného zpracování a nabídnout na trhu nový výrobek s vyšší přidanou hodnotou.
3
1.4 Tepelné zpracování a povrchová úprava drátu 1.4.1 Tepelné zpracování drátů V této oblasti vstoupily TŽ, a. s. do zcela nového oboru podnikání, který představuje postupné vybudování 5 pecí typu STC - short time cycling (zkrácený cyklus žíhání). Lze žíhat svitky různými režimy tepelného zpracování, a to hlavně: • sferoidizačním žíháním (na měkko) • rekrystalizačním žíháním • žíháním na odstranění pnutí • možnost odstranění okují a snížení hladiny oduhličení. Doba žíhání je závislá na typu žíhání - 19 až 24 hodin. Hmotnost vsázky pro jednotlivou pec je 22 tun - drátů (28 tun tyčí). Pece jsou hlavně určeny pro žíhání drátu ve svitcích, omezeně pro žíhání tyčí. 1.4.2 Povrchová úprava a tažení drátu Výstavba STC pecí úzce souvisí s výstavbou linek STAKU pro povrchovou úpravu (fosfátování) a tažení drátu. Jedná se o nejnovější technologii s aplikací elektrotechnického fosfátování a následného tažení. Fosfátování je druh úpravy tepelně zpracovaného drátu, na kterém se vylučuje fosforečnan zinečnatý. Ten ve spojení s mazivy na bázi mýdla a vápna zajišťuje hladší povrch drátu, vyšší rychlost deformace, nižší teplotu v průběhu tváření, a tím umožňuje dosahování delší životnosti tvářecích nástrojů během dalšího zpracování tvářením za studena, rovněž chrání drát částečně před korozí při krátkodobém skladování. Z pohledu tažení se jedná o egalizační tah, jehož úběr by neměl překročit 20 %. Tento úběr slouží k tomu, aby drát získal požadovanou přesnou toleranci průřezu (nelze dosáhnout válcováním) a hladký povrch s dostatečnou vrstvou fosfátu. Jedná se o technologii šetrnou k životnímu prostředí. Naplnění uvedených investičních záměrů do roku 2008 umožní finalizaci drátu v celé rozměrové řadě KDT - ø 5,5 až 20 mm především v oblasti ložiskových, šroubárenských, pružinových a řetězových ocelí. Značná část těchto investičních záměrů už byla realizována, v současné době probíhá běžné tepelné zpracování drátu na 2 STC pecích a je ověřována technologie 1. finalizační linky STAKU. 1.5 Tyčová ocel Koncepce rozvoje finalizace tyčové oceli v TŽ, a. s. je velice rozsáhlá, zahrnuje oblasti prověřování povrchové a vnitřní kvality, mechanické opracování a jejich tepelné zpracování. Jedná se o: • loupání tyčí • defektoskopii tyčí • tepelné zpracování tyčí (žíhání a zušlechtění). 1.5.1
Loupání tyčí
Současný stav v loupací kapacitě zajišťují 3 loupací linky NORTON a 2 linky Landgraf. Technologicky je loupání tyčí spjato s jejich ohrotováním (jednostranně i oboustranně), demagnetizací a defektoskopickou kontrolou. Kvalita povrchu je zajišťována na úrovni třídy H9 a H11, je připravována investice do nové linky umožňující plnit garanci v kategorii až H8. 4
1.5.2
Defektoskopie tyčí
Defektoskopická kontrola vývalku je potřebná v závislosti na: • účelu použití (D-díly, zápustkové a volné kování, automobilový průmysl, tváření za studena, ...) • garantované hloubce a velikosti vad • požadavku odběratele • stabilitě procesu a je tvořena defektoskopii povrchových a vnitřních vad. Na úseku kontroly povrchových vad jsou v současnosti využívány 3 linky fy Foerster, a to Circoflux (detekce vad max. 0,2 mm), umístěny s defektoskopem vnitřních vad Starmans a Circoflux (detekce vad max. 0,3 mm), pracující v lince s přístrojem pro detekci vnitřních vad Karl Deutsch - Echograph. Poslední přístroj Circoflux je samostatný, bude ale v nejbližší době dovybaven o ultrazvukovou kontrolu. 1.5.3
Tepelné zpracování tyčí - žíhání
V oblasti tepelného zpracování tyčí žíháním jsou (pomineme-li omezené kapacity STC pecí pro tyto účely) dnes k dispozici v TŽ dvouvozové žíhací pece o kapacitě 24 kt/rok (1 pec) s možností provádět • žíhání na měkko (sferoidizační, GKZ) • žíhání na odstranění pnutí • žíhání normalizační. Investice do nových pravděpodobně průběžných pecí jsou připravovány. Využívá se rovněž kapacita nově rekonstruované pece ve Strojírnách TŽ, a. s.
1.6 Zušlechtění tyčí V současné době jsou v TŽ využívány kapacity zušlechťovacích linek provozovaných na sochorové válcovně (SCHV) Kladno. V mateřském podniku se připravuje akce technického rozvoje a představuje výstavbu nových kalicích a popouštěcích pecí pro zušlechtění svazků tyčí z KJT. Koncepčně bude při výstavbě linky počítáno i s možností využití části kapacit pro normalizační žíhání konstrukčních ocelí včetně zrychleného ochlazování vzduchovou sprchou. Součástí linky bude i rovnací a dorovnávací linka (lis), tryskáč a kompletní defektoskopická kontrola (povrch + UZ).
2 Budování výrobkových řetězců 2.1 Úvod Současný vývoj v ocelářském průmyslu se vyznačuje silnou integrací prostřednictvím fúzí hutních firem, akvizicemi a konsolidací oborů finálního zpracování hutní výroby. Integrace výrobkových řetězců umožňuje tvorbu ucelené nabídky zboží a umožňuje tak samostatně působící hutní společnosti čelit tlaku globálně působících ocelářských uskupení. TŽ zakládají svou rozvojovou strategii na dodávkách hutní výroby vysoké kvality do oborů s vyšším finálním zpracováním a postupně budují zpracovatelské řetězce.
5
Finalizace hutního výrobku umožňuje především zvýšení přidané hodnoty, rozšíření stávajícího výrobního portfolia o nové typy výrobků a větší uspokojení potřeb zákazníka. Finalizované hutní výrobky nepodléhají silným výkyvům na trhu vzhledem k protažení výrobního řetězce směrem k odběrateli především do oblasti automobilového průmyslu a strojírenství. V důsledku těchto trendů byla přijata strategie se zaměřením na růst podílu dlouhých hutních výrobků s vyšší přidanou hodnotou na bázi rudné cesty a jejich prodej se uskutečňuje prostřednictvím společnosti Moravia Steel. Výrobní kapacity jsou v současné době koncentrovány, kromě mateřského podniku v Třineckých železárnách, dále na Kladně, Bohumíně, Ostravě, Starém Městě a České Vsi. 2.2 Řetězárna Česká Ves, a.s. Portfolio Řetězárny je charakterizováno především výrobou ochranných řetězů na kolové nakládače, sněhovými řetězy, důlními a rybářskými (kotevními) řetězy, záběrovými řetězy na lesní traktory, závěsnými vázacími prostředky atd. Společnost se orientuje v poslední době především na růst podílu výroby vysocepevných řetězů jakostní třídy 8 a 10. V současnosti je cca 60 % prodeje realizováno na zahraničních trzích. Cílem společnosti je rozšíření výrobního portfolia o výrobky s vyšší přidanou hodnotou. 2.3 Sochorová válcovna TŽ na Kladně Trh tyčové oceli, zejména ušlechtilých značek ocelí označovaných jako SBQ, se velice, dynamicky rozvíjí především v důsledku rozvoje automobilového průmyslu s důrazem na zvyšování podílu ocelí s vyšší obrobitelností a ocelí mikrolegovaných precipitačně vytvrzovaných. Současné portfolio sochorové válcovny na Kladně plně koresponduje s výše uvedenými trendy. Společnost vyrábí tyčovou kruhovou ocel průměrů 70 (80) až 300 mm, sochory a bloky kv. 70 až 320 mm. Možnost výroby z kvalitní „mateřské vsázky“ a především dodávky velkých válcovaných formátů poskytují velkou konkurenční výhodu. Pro zajištění vyšší přidané hodnoty se významný podíl produkce tepelně zpracovává (zušlechťování a žíhání), případně finalizuje loupáním. Hlavním cílem společnosti do roku 2010 je navýšit kapacitu válcovací tratě a úpraven na roční výrobu cca 300 kt. 2.4 Univerzální trať Bohumín Hlavním výrobním sortimentem vyráběným na UT je široká ocel válcována za tepla v rozměrech: šířka: 150 až 520 mm tloušťka: 5 až 60 mm délka: 2 až 12 m. Roční produkce této tratě je cca 60 kt, z toho je přibližně 75 % konstrukčních ocelí a 25 % ocelí legovaných a nástrojových. Největšími odběrateli jsou firmy zabývající se výrobou návěsů, vagonů, zemědělských strojů, podkladnic, matric a různých nástrojů. Mezi základní odběratele však patří výrobci různých ocelových konstrukcí. Vzhledem k narůstajícím požadavkům zákazníků na výrobu široké oceli, zejména z pohledu vyšší meze kluzu a produkci s vyšší přidanou hodnotou, je v podmínkách UT zvládnuta technologie normalizačního, případně termomechanického válcování. Zvládnutí tohoto 6
způsobu válcování nám otevírá dveře na průnik do nových perspektivních trhů, jako jsou automobilový, vojenský, lodní a železniční průmysl. 2.5 VÍTKOVICE – válcovna trub Ostrava Společnost VVT – VÍTKOVICE válcovna trub, a.s. vyrábí bezešvé trubky v objemu cca 105 kt/rok a byla do skupiny TŽ začleněna v roce 2005. Na domácím trhu je VVT téměř jediným výrobcem bezešvých trub od 275 po 406 mm a nabízí zákazníkům kromě kvalitního materiálu také krátké realizační a dodací lhůty a flexibilitu výroby z kontilité vsázky mateřské firmy. VVT v současnosti vyrábí ocelové bezešvé trubky na dvou Mannesmannových tratích průměru 60,3 až 406 mm s tloušťkou stěny 6,3 mm a výše. Malý Mannesmann je po rekonstrukci v dobrém stavu. Velký Mannesmann si vyžádá v nejbližší budoucnosti zásadní investici do modernizace, která zabezpečí požadovanou kvalitu trubek a umožní další navýšení výroby. 2.6 Ferromoravia Staré Město Po ukončení provozu společnosti Trifinal, a. s. ve Veselí nad Moravou na podzim 2004 bylo tažení oceli do tyčí v rámci skupiny koncentrováno ve společnosti Ferromoravia Staré Město s kapacitou cca 65 kt/rok. Nosným programem společnosti je výroba tyčí tažením technologií svitek – tyč a tyč – tyč. Současnou sortimentní skladbu tvoří tažená ocel kruhového, šestihranného a čtvercového průřezu v tyčích a tažená ocel kruhová ve svitcích. Výrobkovou a tržní strategii společnosti je navyšování podílu dodávek na trhu automatových ocelí, včetně ocelí legovaných Pb, rozšíření prodejního sortimentu o legované značky s využitím tepelného zpracování.
3 Závěr Skupina Třinecké železárny, a. s. a Moravia Steel, a. s. dnes nabízí širokou paletu hutního zboží. Výrobky jsou vyráběny na bázi rudné cesty a neustále se u nich zvyšuje přidaná hodnota. Dlouhodobě a cílevědomě je výrobní portfolií přesouván do oblasti ocelových výrobků, které splňují vysoké a speciální kvalitativní požadavky. Vyrábět vysoké sofistikované výrobky s nízkými výrobními náklady je cesta k udržení konkurenceschopnosti.
7
