ŽP Výskumno-vývojové centrum s. r. o. oslávilo 10. výročie svojho vzniku

• Foto

Spoločnosť ŽP Výskumno-vývojové centrum s.r.o. bola založená 1. augusta 2008 so zámerom profesionalizácie výskumno-vývojovej činnosti v Železiarňach Podbrezová, a. s. s orientáciou na výrobný program ŽP a. s. ako aj ďalších firiem v rámci ŽP GROUP. Za desať rokov svojej činnosti sa dosiahnuté výsledky ŽP VVC s. r. o. v oblasti výskumu a vývoja premietli do kvality a výrobných inovácií, vrátane investičného rozvoja v Železiarňach Podbrezová a. s.

Desiate výročie činnosti ŽP VVC s. r. o. ponúklo príležitosť na prvú väčšiu bilanciu aktivít a výsledkov, ako aj spolupráce s univerzitami a ostatnými výskumno-vývojovými inštitúciami doma i v zahraničí. Aj preto sa v dňoch 4. – 6. septembra 2018 v hoteli Stupka na Táloch konala Odborná konferencia ŽP VVC 2018 za účasti vedúcich predstaviteľov univerzitného školstva a výskumných ústavov zo Slovenska a Českej republiky, členov predstavenstva ako aj predstaviteľov manažmentu a výrobných prevádzkarní Železiarní Podbrezová, a. s. Konferencia bola určená pre všetkých partnerov, s ktorými ŽP VVC s. r. o. spolupracuje v oblasti výskumno-vývojovej činnosti so zameraním na výrobnú a technologickú inováciu v podmienkach ŽP GROUP s osobitným zreteľom na fyzikálnu metalurgiu ocele, výrobu oceľových rúr, materiálové inžinierstvo, modelovanie a simuláciu technologických procesov i environmentálne aspekty hutníckej výroby. Na konferencii sa zaregistrovalo 92 účastníkov. Podujatie otvoril Ing. Vladimír Soták, ktorý vyzdvihol prácu a dosiahnuté výsledky ŽP VVC s. r. o. s konštatovaním, že to bol správny krok, keď pred desiatimi rokmi bola táto dcérska spoločnosť založená.

Po úvodných príhovoroch a vystúpeniach hostí zhodnotil vo svojom vystúpení 10-ročnú činnosť spoločnosti prof. Ing. Ľudovít Parilák, CSc., riaditeľ ŽP VVC s. r. o. Prezentoval najvýznamnejšie dosiahnuté výsledky v oblasti fyzikálnej metalurgie, materiálového inžinierstva, modelovania a simulácie procesov a tvárnenia kovov. Osobitne vyzdvihol výsledky v oblasti vývoja kotlových akostí a konštatoval, že ŽP a. s. je svetovým výrobcom valcovaných a presných rúr všetkých typov ocelí pre energetiku až do teplotnej oblasti 625 °C/30 MPa. Uviedol, že prvý krát na svete boli v prevádzkových podmienkach ŽP a. s. vyvalcované bimetalické rúry typu ferit – austenit a rúry z ocelí typu 9CrNB. Potom už nasledoval odborný program, ktorý komplexne obsiahol všetky kľúčové aspekty výroby rúr v ŽP a. s. od plynule odlievaného polotovaru po finálny výrobok – bezšvíkovú oceľovú rúru. V odbornej časti odznelo spolu 34 príspevkov, ktoré tematicky spadali do jednotlivých odborných sekcií:

• Sekcia A – Plynulé odlievanie ocele;
• Sekcia B – Hutnícka keramika;
• Sekcia C – Technologické aspekty výroby valcovaných a presných rúr;
• Sekcia D – Oceľové rúry pre konštrukčné aplikácie a energetiku;
• Sekcia E – Spracovanie odpadov.

Pre čitateľov All for Power budú zaujímavé najmä príspevky, ktoré odzneli v sekcii D a ktoré sa týkali problematiky aplikácie oceľových rúr z kotlových akostí v energetickom priemysle. V ďalšej časti kvôli stručnosti uvádzame abstrakty vybraných príspevkov. Plné texty príspevkov sú uverejnené v zborníku konferencie (ISBN 978-80-973141-0-1).

P. Brziak, P. Pastier, M. Tvrdoň, P. Bekeč, Ľ. Parilák, M. Dománková, J. Pecha
Zvariteľnosť novovyvíjaných martenzitických ocelí legovaných bórom a dusíkom
Za posledné roky sa pre dosiahnutie vyššej efektívnosti klasických kotlov zvýšila teplota/tlak pary na 625–650 °C/35 MPa, čo si vyžiadalo masívny výskum nových akostí kotlových materiálov na báze 9–12% Cr ocelí. VÚZ sa v rámci viacerých projektov (EÚ, APVV, Výskumná Agentúra) spoločne s ŽP VVC s.r.o. podieľa na vývoji ocelí, ktoré sú okrem iných prvkov legované bórom a dusíkom (zaužívaná skratka MARBN). O zvládnutej výrobe rúr z tohto typu ocele v Železiarňach Podbrezová, a. s. svedčia aj dlhodobé creepové skúšky základných materiálov. Najkritickejším faktorom použitia MARBN ocelí je ich zvariteľnosť. Medza pevnosti pri tečení zvarových spojov (RTP) dosahuje cca. 50 % úrovne RTP základného materiálu. Tento pokles je spojený s nízkoteplotnou rekryštalizáciou (zjemnením) časti teplom ovplyvnenej oblasti zvarového spoja, ktorá bola počas zvárania vyhriata tesne nad teplotu Ac3. V tejto oblasti dochádza aj k lomu zvarových spojov. Sprievodný jav je nízka creepová húževnatosť 2–3 %. Práve precízne stanovený podiel uhlíka a bóru, ako aj vhodne zvolené parametre tepelného spracovania a zvárania majú nízkoteplotnú rekryštalizáciu potlačiť. V príspevku sú uvedené výsledky vybraných vlastností zvarových spojov rúr, ktoré boli vyrobené v Železiarňach Podbrezová, a. s.

L. Falat
Praktické implikácie využitia poznatkov o spôsoboch porušovania a lomových prejavoch zvarových spojov moderných žiarupevných ocelí
Príspevok sumarizuje prehľad najrelevantnejších výsledkov výskumu realizovaného počas uplynulej dekády na Ústave materiálového výskumu SAV v Košiciach, zameraného na vedecké bádanie v oblasti degradácie, porušovania a fraktografickej analýzy zvarových spojov moderných žiarupevných ocelí pre aplikáciu v konštrukciách vysokoúčinných tepelno-energetických kotlových zariadení. Okrem rovnorodých zvarových spojov medzi základnými materiálmi rovnakých akostí bolo študované aj správanie sa nerovnorodých zvarových spojov s prídavným materiálom na báze niklu. Dôraz bol kladený na štúdium podmienok tepelného spracovania po zváraní a následného vplyvu creepového, termálneho a environmentálneho (v prostredí elektrolytického vodíka) namáhania na degradáciu štruktúry a vlastností zvarových spojov žiarupevných ocelí v laboratórnych podmienkach. Cieľom príspevku je vyzdvihnúť využiteľnosť získaných poznatkov o spôsoboch porušovania a lomových prejavoch skúmaných zvarových spojov v kontexte možností predikcie príp. zvyšovania ich životnosti pre účely využitia v priemyselnej praxi.

P. Bekeč, Ľ. Parilák, P. Beraxa, P. Brziak
Vplyv teploty austenitizácie na kinetiku rastu zrna, mikroštruktúru a mechanické vlastnosti ocele 9CrNB
Príspevok sa zaoberá vplyvom rôznych teplôt vysokoteplotnej austenitizácie na mikroštruktúru žiarupevnej ocele 9CrNB. Pre experimenty bolo použitých 6 teplôt vysokoteplotnej austenitizácie s časovou výdržou 30 a 120 min. a ochladzovaním na vzduchu. V príspevku bola popísaná kinetika zmeny austenitického zrna v teplotnom rozsahu 1070–1230 °C. Mikroštruktúra skúšaného materiálu je tvorená martenzitom a dolným bainitom, pričom pri konkrétnych teplotách austenitizácie bola preukázaná tiež prítomnosť delta feritu. Výskyt zŕn delta feritu na hraniciach zŕn austenitu účinne bráni ich migrácii počas austenitizácie a tým obmedzuje rast priemernej veľkosti zŕn austenitu s rastom teploty austenitizácie v intervale 1190–1230 °C. Taktiež boli vyhodnotené mechanické vlastnosti v závislosti od teploty austenitizácie a časov výdrže.

M. Fujda, Ľ. Parilák, M. Matvija, P. Bekeč, V. Girman
Subštruktúra tepelne spracovaných stavov ocele 9CrNB
Príspevok je venovaný analýze subštruktúry ocele MARBN (9Cr-3W-3Co-VNbNB) v normalizačne žíhanom (teploty 1150 °C, 1180 °C a 1210 °C) a popustenom stave (teploty 740 °C a 800 °C po normalizačnom žíhaní pri teplote 1150 °C). Analýza bola vykonaná transmisnou elektrónovou mikroskopiou metódou uhlíkových replík. Subštruktúra normalizačne žíhaných stavov bola tvorená jemnými latkami nízkouhlíkového martenzitu a bainitickými útvarmi. Na hraniciach bývalých zŕn austenitu normalizačne žíhaných stavov ocele boli vylúčené retiazky častíc karbidov typu M23C6, ktoré boli obohatené aj o bór. V bainitických útvaroch týchto normalizačne žíhaných stavov boli vylúčené jemné ihlicovité častice; pravdepodobne sa jedná o komplexné karbidy so zvýšeným obsahom Fe, Cr a W. Pri popúšťaní ocele MARBN po jej normalizačnom žíhaní došlo k precipitácii veľkého množstva častíc karbidov typu M23C6 (M = Cr, Fe, W) na pôvodných hraniciach zŕn austenitu, na hraniciach latiek martenzitu a vo vnútri a na rozhraniach bainitických oblastí. Precipitované častice dosahovali veľkosť 0,1–0,6 μm. Po popúšťaní pri vyššej teplote (800 °C) bola zistený nižší počet a väčších častíc precipitátu tohto typu. Vo vnútri martenzitických latiek a v bainitických oblastiach sa pri popúšťaní vylúčili aj veľmi jemné častice pravdepodobne typu M(C, N) (M = Nb, V) veľkosti do 50 nm.

P. Brziak,M. Balážová, Š. Smetana, Ľ. Parilák, P. Beraxa
Výskum inovatívnych gradientných rúr pre kotle spaľujúce biomasu
Výroba komponentov s rôznymi chemickými a teda aj úžitkovými vlastnosťami po priereze pre aplikáciu v energetike a chemickom priemysle je predmetom výskumu už mnoho rokov. Technológia odstredivého liatia, navarovanie alebo nanášanie vrstiev materiálov pomocou plazmy alebo laseru, to všetko sú možné postupy pre výrobu komponentov zložených z dvoch rôznych materiálov. Spomínané technológie sú však technicky i ekonomicky náročné. Projekt GRAMAT je zameraný na vývoj technológie odlievania bimetalických polotovarov pre výrobu gradientných rúr s využitím štandardnej technológie valcovania. Predpokladaný výsledok riešenia projektu je gradientná bezšvíková rúrka pre inštaláciu v spaľovniach biomasy s parametrami pary 450 °C/100 bar. Z pohľadu úžitkových vlastností sa predpokladá, že vonkajšia časť rúry bude odolávať pôsobeniu korózneho prostredia spalín vznikajúcich pri spaľovaní biomasy a odpadov a vnútorný materiál zabezpečí odolnosť rúry voči creepovému zaťaženiu. Vykonané práce boli preto zamerané na vývoj a prevádzkové overenie technológie výroby bimetalického ingotu, polotovaru, ktorý bol následne využitý na výrobu rúr štandardnou technológiou v Železiarňach Podbrezová, a. s. a Benteler Tube GmbH. Projekt GRAMAT bol koordinovaný VÚZ, členmi konzorcia boli Železiarne Podbrezová, a. s., Benteler Tube GmbH, AMEC Foster Wheeler, VTT, ŽĎAS a. s., COMTES FHT a. s. a MECAS ESI s.r.o.

Autor

• Ing. Buček Pavol PhD.