Inovačný koncept výrobku na báze slovenských magnezitov

Kontakt: prof. Ing. Pavel Raschman, CSc. (HF, FMMR), pavelraschman@tuke.sk

Ciele pilotného projektu: Vytvoriť funkčný model spolupráce riešiteľského pracoviska Katedry keramiky (dnes Ústavu metalurgie) Hutníckej fakulty (dnes Fakulty materiálov, metalurgie a recyklácie) TUKE, v spolupráci s VRP ZaSS Fakulty BERG TUKE, akademickým sektorom aj priemyselnými podnikmi pre zrýchlenie procesov získavania a prenosu nových poznatkov a technológií v oblasti výroby a aplikácie žiaruvzdorných materiálov a komplexného využitia slovenského magnezitu.

Výstupy: Konečným cieľom je vytvorenie spoločného prístrojového a technologického laboratória pre komplexné využitie slovenských magnezitov s priemyselnými partnermi najmä v rámci Národnej technologickej platformy pre výskum, vývoj a inovácie v spracovaní surovín. Vecným výstupom riešenia je inovačný koncept nových high-tech výrobkov na báze slovenských magnezitov (technická špecifikácia výrobku + návrh a laboratórne overenie technologického postupu výroby, vrátane prípravy modelovej vzorky nového výrobku).

Očakávané dopady výstupov riešenia pre prax: Spolupráca podporí vývoj technologických a výrobkových inovácií, ktoré prispejú k lepšiemu uspokojovaniu potrieb významných priemyselných odvetí SR (hutníctvo, magnezitový priemysel), zvyšovaniu kvality života, zvýšeniu konkurencieschopnosti slovenského magnezitového priemyslu a udržateľnému rozvoju regiónu Gemer, východného Slovenska a celej spoločnosti.

Existujúce (pôvodné)  prístrojové vybavenie: Prvková analýza; Mikrovlnný rozklad vzoriek CEM MARS; Titrátor; pH metre; Spektrokolorimeter; Laboratórne váhy; Ortuťový porozimeter; Granulometer; Simultánny termický analyzátor; Dilatometer; Poloprevádzková linka pre chemické spracovanie nerastných surovín;  Sušiarne a laboratórne pece; Diamantové píly; Hydraulické lisy; Sitovacie zariadenia; Mlyny; Drviče.

Prístrojové vybavenie získané z projektu UVP TECHNICOM: Termomechanický analyzátor; Štruktúrny a prvkový rýchloanalyzátor; Termofyzikálny dilatormetrický analyzátor.

Nové technológie a systémy pre efektívne spracovanie uhlíkonosných surovín

Kontakt: doc. Ing. Ján Spišák, PhD., jan.spisak@tuke.sk

Ciele pilotného projektu:  Ciele projektu boli zamerané na dve oblasti:

1. Zásadná koncepčná zmena procesu karbonizácie uhlíkonosných materiálov realizovaná v koncepčne novej laboratórne a poloprevádzkovo overenej technológii tepelného spracovania antracitu v agregáte postavenom na princípe využitie tenkej dynamickej vrstvy zrnitého materiálu a zónovom ovládaní pecnej atmosféry. Táto technológia by mala umožniť ekonomicky, energeticky a ekologicky efektívnu výrobu spektra výrobkov na báze karbonizovaného antracitu, uhlia prípadne dreva a energeticky efektívne (bezstratovo) využiť plynné splodiny a prachové odpadové podiely vznikajúce v tomto procese.
2. Vývoj nového tepelného agregátu pre spracovanie uhlíkonosných materiálov na princípe využitie vertikálnej dynamickej tenkej vrstvy a súvisiaci materiálový, technologický a systémový výskum.  Technická

Výstupy:

Hlavným výstupom riešenia projektu je úspešné overenie funkcionality koncepčnej novej technológie komplexného spracovania uhlíkonosných materiálov do podoby nauhličovadiel, aktívnych uhlíkových filtračných, resp. koksovaných materiálov.  Súčasťou overovania funkcionality bolo aj overenie generovania plynných produktov.  Pokusy potvrdili výpočtom stanovené parametre procesu, t.j. generované množstvá plynov ako aj ich kvalitatívne zloženie.

Očakávané dopady výstupov riešenia pre prax:

V súčasnosti na báze výsledkov riešenia projektu sa navrhuje nová integrovaná technológia výroby nauhličovadiel z hnedého uhlia a využitie z tohto procesu generovaných plynných (pyrolýznych) frakcií ako hodnotného paliva pre proces výpalu dolomitu.  Využitie pyrolýznych plynov ako paliva má zásadný environmentálny dopad.  O túto integrovanú technológiu je záujem nielen na Slovensku, ale eminentný záujem má aj maďarský a azerbajdžanský investor.

Existujúce (pôvodné)  prístrojové vybavenie:.

Sušiareň vzoriek, Gaussmeter,  použitie pre určenie magnetických vlastností, Testo – použitie pre analýzu spalín (teplota, obsah: O2,CO2, CO), Ručný spektrálny analyzátor zloženia suroviny, Laboratórny magnetický separátor s permanentným magnetom, radiálny vysokotlakový ventilátor, rotametre, pH metre, čeľusťový vibračný drvič, digitálne miešadlo s ohrevom, izokinetický merací prístroj, merače priedušnosti zrnitých materiálov, termovízna kamera, prenosný merač prietoku plynného média a iné.

Prístrojové vybavenie získané z projektu UVP TECHNICOM:

Fyzikálny model karbonizácie uhlíkonosných surovín, Prototyp tepelného agregátu pre karbonizáciu uhlíkonosných surovín, Meranie TOC (totálne organického uhlíka), Plynový kontinuálny chromatograf, Plošný pyrometer pre kontinuálne sledovanie teplotných polí plameňa, Ultrazvukový procesný spalinový prietokomer, Systém monitorovanie reológických, hydromechanických a termodynamických tokov, Hardvérové riešenie pokročilého RS, Matematický model karbonizácie uhlíkonosných surovín, Komplexné SW riešenie pokročilého riadiaceho systému, Ručný merač rádioaktivity pre rýchlu analýzu surovín, Laboratórny merač rádioaktivity pre analýzu surovín, Laboratórny mlyn

Výsledkom doterajšej intenzívnej spolupráce riešiteľského pracoviska VRP v rámci vytvoreného Spoločného inovačného centra s VUM, a.s. Žiar nad Hronom bolo aj riešenie tohto pilotného projektu  v ich výrobných priestoroch.  Riešením výskumných úloh priamo v praxi je ideálnym spôsobom transferu nových vedeckých poznatkov do praxe, ale aj transferu prevádzkových skúsenosti z praxe do výskumného procesu.

Stratégia transferu výstupov riešenia z pilotného projektu je založená na predpoklade úspešného patentovania vyvíjanej technológie a jeho následnom poskytovaní záujemcom v rámci licenčného konania.

Technológie recyklácie druhotných surovín

Kontakt:       prof. Ing. Tomáš Havlik, DrSc., tomas.havlik@tuke.sk

Pri výrobe ocele vzniká okrem iného aj nebezpečný odpad jemnozrnný úlet. V zásade sa jedná o materiál s obsahom oxidov Fe, Zn, Pb, Cd, Cr a iné. Z dôvodu obsahu ťažkých neželezných kovov sa úlety zaraďujú podľa platnej legislatívy medzi nebezpečné odpady, čo znamená významné finančné zaťaženie pri nakladaní s nimi. Na druhej strane, najmä obsah zinku v rozmedzí 18 – 30 % robí z tohto odpadu zaujímavú druhotnú surovinu.

Železiarne Podbrezová a.s. pretavujú oceľový šrot, z ktorého vzniká ročne cca 7000 t úletu s priemerným obsahom Zn okolo 20 %. Pri súčasnej cene zinku 3120 US$/t  to predstavuje zaujímavú  možnosť jeho recyklácie.

Na základe dlhodobej spolupráce medzi Železiarňami Podbrezová, a.s. a Ústavom recyklačných technológií FMMR TUKE sa postupne zriadilo spoločné Laboratórium spracovania priemyselných odpadov LSPO, v ktorom sa navrhla, postavila a testuje poloprevádzková linka spracovania úletov z elektrickej oblúkovej pece s cieľom výroby komerčných produktov na báze zinku ZnSO₄ a ZnO.

Ciele pilotného projektu:  Zneškodňovanie nebezpečného odpadu – úletu z elektrickej oblúkovej pece a jeho minimalizácia. Materiálové zhodnotenie tohto odpadu s cieľom získať komerčné produkty ZnO, ZnSO4 a železonosný koncentrát

Výstupy: Návrh a poloprevádzkové overenie technológie spracovania nebezpečného odpadu úletu z elektrickej oblúkovej pece so ziskom komerčných produktov

Očakávané dopady výstupov riešenia pre prax:  Založeniu výrobnej spoločnosti pre materiálovú recykláciu odpadov s obsahom zinku.

Existujúce (pôvodné)  prístrojové vybavenie:

Atomový absorpčný spektrometer Varian, Derivatograf MOM, Čelusťový drvič, Eddy Current separátor

Prístrojové vybavenie získané z projektu UVP TECHNICOM: RTG difraktometer Panalytical XPert Pro, Vákuová pec, Poloprevádzková spracovateľská linka , Mlyn Retsch, Rotačná odparka Gryf Multimeter, Kalolis, Dulcometer, Sitovacie zariadenie, Ecoseparátor, Magnetický separátor, Fluidný separátor Trenso

Príprava na zriadenie výrobnej spoločnosti v spolupráci so ŽP VVC, s.r.o. Podbrezová pre spracovanie oceliarenských úletov

Testovacie a verifikačné pracovisko gumárenských výrobkov

Kontakt: prof. Ing. Daniela Marasová, CSc., daniela.marasova@tuke.sk

Ciele pilotného projektu: Poskytovanie komplexného servisu v oblasti testovania a analýzy surovín, polotovarov, výstužných materiálov, gumárenských zmesí a hotových gumárenských výrobkov, ako sú pneumatiky, dopravné pásy a výrobky technickej gumy s dosiahnutím trvalo udržateľnej kvality v súlade s novými technickými štandardami.

Výstupy: Výsledným produktom je prevádzkovo funkčné Testovacie a verifikačné pracovisko gumárenských výrobkov (TaVP GV), ktorého cieľom je zabezpečovať využívanie výsledkov experimentálneho výskumu pri výskume a vývoji gumárenských produktov a vo vzdelávaní, na propagáciu a disemináciu výsledkov čiastkových aktivít, spoluprácu TaVP GV s výskumnými a vývojovými pracoviskami podobného zamerania, rozvoj a udržateľnosť  TaVP GV.

Očakávané dopady výstupov riešenia pre prax:  Výstupy z čiastkových výskumných úloh a metodiky, metódy a nástroje aplikované v rámci ich riešenia, budú významnou podporou pre zabezpečenie kvalitných komplexných servisných služieb poskytovaných TaVP GV pre podnikovú prax.

Prístrojové vybavenie získané z projektu UVP TECHNICOM:

Zariadenia na prípravu vzoriek (hydraulický lis, špeciálne vyrezávacie nožnice, zariadenia na zrezávanie krycích vrstiev, pomocné ručné nástroje), zariadenia na kondicionovanie vzoriek (sušiareň, klimatizácia), zariadenia na testovanie vzoriek (trhací stroj, zariadenie na meranie tvrdosti gumy, zariadenie na meranie hustoty gumy, zariadenie na meranie odolnosti gumy proti odieraniu, skúšačka elektrickej vodivosti, zariadenie na meranie zápalnosti gumy), kompresor pre pneumatické čeľuste.