Czas realizacji projektu: 2027-01-01 – 2028-06-30

Pełna nazwa projektu:

Urządzenie do półprzemysłowej symulacji procesu regulowanego krzepnięcia i rafinacji stopów metali.

Cele projektu:

Celem inwestycji jest uzyskanie możliwości zaawansowanych badań i symulacji w skali laboratoryjnej procesów wytwarzania metali i stopów o wysokiej czystości metalurgicznej i regulowanej strukturze wewnętrznej przeznaczonych na odpowiedzialne półwyroby i wyroby konstrukcyjne, jak również opracowanie zaawansowanych żużli rafinacyjnych. W wyniku inwestycji powstanie unikatowa w skali kraju doświadczalna kompleksowa linia technologiczna składająca się z próżniowych pieców elektrycznych, w których będą wytapianie i odlewane wlewki elektrodowe, oraz z urządzenia EŻP, w którym elektrody te będą przetapiane w żużlu o wysokich właściwościach rafinacyjnych i poddawane ponownemu regulowanemu krzepnięciu w krystalizatorze.

Materiały uzyskane w wyniku przetapiania elektrożużlowego charakteryzują się wysoką czystością metalurgiczną (małą ilością i wielkością wtrąceń niemetalicznych), wysoką jednorodnością pierwiastków na przekroju i wysokimi właściwościami mechanicznymi. Tego typu materiały stosowane są w elementach konstrukcyjnych przemysłu lotniczego, motoryzacyjnego, zbrojeniowego i kosmicznego. Urządzenie do elektrożużlowego przetapiania stali i stopów wraz z posiadaną infrastrukturą badawczą, pozwoli na wytworzenie nowo zaprojektowanych materiałów w laboratoriach Łukasiewicz – GIT, a następnie określenie ich własności użytkowych i wdrożenie do produkcji w lokalnych lub krajowych firmach przemysłowych, zwiększając ich rynkową konkurencyjność.

Budżet:

Całkowity koszt realizacji projektu: 7 109 258,33 zł

Dofinansowanie projektu z UE: 5 462 744,58 zł

Grupa docelowa:

Badania i doświadczenia prowadzone w Instytucie nad czystością materiałów i strukturą krzepnięcia wlewków, warunkujące wytwarzanie zaawansowanych materiałów konstrukcyjnych, wpisują się w zakres dziedziny nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinach:

• inżynieria materiałowa,
• inżynieria mechaniczna,
• inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka.

Planowana inwestycja badawcza rozszerzy zasoby infrastruktury badawczej w regionie oraz pozwoli wraz z uczelniami wyższymi ubiegać się o projekty badawczo-rozwojowe w zaawansowanych dziedzinach nauki i technologii, takich jak: technologie przyrostowe (druk 3D) oraz technologie wytwarzania elementów pracujących pod dużym obciążeniem dla przemysłu lotniczego i kosmicznego. Inwestycja rozszerzy ofertę badawczą Łukasiewicz-GIT, jak również ofertę sprzedaży rynkowej półwyrobów dla MŚP z regionu śląskiego oraz certyfikowanych materiałów odniesienia (wzorców analitycznych) dla klientów z Polski i zagranicy (USA, Chiny, Japonia, Niemcy, Francja, Hiszpania i inne).
Uzyskane wyniki badań zostaną wdrożone w skali przemysłowej w procesie elektrożużlowego przetapiania metali, co pozwoli na wytwarzanie wlewków o zwartej strukturze, bez rzadzizny osiowej i segregacji pierwiastków oraz o określonym kierunku krystalizacji.

Projekt pozwoli na osiągnięcie pozytywnego efektu gospodarczego przez małe i średnie przedsiębiorstwa regionu śląskiego w wyniku możliwości wytwarzania szerokiej gamy stopów metali o wysokiej czystości metalurgicznej przeznaczonych na odpowiedzialne elementy konstrukcyjne w przemyśle samochodowym (części układu napędowego i kierowniczego), medycznym (implanty, stomatologia), energetycznym (turbiny wiatrowe), lotniczym i zbrojeniowym, aktualnie nie produkowanych w kraju. Technologia wytwarzania wysokiej czystości materiałów ze stopów metali wpisuje się w zakres inteligentnych specjalizacji województwa śląskiego w takich obszarach jak:

• energetyka,
• medycyna,
• przemysły wschodzące.

Inwestycja pozwoli na poszerzenie współpracy z przedsiębiorstwami produkujących wyroby gotowe lub podzespoły dla przemysłu zbrojeniowego (MESKO S.A., Zakłady Mechaniczne Bumar Łabędy S.A., Rosomak S.A. w Siemianowicach Śląskich, ZM Tarnów), energetycznego (Zakłady Remontowe Energetyki ELKO w Raciborzu), motoryzacyjnego (Stelantis Gliwice, fabryka Fiata w Tychach, Nexteer Automotive – oddział Gliwice i Tychy, Chorzowskie zakłady Alstom Konstal), medycznego (BHH Mikromed) oraz lotniczego (zakłady lotnicze Margański & Mysłowski Bielsko-Biała).

Planowana inwestycja wpisuje się w cel operacyjny dotyczący zwiększenia innowacyjności gospodarki poprzez wsparcie zdolności firm do generowania i wdrażania innowacji oraz nowoczesnych rozwiązań technologicznych, wsparcie uczelni wyższych, instytucji i organizacji badawczych, w tym rozwój potencjału kadrowego w zakresie tworzenia rozwiązań innowacyjnych i kreatywnych, a także patentów oraz ich komercjalizacji we współpracy z sektorem gospodarczym oraz usieciowienia podmiotów regionalnych w procesie kreowania innowacji oraz współpracy interdyscyplinarnej. Urządzenie EŻP pozwoli również na recykling wycofanych z eksploatacji części maszyn i urządzeń pracujących pod dużymi obciążeniami bez konieczności ich złomowania i ponownego wytapiania w elektrycznym piecu łukowym. Elektrody EŻP wykonane w całości lub części np. wycofanych z użytku wałów napędowych wiatraków czy walców roboczych walcarek i przetopione elektrożużlowo pozwolą na uzyskanie rafinatu spełniającego wymagania fizykochemiczne jak dla nowego materiału.

Opis:

Urządzenie EŻP będzie istotnym elementem zespołu infrastruktury i aparatury badawczo-naukowej Łukasiewicz-GIT. Przede wszystkim będzie uzupełnieniem linii technologii stalowniczych LPS-A składającej się z dwóch elektrycznych pieców próżniowych. Uzyskane w wyniku przetopu elektrożużlowego rafinaty stanowić będą wsad dla linii LPS-B do półprzemysłowej symulacji zaawansowanych procesów regulowanego walcowania na gorąco i chłodzenia blach arkuszowych lub prętów oraz zapewnią wysokiej jakości bazę materiałową do badań za pomocą Symulatora Procesów Technologicznych Gleeble. Ponadto, rafinaty EŻP będą stanowić wysokiej jakości półwyroby do produkcji wyrobów gotowych w zakładach zbrojeniowych, motoryzacyjnych, narzędziowych, lotniczych i wielu innych.

Zakres rzeczowy inwestycji obejmuje zakup urządzenia EŻP wyposażone w krystalizatory o przekrojach kw. 72 mm, kw. 100 i kw. 250 mm, pozwalające na przetapianie półwyrobów ze stali i stopów o regulowanej długości w zakresie od 0,5 do 1,5 m.

Zaplanowano, że rafinaty o przekroju:

• kw. 72 mm przeznaczone będą do badań naukowych w Łukasiewicz- GIT w zakresie projektowania nowych gatunków stali i stopów na potrzeby Symulatora Procesów Metalurgicznych Gleeble 3800-GTC i dalszego przerobu plastycznego w walcowni BGH Katowice (wytwarzanie wzorców analitycznych i półwyrobów dla medycyny),
• kw. 100 mm będą stanowić wsad do kucia i walcowania na linii B-LPS do półprzemysłowej symulacji zaawansowanych procesów regulowanego walcowania na gorąco i chłodzenia blach lub prętów (z możliwością wytwarzania półwyrobów o małych wymiarach dla motoryzacji, lotnictwa, obronności, kosmonautyki, energetyki, medycyny), natomiast
• kw. 230 mm: będą wsadem dla kuźni Łukasiewicz- GIT z przeznaczeniem na odpowiedzialne półwyroby dla przemysłu narzędziowego, motoryzacyjnego, zbrojeniowego i lotnictwa.

Zakres planowanych prac budowlanych obejmuje na terenie Łukasiewicz- GIT dostosowanie lub budowę hali technologicznej do potrzeb funkcjonowania urządzenia EŻP. Konieczne będzie dostosowanie istniejącej na terenie instytutu lub wykonanie nowej infrastruktury elektrycznej, wodociągowej i informatycznej, zainstalowanie odciągów i filtrów do odprowadzenia gazów procesowych, zakup i zainstalowanie zasobników na materiały eksploatacyjne i pomocnicze, wykonanie i wyposażenie magazynu dla części zamiennych itd.

Rezultaty projektu

Efektem elektrożużlowego przetapiania będzie uzyskanie wlewków (rafinatów) o wysokiej czystości metalurgicznej oraz zmniejszonym stopniu mikrosegregacji pierwiastków, co bezpośrednio wpływa na właściwości plastyczne i wytrzymałość wyrobów stalowych tj. wydłużenie, przewężenie, wytrzymałość na skręcanie i rozciąganie, udarność itp.