Začiatky odlievania hliníkových a silumínových odliatkov v ZSNP, n. p. Žiar nad Hronom

Kafka R., Ing., Katona A., Žiar nad Hronom

E-mail: rkafka3@gmail.com

The beginnings of casting of aluminium and Silumin alloys in ZSNP in Ziar nad
Hronom.
The thesis first very briefly discusses aspects of primary aluminium production
in Czechoslovakia and especially in Ziar nad Hronom, Slovakia.
The next part describes the reasons of production of aluminium and Silumin
alloys, first experiments with gravity casting, designing of commercial foundry
considering different technologies (mould casting, sand casting, pressure
casting), with the capacity of 7,000 tons per year.
The thesis writes about the places where casting operators were trained, the
first product mix and specifies total annual production figures.
It also describes some technical improvements that were implemented in ZSNP
foundries.

ÚVOD

Najskôr niekoľko slov, ako sa dostal hliník do Žiaru nad Hronom. O možnostiach výroby hliníka na Slovensku sa začalo hovoriť už začiatkom 20. storočia za I. Československej republiky, keď sa možnosťou realizácie výroby hliníka zaoberala Československá zbrojovka, a.s., ktorá plánovala vybudovať výrobu oxidu hlinitého pri Leopoldove s kapacitou 10 000 ton/ rok a elektrolytickou výrobou pri budovaných Vážskych stupňoch s ohľadom na možné dodávky elektrickej energie. Plánovaná výroba bola 3 000 ton hliníka / rok. Tieto kapacity boli v porovnaní s už inštalovanými kapacitami v tomto období v Európe nízke.

Počas II. svetovej vojny boli tieto zámery obnovené v roku 1941 a nemecké koncerny obnovili tieto plány už s kapacitou 10 000 ton/tok na Váhu pri Ladcoch. K realizácii ani týchto plánov však nakoniec nedošlo.

Po politickom a hospodárskom rozdelení Európy koncom štyridsiatich rokov (1948), bol hliník označený za strategický kov a jeho dovoz do východoeurópskych štátov bol zakázaný. Vyspelé československé strojárstvo však hliník, ako moderný konštrukčný materiál nutne potrebovalo, navyše sa začalo intenzívne zbrojiť a keď sa Československo obrátilo o pomoc v dodávkach hliníka na Sovietsky zväz, údajne sám Stalin doporučil, aby si Československo za pomoci Maďarska vybudovalo vlastný hlinikársky priemysel.

Začali sa bilaterálne rokovania medzi Československom a Maďarskom na najvyššej vládnej úrovni. Nakoniec bola v roku 1950 podpísaná dohoda, že Československo si vybuduje hlinikáreň s tým, že Maďarsko dodá kompletnú dokumentáciu hlinikárne a tiež bude dodávať bauxity, ktoré sa už v tom čase v Maďarsku ťažili. Navyše sa maďarská strana zaviazala, že dodá pre elektrolýzu aj špeciálne zariadenia, ktoré sa v Československu nevyrábali, ale hlavne, že komplexne zaškolí a zapracuje potrebný personál a súčasne sa maďarskí odborníci zúčastnia spúšťania hlinikárne.

Už v decembri 1950 sa rozhodovalo o umiestnení a veľkosti hlinikárne. Voľba o umiestnení bola kompromisom medzi ekonomickými a vojenskými podmienkami /čo najďalej od západných hraníc a v horách/. Ekologicky bola zvolená najhoršia alternatíva, postavenie hlinikárne v prirodzene nevetranej kotline.

Začiatkom šesťdesiatych rokov sa ukazovala v Československu zvýšená potreba hliníkových odliatkov s ohľadom na predpokladaný rozvoj automobilového priemyslu. ZSNP, n. p.  sa veľmi vážne uchádzalo o tieto investície a argumentovalo hlavne tým, že  v Žiari nad Hronom sú vybudované haly, v ktorých bude  možné realizovať ďalšie spracovanie hliníka. Haly, v ktorých boli neskôr umiestnené prevádzky Závodu zlievareň a lanovňa, boli už skôr vybudované a čiastočne vybavené strojným zariadením na poloprevádzkové overovanie kombinovanej metódy výroby oxidu hlinitého. Stáli nevyužité, keďže overovanie tejto technológie bolo vyššími orgánmi zastavené (pri tejto technológii sa počítalo aj so spracovávaním odpadových hnedých kalov).

 Prvým vážnym archívnym dokumentom  je dopis Ministerstva hutníctva v Prahe  zo dňa 21. augusta 1964 (prípis Ing. Chvojku), ktorý ukladal vypracovať štúdiu na vybudovanie zlievarne odliatkov s kapacitou 7 000 ton ročne.

Po oponentúre štúdie nasledovalo vypracovanie investičného zámeru Ministerstva hutníctva č. 400/627/65 zo dňa 27. januára 1965, na základe ktorého bola ďalej vypracovaná investičná úloha.

Hlavné výhody budovania tejto zlievarne boli v investičnom zámere zhrnuté takto:

·         ZSNP je výrobcom tekutého hliníka, čím je daná možnosť kov priamo bez pretavovania spracovať v plánovanej výrobe odliatkov Al, čím ročná úspora na energii a surovinách mala predstavovať asi 8 miliónov korún,

·         ZSNP mal už vybudované nové výrobné haly s plochou 13 000 m², s cestami 2,4 km, železničnými vlečkami 3,12 km, príslušným vodovodom, s možnosťou umiestniť prevažnú časť výroby,

·         v energetickej časti závod má možnosť pokryť celú potrebu ohrevu,

·         nová výroba umožňuje zabezpečiť pracovné príležitosti pre hutníkov, ktorí zo zdravotných dôvodov potrebujú premiestnenie,

·         výrobné náklady pri umiestnení v ZSNP nebudú vyššie ako pri výstavbe na „zelenej lúke“, pričom už existujúce stavebné objekty tvoria asi 70 % požadovanej kapacity, čím sa urýchli tempo výstavby,

·         výstavba zlievárne hliníka značne pomôže v plánovanej industrializácii Slovenska.

Projektová úloha Zlieváreň odliatkov z hliníkovo-kremíkových zliatin bola spracovávaná v Kovoprojekte, n. p., Brno, v úzkej spolupráci s pracovníkmi ZSNP. Rátalo sa so 7 000-tonovou kapacitou. Podľa druhého dodatku z roku 1972 sa uvažovalo o priemernej hmotnosti odliatku 1,28 kg/ks (min. hmotnosť 0,3 kg/ks a max. 57,4 kg/ks). Zlievareň mala zamestnávať 628 pracovníkov.

Hlavný inžinier projektu bol Ing. J. Kapusta, vedúcim projektu R. Jaskula, I. Hojgr. Termín začatia stavby určený na apríl 1968 a jej ukončenia na máj 1973. Generálnym dodávateľom stavby bol Priemstav, n. p., Prievidza, generálnym dodávateľom technológie Škoda DIZ, Plzeň.

Súčasne s projektovaním zlievarne spracoval roku 1968 Hutný projekt Praha na základe požiadavky ZSNP Generálny plán rozmiestnenia nových výrob – druhovýroba. Podkladom na vypracovanie tejto štúdie bola Štúdia súboru stavieb z júna 1968 a rad rokovaní zo zástupcami vedenia podniku ZSNP Žiar nad Hronom. Tento generálny plán riešil využitie priestorov severozápadne do ZSNP (za traťou ČSD v smere Nové Zámky – Zvolen) na výrobné účely, pričom táto výrobná činnosť mala nadväzovať na prvovýrobu. V technickej časti štúdie sa uvádza, že je to prvý hlbší pohľad do celkovej problematiky a môže byť ďalej spresňovaný podľa potrieb ZSNP.

Z tohto hľadiska podrobne rieši možnosti rekonštrukcie už postavených hál, prístavby sociálnych zariadení k halám, prístupové komunikácie, rozvod slaboprúdu, zabezpečenie energetických zdrojov (elektrickej energie, zemného plynu, pary, kondenzátu, horúcej vody a stlačeného vzduchu), vonkajšie osvetlenie, požiarnu signalizáciu, riešenie železničnej vlečky, pitnej a priemyselnej vody.

Nie je bez zaujímavosti, že štúdia uvažuje aj o čistiarni splaškových vôd a o vybudovaní cesty na príjazd zamestnancov do závodu. Parametre riešenia tejto štúdie sú vysoké a dá sa povedať, že sa zásadne neodlišujú od súčasného stavu.

V generálnom pláne sú uvedené tieto výrobné činnosti: lisovňa hliníkových profilov, výroba hliníkových okien, priestory pre kontrolu meracích prístrojov (v tom období to bola samostatná prevádzka), výroba železohliníkových lán, všetky druhy zlievarní hliníkových zliatin, na ktoré sa už spracovával samostatný projekt, ďalej je tu rad pomocných prevádzok. Je iste zaujímavé, že sa počíta aj s rezervnými priestormi pre valcovňu hliníka. V štúdii sú uvedené rozpočtové náklady na celé riešenie stavby v hodnote 177 mil. Kčs. Autormi tohto riešenia boli Ing. Linhart, Jirkovský a kolektív pracovníkov Hutného projektu Praha.

V ďalšej časti listu sa uvádzajú ďalšie výhody zamestnania odborníkov v zlievarenských technológiách ZSNP. Dňa 1. marca 1967 už Arpád Katona a Zdeněk Klare pracovali v ZSNP, n. p. Arpád Katona nastúpil do prevádzky elektrolýza a Zdeněk Klare na technický rozvoj. Významnú pomoc po technickej stránke poskytol novej zlievarni p. F. Valecký /Škoda Ml. Boleslav/ .V prevádzke elektrolýza sa začali prípravy na začiatok výroby prvých hliníkových lán, ale aj odliatkov. Vedenie elektrolýzy pracovalo v tom čase v zložení Ing. Ján Fabián, vedúci prevádzky, Ing. Ondrej Sabo, technický zástupca vedúceho prevádzky, Ing. Richard Kafka, výrobný zástupca vedúce. Zavádzanie dovtedy neznámych technológií prinieslo úplne nové problémy, ktoré sa pri elektrolytickej výrobe veľmi ťažko riešili. Hlavným iniciátorom rozbehnutia tejto výroby bol v začiatkoch Ing. Ondrej Sabo, technický zástupca, ktorý sa od 1. júla 1967 stal aj vedúcim prevádzky druhovýroba. Prvou výrobou, finalizujúcou v Žiari nad Hronom vyrobený hliník, bola zlievarenská výroba, ktorá sa začala realizovať v bývalej apretovni starej odlievarne a priľahlých skladoch. Neboli to ideálne priestory, ale bola tu veľká chuť a snaha čo najskôr začať túto výrobu. Za zmienku stojí aj skutočnosť, že odlievacie technológie, ktoré priniesol do ZSNP A. Katona sa začali využívať aj na rôzne umelecké diela špičkovými slovenskými autormi /J. Podzimková-Mráčková, A. Čutek/.

VÝROBA PRVÝCH ODLIATKOV

Prvý odliatok bol vyrobený na tlakovom stroji z Vihorlatu Snina. Celá tlaková zlievareň bola umiestnená vo veľmi stiesnenom priestore na konci existujúcej odlievarne, kde bola vybavená strojmi z Vihorlatu Snina a  vyradenými strojmi z Kovolitu, n. p., Modřice u Brna.

Zaškoľovanie pracovníkov na túto technológiu prebiehalo v závodoch Hedvikov, Mladá Boleslav a Kovolit Modřice. Zachoval sa veľmi zaujímavý autentický zápis z 5. apríla 1967 o odliatí prvého odliatku.

Odlievanie prebiehalo aj ďalšie dni, zvyšovala sa výkonnosť a od 10. apríla sa začala nepretržitá prevádzka. Postupne sa na vedúceho výroby zapracovával  Ing. Pavel Nemec, pracoval v tom čase na prevádzkovej technike elektrolýzy, no od začiatku sa venoval práve odlievaniu odliatkov. V roku 1972 si už ako zástupca vedúceho prevádzky spomína:

„Začínali sme prakticky z ničoho. Ťažkosti, ktoré sa začali objavovať hneď po spustení vtedy iba jedného stroja, boli veľké, nedostatok skúseností a náhradných súčiastok na stroj a na formy spôsobili, že mnohí pracovníci v zlievarni nevydržali. Veľká bola aj nedôvera odberateľov voči novému výrobcovi, ktorý nemal skúsenosti a pracoval bez nástrojárne, ktorá by mohla vyrábať nové formy, resp. opravovať staré, čo v tom čase nedávalo žiadne predpoklady na úspešnú prevádzku a výrobu kvalitných odliatkov. Aj s týmto problémom sme sa vyrovnali vďaka takým odberateľom ako MEZ Mohelnice, ktorý nám veril a predisponoval jednu formu za druhou v dobrom stave  tak, že po menších úpravách sme mohli hneď začať s liatím. Okrem toho nám pomáhal pri výrobe náhradných súčiastok do foriem a na stroje, ako sú napr. trysky a plniace valce a iné. Boli aj takí odberatelia, ktorí prišli k nám so starými formami, zle konštrukčne riešenými, na ktorých im odmietli v iných zlievarňach robiť. Snažili sme sa tieto nedostatky prekonať, čo sa nám i podarilo, aj keď ani dnes nemáme nástrojáreň vybavenú strojovým zariadením, na ktorom by sa dalo robiť tlakové formy. Výrobu tlakových foriem zabezpečujeme v kooperácii s Vihorlatom, n. p., Snina.“

ZAŠKOĽOVACIA PIESKOVÁ ZLIEVA-REŇ

Súčasne v tom istom období vzniká v skladoch elektrolýzy zácviková zlievareň na odlievanie do piesku. Táto činnosť si vyžadovala kvalifikovaných zlievačov a tavičov, ktorí sa zaškoľovali v Kovolite, n. p., Česká u Brna. Práce pri uvádzaní do prevádzky viedol Arpád Katona. Súčasne však so Zdeňkom Klarem usmerňoval projektantov z projekcie a konštrukcie ZSNP pri návrhoch pracoviska (pieskové hospodárstvo, odlievacie pracoviská). Arpád Katona a Zdenek Klare prišli z Jablonca a bola to veľmi významná technická pomoc, obaja sa ukázali, ako skutoční odborníci, ktorí v tom čase v ZSNP neboli.

VÝROBA NÁRADIA

Zlievarenská výroba si vyžadovala aj výrobu náradia, ktorá sa znova začínala v prevádzke elektrolýza v stiesnených a veľmi primitívnych podmienkach. Tu sa začali vyrábať prvé kokily, apretovacie prípravky, ale predovšetkým sa tu opravovali kokily, modely a tlakové formy. Hospodárenie s náradím patrilo v tom čase k technickej obsluhe výroby a odčlenilo sa až na jeseň 1968, keď sa začala budovať nástrojáreň v druhovýrobe.

V novej nástrojárni boli podstatne lepšie podmienky na výrobu náradia. Bolo tu inštalovaných päť univerzálnych sústruhov, tri univerzálne frézy, kopírovacia fréza, dve brúsky – jedna na plocho, jedna na guľato, zlepšila sa organizácia vo výdajni. Tu sa už roku 1969 vyrobila prvá kokila na liatie s nízkym tlakom. A tu sa začali vyrábať aj prvé lisovacie nástroje na prietlačné lisovanie. V apríli 1970 odovzdaná do prevádzky definitívne nástrojáreň aj s modelárňou, ktoré vytvorili prevádzku výroby náradia. Vedúcim prevádzky sa stal Milan Rudzan.

VZNIK KOKILOVEJ ZLIEVARNE

Roku 1968 sa začalo odlievanie aj v kokilovej zlievarni, na začiatku s najjednoduchšími kokilami, ktoré však už boli konštruované a vyrobené v zlievarni. Bola to zaujímavá práca, ktorá prilákala najmä mladých ľudí po skončení odborných škôl. V tomto období bolo typické zvýšenie požiadaviek odberateľov na odliatky. Na preklenutie týchto požiadaviek boli zakúpené prototypové kokilové stroje z Vihorlatu Snina a MEZ Postřelmov. Tieto stroje už umožnili aj použitie zložitejších kokíl. Prvé odliatky boli dverové kľučky a jednoduché odliatky pre PPS Detva (nebolo v tom čase hádam ani zamestnanca, ktorý by si túto kľučku nebol doniesol aj domov – pozn. autorov).

Výroba vzrástla od niekoľko 100 kg roku 1969 do 250 ton roku 1971. Už roku 1969 bolo v Anglicku zakúpené zariadenie na odlievanie hliníka s nízkym tlakom typu Wild Barfield. Išlo  o veľmi efektívny spôsob liatia oproti gravitačnému liatiu. Tu treba vyzdvihnúť, že to bola prvá aplikácia tejto technológie v Československu. Touto sa stalo  „spodné veko“ na prevodovku traktora Zetor vyrábané v Žiari nad Hronom pre Zbrojovku, n. p., Brno. Táto výroba tiež zaznamenávala prudký rozvoj a roku 1972 už pracovali v Žiari nad Hronom tri nízkotlakové súpravy s ročnou výrobou 400 ton odliatkov.

Nábeh výroby odliatkov uvedenými technológiami bol veľmi dynamický. Už roku 1967 bolo vyrobených 127 ton odliatkov, roku 1968 539 ton, roku 1969 už 729 ton, roku 1970 sa výroba priblížila k prvej tisícke ton – presne 978 ton, roku 1971 už 1 271 ton a roku 1972 1 422 ton.

Treba pripomenúť, že sa jednalo o výlučne komerčnú zlieváreň, ktorá si v tom čase musela hľadať veľmi pracne výrobnú náplň.

VÝSTAVBA NOVEJ ZLIEVÁRNE – ZMENA ČASOVÉHO HARMONOGRA-MU

Roku 1973, teda roku, v ktorom mala byť pôvodná  investícia ukončená, bolo vyrobených 1 755 ton odliatkov. Pracovníci vedenia podniku, závodu hutníckej druhovýroby, ale hlavne investičného odboru sa usilovali splniť úlohy, aby ukončili roku 1973 vládou sledovanú stavbu – „výroba 7 000 ton odliatkov“. Najväčším problémom pri investovaní v tomto období boli stavebné organizácie.

UKONČENIE INVESTIČNEJ AKCIE 7 000 TON ODLIATKOV

Záverečné odovzdanie objektov investičnej akcie 7 000 ton odliatkov z hliníkových zliatin sa uskutočnilo v polovici roku 1976 a investičné náklady boli na túto akciu 489 mil. Kčs.

Uvedenie zlievárne do prevádzky sa prejavilo aj na výrobe – roku 1976 bolo vyrobených 4 201 ton odliatkov, ale bol to vlastne štart do stále vyšších výrob. Roku 1977 bola už dosiahnutá výroba 5 000 ton. Nedá sa však povedať, že to bolo jednoduché. Na ilustráciu citujeme ešte Ing. Štefana Tesáka, v tom čase riaditeľa závodu zlievareň v rokoch 1977 – 1986: Dovolím si uviesť citáciu, ktorá veľmi dobre charakterizuje, aké úlohy boli v tomto období najdôležitejšie :

„Rast výroby pre rok 1976 je zvýšený o 26 %. Zvýšenie sa má zabezpečiť predovšetkým v pieskovej zlievarni (až dvojnásobne), čiastočne v tlakovej i kokilovej zlievarni. Naším najväčším dlžníkom je piesková zlievareň. Za päť mesiacov tohto roku im chýba do plnenia 116 ton, čím plán plnia len na 67 %. Príčiny sú v podstate tri:

1.      Veľká poruchovosť zariadenia, čo spôsobuje veľa prestojov vo výrobe.

2.      Nedostatok výrobných robotníkov a u mnohých, čo máme, nedostatočná odborná úroveň.

3.      Zavádzanie do výroby veľkého množstva zložitých odliatkov. Objektívne a kriticky musíme priznať, že rezervy sú aj v plánovaní, riadení a organizácii práce, v technologickej i pracovnej disciplíne.

Vlastnými silami sme urobili rôzne rekonštrukcie, mnoho porúch odstránili, no na všetky neboli doteraz možnosti a ani kapacity. Vedenie podniku ZSNP i nášho závodu vypracovalo súbor technických i všeobecných opatrení, ktorých cieľom je zlepšiť doterajšiu situáciu. Prednostne sú nám prideľovaní pracovníci, pomáhať nám chodia pracovníci z podnikových útvarov, prevádzok. V čase svojho voľna našich 30 technicko-hospodárskych pracovníkov len v mesiaci máji vyrobilo 15,5 tony odliatkov. V mesiacoch júl a august príde k nám na brigádu po 40 vysokoškolákov z hutníckej fakulty z Košíc. Ale i za tejto pomoci už teraz možno povedať, že piesková zlievareň plán nesplní. Schodok budeme musieť nahradiť prekročením plánu v iných technológiách.

Náš závod má v súčasnosti 645 pracovníkov, čo je o 47 viac ako vlani. Je to rast oproti vlaňajšku o 8 % (rast výroby o 26 %, rast produktivity práce o 14 %).

Konečne v roku 1981 bolo vyrobené 7248 ton silumínových odliatkov, rekordná výroba bola dosiahnutá v roku 1989 a to 8670 ton. Celkove sa za roky 1967 až 1999 vyrobilo 138183,4 ton siluminových odliatkov.