ŽELEZARSKI ZBORNIK IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 15 LJUBLJANA MAREC 1981 Razvoj predelave žice v slovenskih železarnah UDK: 621.77;621.7.01 ASM SLA: G4, G5 Gvido Melink, F. Legat UVOD 1. PREDELAVA ŽICE V SŽ DANES Ni pretirana ugotovitev, da se tako poglobljeno in strokovno, predvsem pa povezano in vsklajeno kakor danes še nismo ukvarjali z načrtovanjem smeri nadaljnjega razvoja, in sicer v proizvodnji in neproizvodnji. Temeljite analize stanja in razvojnih možnosti so omogočile oceno dejanskega stanja in pokazale smeri bodočega razvoja. Osnovna ugotovitev se je ob tehtanju doseženih kvalitativnih kazalcev ponujala sama od sebe: v prihodnje bomo morali proizvajati zahtevnejše izdelke, tj. izdelke z večjim deležem vloženega dela, ki bodo dajali ustrezno akumulacijo in tudi omogočili enakovredno nastopanje v mednarodni delitvi dela. Prav gotovo te naloge niso lahke, močno so tudi povezane z možnostmi preskrbe z osnovnim materialom. Preskrba z ustreznim osnovnim materialom pomeni življenjsko osnovo za načrtovano pre-struktuiranje in nadaljnji razvoj predelave žice v SŽ, zato želimo predelovalci s tem prispevkom predstaviti svoje področje dela in osnovne smernice nadaljnjega razvoja. Proizvodni program predelovalcev žice v SŽ sestavljajo tri glavne skupine proizvodov: 1. vijaki 2. verige 3. pletiva in gradbene mreže K tej osnovni delitvi dodajamo še odkovke, ki so sestavni deli verig in verižne opreme. Že sama delitev nakazuje, da gre za proizvode, ki so namenjeni industriji in široki potrošnji. V večini primerov predstavljajo standardno blago. Za vsako od teh skupin obstaja več proizvajalcev v Jugoslaviji, ki proizvedejo skupno 123 500 ton omenjenih izdelkov. Od tega izdelajo predelovalci žice v SŽ 35 400 ton, kar predstavlja približno četrtino jugoslovanske proizvodnje. Ob doseženi proizvodnji pa še vedno uvažamo približno 8 000 ton teh izdelkov. Strukturo uvoza predstavljajo predvsem izdelki višjih kvalitet in s posebnimi zahtevami, za katere doma še nimamo ustreznih materialnih pogojev, potrebnega znanja in praktičnih izkušenj. Brez dvoma je postopno osvajanje takih proizvodov, ki jih rabi domači trg in ki jih je možno tudi izvažati, osnovni motiv nadaljnjega razvoja. Tabela 1: Količinska proizvodnja predelave žice v letu 1979 Skupina proizvodov SFRJ tone 106 din SŽ predelovalci tone 106 din delež SŽ "A tone SFRJ tone uvoz tone izvoz Sž izvoz tone vijaki 73.000 2.592 14.200 600 19 2.800 18.000 4.500 verige 14.500 526 9.200 370 63 380 5.700 3.320 mreže in pletiva 36.000 789 12.000 235 33 4.800 5.000 235 SKUPAJ 123.500 3.907 35.400 1.265 28 7.980 28.700 8.063 Gvido Melink, dipl. inž., vodja tehničnega sektorja Franc Legat, dipl. inž., vodja razvojnega oddelka O h Prispevek SŽ Veriga za XXVII jesensko posvetovanje strokovnjakov črne in barvaste metalurgije ter livarstva Slovenije Tabela 1 1. PROIZVODNJA V LETU 1979 — SFRJ ton 000 din vijaki + zakovice 73.000 2.592.000 verige + odkovki (naši) 14.500 526.000 mreže + pletiva 36.000 788.664 SKUPAJ 123.500 3.906.664 2. PROIZVODNJA SŽ (Veriga, Žična, Plamen, Tovil) ton 000 din vijaki + zakovice 14.200 600.000 verige + odkovki 9.200 370.000 mreže + pletiva 12.000 235.000 SKUPAJ 35.400 1.205.000 3. UVOZ 1979 — SFRJ ton 000 din vijaki + zakovice 2.800 200.000 verige + odkovki 380 41.000 mreže + pletiva 4.800 60.000 neposredno indirektno v izmeri + 1500 ton SKUPAJ 7.980 301.000 4. IZVOZ 1979 — SFRJ ton 000 din vijaki + zakovice verige + odkovki mreže + pletiva 18.000 5.700 5.000 320.000 130.000 130.000 SKUPAJ 28.700 580.000 5. IZVOZ SŽ 1979 ton 000 din vijaki + zakovice verige + odkovki mreže 4- pletiva 4.500 3.310 253 80.000 86.500 7.200 SKUPAJ 8.063 173.700 Preden bi ocenili aktualnost sedanjega programa, poglejmo še strukturo uporabljenih osnovnih materialov za posamezno skupino proizvodov, (tabela 2, stran 5) Podatki o porabljenem materialu kažejo, da še vedno prevladujejo nizkoogljična jekla za manj zahtevne izdelke, ki predstavljajo 65 % vsega porabljenega materiala. To kaže, da obstoječo proizvodnjo lahko razdelimo v 2 skupini izdelkov: — v izdelke s slabšo akumulacijo in z velikim vložkom materiala navadnih kvalitet in — v zahtevnejše izdelke z boljšim razmerjem material — vloženo delo. Povedati moramo, da so le-ti v strukturi količinskih planov v manjšini in predstavljajo 35 % proizvedene količine. Čeprav je potrebno upoštevati več vidikov pri tehtanju uspešnosti neke proizvodnje, se vsiljuje ugotovitev, da bo treba obstoječi program prečesati predvsem z vidika akumulativnosti, hitreje in uspešneje bi bilo potrebno osvajati proizvodnjo zahtevnih izdelkov višjih kvalitet in se bolj smelo in odločno dogovarjati o delitvi programov tudi z ostalimi jugoslovanskimi proizvajalci. V splošnem lahko rečemo, da predelovalci sami nismo zadovoljni z doseženim, da pa so nam v stremljenju, da bi dosegli več, pogosto poleg subjektivnih težav ponagajale tudi objektivne okoliščine, na katere smo imeli zelo malo vpliva. Da je razvoj tekel počasneje, so bili glavni vzroki predvsem v: — počasnem osvajanju tehnologije — kadri — v dobavah jekla, ki ni izpolnjevalo potrebnih pogojev — možnosti železarn — v potrebni menjavi strojnega parka, ki omogoča prehod v kvaliteto — uvoz opreme Razlog počasnejšega napredovanja v proizvodnji je tudi splošno pomanjkanje jekla v Jugoslaviji. Podatki za maj 1980 kažejo, da je izpolnjeno pod polovico planiranih dobav v okviru Sž. 4. NAČRTOVANJE SMERI RAZVOJA PREDELAVE V PRIHODNJEM SREDNJEROČNEM OBDOBJU 1981—1985 Z ozirom na zapleteno trenutno situacijo v gospodarstvu in ekonomiki naše države je ob sedanjih pogojih na osnovi razpoložljivih informacij in analiz težiko dovolj natančno predvideti prihodnje dogajanje. Kljub temu pa so potrebne usmeritve, ki bodo prinesle boljše rezultate v kovinsko predelovalni industriji, jasno opredeljene: — proizvodnja zahtevnih izdelkov — uvajanje avtomatizacije v obdelovalne sisteme — upoštevanje materialnih in kadrovskih omejitev — izvozna usmerjenost proizvodnje Na osnovi teh izhodišč smo se odločili za dve poti: — načrtovali smo prestrukturiranje v tem smislu, da smo večji delež razpoložljivih in načrtovanih zmogljivosti namenili akumulativnim izdelkom — nakazujemo smeri pri iskanju novih atraktivnih proizvodnih programov Še vedno pa ostajamo zvesti osnovni dejavnosti — predelavi žice tudi v prihodnje, saj je petletno obdobje z upoštevanjem dolgoročnih možnosti prekratko, da bi bilo možno realno doseči bistvene spremembe in premike. Tabela 2 — Struktura uporabljenih osnovnih materialov za posamezno skupino proizvodov Skupina proizvodov Osnovni material namen uporabe oznaka vijaki verige mreže in pletiva jekla z garantirano sestavo za preoblikovanje v hladnem za poboljšanje za cementiranje in karbonitriranje nerjaveča jekla jekla z garantirano sestavo s sposobnostjo gibanja v hladnem z garantirano varivostjo (nepomirjena jekla) za poboljšanje za cementiranje in karbonitriranje jekla trgovske kvalitete jekla z garantirano sestavo nerjavna jekla K V 10, Č 1102 Č 1220 Cr-Ni z nizkim C C 1102, Č 8330, Č 7435, Č 5420, 15 Mn-Ni, 16 MnNiCr, 16 MnNiCrMO Pomembno je tudi dejstvo, da v našem proizvodnem programu še nismo dosegli vrha in nismo še izčrpali vseh možnosti pri napredovanju, ki jih nudi. Skladno s temi usmeritvami bodo struktura izdelkov in zahteve pri kvalitetah materialov po posameznih skupinah proizvodov naslednje: (tabela 3) Projekcije proizvodnih planov kažejo, da bo proizvodnja izdelkov z višjimi trdnostmi pri verigah narasla in zahtevala kot osnovni material mi- krolegirana jekla s sposobnostjo preoblikovanja v hladnem in za nadaljnjo toplotno obdelavo, pri proizvodnji vijakov in odkovkov pa jekla s sposobnostmi za hladno preoblikovanje in s posebej pripravljeno površino, ki omogoča ustrezno življenjsko dobo orodja in zahtevano površino izdelka brez dodelave. Tako zastavljlen proizvodni program bo izboljšal strukturo porabljenih jekel v prid kvalitetam z novim razmerjem, ki naj bi bilo obrnjeno v primerjavi z dosedanjim. Ob tem orne- Tabela 3 — Projekcija, materialov v prihodnjem obdobju 1981—85 Izdelek Oznaka jekla vijaki — lesni vijaki karbonitrirani, galvansko zaščiteni — vijaki za pločevino cena/kvaliteta, galvansko zaščiteni — hladno stiskani odkovki —- matični vijaki —• matice — nerjavni vijaki KV 10, Č 1220 KV 10, Č 1220 KV 10, Č 1220 KV 35, KV 10 KV 35, KV 10 avstenitno jeklo z nizkim ogljikom vlečena žica vlečena žica fosfatna žica fosfatna žica fosfatna žica vlečeno in površinsko kemično obdelano verige — verige trgovske kvalitete ■— verige za rud. transporterje — verige za elevatorje — verige za dvigala in privez, bremen — verige za delovne stroje (zaščitne, traktorske, snežne) C 1102 Č 8330, Č 7435 Č 5420 16 MnNiCr 16 MnNiCrMO 15 MnNi 16 MnNiCr vlečena žica valjana žica do 0 18 kolob. nad 0 18 palice nad 0 18 palice vlečena žica pobakrena vlečena žica mreže m pletiva Materiali se vklapljajo v gornji program jekel, razen mrež za armaturo stekel in kord žice za pnevmatike, iki pa jih bo potrebno obdelati posebej, če bo ta proizvodnja zares stekla njamo, da upoštevamo preskrbo z osnovnim materialom kot osnovni omejitveni faktor in potrošnje materiala v prihodnje ne proučujemo. Mnenja smo tudi, da je povečanje količinske proizvodnje v predelavi, posebno če se materiali ne vklapljajo v programe železarn, ki težijo k večji proizvodnji plemenitih jekel nerealno. 3. POTREBNE SPREMEMBE IN ZAMENJAVE STROJEV IN NAPRAV ZARADI NOVE RAZVOJNE USMERITVE ŽELEZARJEV IN PREDELOVALCEV Kakor v prvih poglavjih tega sestavka poudarjamo optimalne poti predelave žice v SŽ, se v tem delu dotikamo skupnih interesov na relaciji proiz-vodja žice — predelava. Želimo opozoriti na nekatere dileme in različna gledanja glede predelave žice v prihodnosti, to je s stališča železarjev in predelovalcev. 3.1. Najprej odpiramo dilemo različnih gledanj na pojem »kvalitetno jeklo in prehod na plemeniti program«. Železarji pri tej opredelitvi bolj poudarjajo kemično sestavo in vsebnost posameznih legirnih elementov, pri čemer imajo v mislih jekla, kot na primer nerjavna, odporna proti kemičnim vplivom itd. Predelovalci pa s tem pojmom opredeljujemo jekla z garantirano sestavo, z določenimi mehanskimi lastnostmi, s sposobnostjo za posamezne postopke preoblikovanja v hladnem, z zagotovljeno varivostjo ter z ustrezno dimenzijsko in površinsko pripravo. Verjetno se bo treba posebej, če je to skupen interes, dogovoriti o tem vprašanju in si postaviti interno klasifikacijo, ki lahko postane tudi osnova za pripravo ustreznega standarda. 3.2. Tehnološke zahteve pri proizvodnji in pripravi žice za doseganje optimalne predelave so za posamezno skupino proizvodov naslednje: Vijaki in hladni odkovki — garantirana sestava kot osnovni pogoj, ki zadovoljuje zahtevam po enakomernosti materiala — ustrezne mehanske lastnosti materiala — sposobnost preoblikovanja v hladnem — večja/manjša — dogovorjena dimenzijska natančnost, ki jo narekuje vrsta nadaljnje predelave (zaprti stisk) — stanje površine — fosfatirano, bakreno, kad-mijzirano, kar omogoča ustrezno življenjsko dobo orodja, doseganje ekstremnih zahtev pri preoblikovanju, doseganje ustreznih površin izdelovanca, — še nekatere posebne zahteve pri dobavljenem stanju — velikost enote, antikorozijska zaščita, vrsta embalaže itd. — v tej skupini posebej omenjamo materiale za nerjaveče vijake, za kar uporabljamo avstenitno žico s čim nižjo trdnostjo, da je stiskanje mogoče. Podobno velja tudi pri mikrolegiranih jeklih. Verige — ker upogibanje verige, (ki se, če je le mogoče, izvaja v hladnem, predstavlja pomembno operacijo pri izdelavi verig, veljajo tudi v tem primeru zahteve po neenakomernosti materiala in ustreznih mehanskih lastnostih. Predvsem se v tem primeru srečujemo s pojmom minimalnega krivin-skega radija, ki ga material pri pregibu prenese in ki obenem odvisno od načina upogibanja (klasično z lokalnimi deformacijami, sodobno s postopnim upogibom) določa mejo med delom v hladnem ali v toplem. Kvaliteta upogibanja močno vpliva na kvaliteto in trdnost zvarnega spoja. — varjenje kot naslednja operacija tudi zahteva izpolnjevanje nekaterih pogojev. Klasični varilni stroj z elektrouporovnim načinom varjenja brez odžiganja zahteva nepomirjeno jeklo, površina žice pa naj omogoča dobre kontakte med varilno elektrodo in osnovnim materialom. Varjenje pomirjenih jekel znižuje zgornjo dovoljeno mejo za ogljik (0,18 %), površina žice pa naj bo prevlečena z 1—2 mikrona debelo plastjo bakra, ki omogoča boljše kontakte. Tako pripravo žice dosežemo z znanimi kemičnimi postopki in nadaljnjim mokrim prevlekom. Površina žice je čista, nima ostankov vlečnih praškov, ki bistveno poslabšajo kontaktne površine, zato ima dobro prevodnost pod elektrodami. S tako pripravo žice lahko z elektrouporom in načinom varjenja varimo tudi mikrolegirana jekla, vendar z ustrezno manjšimi hitrostmi in ustrezno večjimi pritiski. Te tehnološke zahteve pogojujejo žico z: — garantirano sestavo in varilno sposobnostjo — ustreznimi mehanskimi lastnostmi za hladno upogibanje — dimenzijsko in oblikovno natančnostjo — stanjem površine, ki omogoča ustrezno prevodnost električnega toka Pri izdelavi mrež in pletiv postavljamo podobne zahteve. Če želimo doseči zahtevano — željeno lastnost žic za nadaljnjo predelavo, je potrebno pri prehodu v kvalitetni program urediti: 1. Toplotno obdelavo (peči, ki omogočajo nastavljanje režimov ohlajanja) 2. Površinsko kemično obdelavo žic in palic Za te toplotne obdelave danes nobena od železarn nima zadosti kapacitet niti pravih peči (razen železarna Štore). Podobno pa je stanje pri kemični dodelavi. To pa pomeni nove investicije v fina-lizaciji pri pripravi žice. Z ozirom na to, da je nadaljnja proizvodnja žice v SŽ vprašljiva, ko se tehtajo smeri nadaljnjega razvoja, odpiramo še novo dilemo, ki naj pomaga pri iskanju optimalne rešitve s stališča nacionalnega gospodarstva. Gre za vprašanje, ali je smotrnejše — da si železarne zagotovijo pogoje in s svojo predelavo usmerijo v njihovo osnovno dejavnost — proizvodnjo surovin ter pripravijo tudi žice do uporabnega stanja z vsemi že omenjenimi zahtevami — ali naj se razmeroma neorganizirano in razdrobljeno opravlja priprava žice v predelavi. Odgovor ni težak, prav gotovo pa je treba poiskati načine, da bo tako reševanje stimulativno in zanimivo tudi za železarje. 4. ZAKLJUČKI — Naše projekcije proizvodnih planov in dohodkovne uspešnosti kažejo za prihodnje obdobje, da je predelava žice in izdelki, ki smo jih navajali, še vedno aktualna. S kontinuiranim nadaljnjim razvojem bi veljalo obdržati prednost, ki jo imajo pred ostalimi jugoslovanskimi proizvajalci. Seveda ostaja osnovna poanta prihodnosti prehod na zahtevnejše izdelke in s tem ustrezna preusmeritev pri porabljenih materialih. — Resnično si težko zamišljamo preusmeritev naše proizvodnje na predelavo pločevine. Take zamisli obstojajo in smo prav zato življenjsko zainteresirani, da proizvodnja žice v SŽ ostane vsaj v takem obsegu kot doslej. Čeprav pričakujemo težave pri preskrbi v prihodnjem petletnem obdobju, pa predvidene investicije v železarni Jesenice rešujejo ta problem. — Proizvodnja izdelkov višjih kvalitetnih stopenj zahteva v marsičem drugačen pristop že pri pripravi surovin in spremenjen odnos pri zagotavljanju potrebnih pogojev, predvsem pa ustrezne kvalitete in enakomernost dobav v posameznih obdobjih. Ko govorimo o dobavljenem stanju, k temu lahko dodamo tudi nerešena vprašanja o velikosti enote, zaščiti, embalaži, itd. — Predvsem pa iz celotnega sledi, da je treba za prehod na kvalitetni program najprej urediti dva osnovna pogoja: 1. toplotno obdelavo, 2. površinsko kemično obdelavo žice. Ta vprašanja pa zahtevajo ustrezne nove naprave, kar zadeva področje investicij in naših realnih možnosti pri tem.