PRACE
Instytutu Szk³a, Ceramiki Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych
Scientific Works of Institute of Glass, Ceramics Refractory and Construction Materials
Nr 3
ISSN 1899-3230
Rok II Warszawa–Opole 2009
JERZY CZECHOWSKI*
Historia i teraŸniejszoœæ przemys³u materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce
W artykule omówiono pocz¹tki stosowania ceramiki w hutnictwie na ziemiach polskich, rozwój w œcis³ym powi¹zaniu z hutnictwem, oraz pocz¹tki kszta³towania siê przemys³u materia³ów ogniotrwa³ych po I wojnie œwia- towej. Przedstawiono intensywny wzrost produkcji materia³ów ogniotrwa³ych szczególnie w latach osiemdziesi¹tych oraz wp³yw restrukturyzacji hut- nictwa w latach dziewiêædziesi¹tych na kszta³towanie siê rynku materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce. Scharakteryzowano czynniki, które wp³ywa³y na ak- tualn¹ sytuacjê przemys³u.
Hutnictwo ¿elaza i stali wywiera³o najwiêkszy wp³yw na rozwój produkcji ma- teria³ów ogniotrwa³ych, dlatego te¿ szukaj¹c pocz¹tków wytwarzania mate- ria³ów ogniotrwa³ych na ziemiach polskich powi¹¿emy je z pocz¹tkami hutnic- twa.
Od II i I w. p.n.e do V w. n.e. na terenie Gór Œwiêtokrzyskich w œrodkowej Polsce istnia³ najwiêkszy w tej czêœci Europy oœrodek hutniczy. Obejmowa³ on kilka obszarów o ³¹cznej powierzchni 800 km (ryc. 1).
*Dr in¿., Instytut Szk³a, Ceramiki, Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych w Warszawie, Oddzia³ Materia³ów Ogniotrwa³ych w Gliwicach.
Ryc. 1. Centrum metalurgiczne w Górach Œwiêtokrzyskich (II w. p.n.e.–V w. n.e.) i za-
siêg wystêpowania wytworzonych w nim wy- Ryc. 2. Prymitywny piec dymarski
Na obszarach tych zlokalizowano bardzo liczne nieuporz¹dkowane i uporz¹dko- wane piecowska; razem ponad 100 pieców dymarskich (ryc. 2) okreœlanych nazw¹ „kotlinek”. „Kotlinkê” stanowi³o zag³êbienie o œrednicy 25–60 cm i g³êbokoœci 35–ok. 47 cm. Powy¿ej znajdowa³ siê rodzaj szybu z otworami na dysze. Szyb wykonany by³ z gliny zmieszanej z sieczk¹. Naturalnym wy³o¿e- niem ogniotrwa³ym „kotlinki” by³ less, w którym j¹ wykopano. Less, zawie- raj¹cy 60–70% py³u kwarcowego, mo¿na by³o uznaæ za pierwowzór materia³u krzemionkowego. W przypadku niektórych „kotlinek” stwierdzono dodatkowo, a wiêc œwiadomie zastosowan¹, warstewkê ilast¹ o gruboœci 1–2 cm. Szacuje siê, ¿e w „kotlinkach” na obszarze œwiêtokrzyskim wytopiono ³¹cznie ok.
40 tys. t ¿elaza.
W œredniowieczu budowano piece dymarskie, stanowi¹ce konstrukcjê sta³¹, murowan¹ z ceg³y lub kamienia, które po ka¿dym wytopie wylepiano glin¹. Na rycinie 3 przedstawiono schemat dymarki niskiej, która dominowa³a na zie- miach polskich. W wieku XVI na ca³ym terytorium Polski, w dzisiejszych gra- nicach, by³o ok. 400 kuŸnic z dymarkami.
W pocz¹tkach XVII w., za rz¹dów Zygmunta Wazy, biskup krakowski Piotr Tylicki, sprowadzi³ do Polski w³oskich hutników Gaccio z Bergano. Jan Gaccio wybudowa³ w Bobrzy pierwszy na ziemiach polskich wielki piec. Otrzymywa- no w nich surowe ¿elazo, które s³u¿y³o do odlewania dzia³ i kul armatnich oraz produkcji stali przez œwie¿enie za pomoc¹ fryszerek. Do budowy wielkich pie- ców u¿ywano kamieni (piaskowców).
Jak du¿¹ wagê przywi¹zywano do jakoœci tych kamieni œwiadczy fakt, ¿e w 1780 r. do budowy wielkiego pieca w dobrach wisznieñskich (obecnie teren Litwy) podkanclerzy litewski Joachim Chreptowicz sprowadza³ je a¿ z okolic
1 – dysza, 2 – kszta³tka, 3 – wêgiel, 4 – zaprawa, 5 – otwór ¿u¿lowy
Ryc. 3. Przekrój przez œredniowieczny piec dymarski
Radomia. W roku 1782 na obszarze ówczesnej Rzeczpospolitej by³y 34 wielkie piece opalane wêglem drzewnym, które produkowa³y ok. 5,1 tys. t surówki.
Polska nale¿a³a wówczas do najwiêkszych (733 520 km) i najludniejszych (ok.
12 mln osób w 1772 r.) krajów Europy, dysponowa³a jednak ma³ym poten- cja³em przemys³owym.
Po kolejnych rozbiorach dokonanych przez Prusy, Rosjê i Austriê w 1795 r. Rzeczpo- spolita przesta³a istnieæ. Zak³ady hutnicze z wielkimi piecami znalaz³y siê na terenach administrowanych przez poszczególnych za- borców, przy czym najwiêksza ich liczba wystêpowa³a w zaborze rosyjskim. Hutnictwo
¿elaza rozwija³o siê tam g³ównie w regionie kieleckim – w Staropolskim Zag³êbiu Prze- mys³owym (ryc. 4). W Samsonowie k. Kielc zachowa³y siê ruiny wielkiego pieca z XIX w., obecnie bêd¹ce interesuj¹c¹ atrakcj¹ turys- tyczn¹. Zak³ady hutnicze rozbudowywane by³y równie¿ w po³udniowo-zachodniej czê- œci kraju w pobli¿u Górnego Œl¹ska, bêd¹- cego w granicach Prus.
W latach 1818–1880 produkcja surówki wzros-
³a czterokrotnie z niespe³na 11 tys. t do blis- ko 44 tys. t, ale ju¿ w 1900 r. wynosi³a ponad 298 tys. t, a w 1913 r. – ok. 418 tys. t.
T a b e l a 1 Produkcja surówki w zak³adach metalurgicznych
w zaborze rosyjskim
Lata Produkcja surówki [t]
1818 10 731
1840 15 242
1860 22 740
1880 43 866
1900 298 444
1913 418 362
W drugiej po³owie XIX w. zak³ady metalurgiczne by³y modernizowane, np.
Huta Bankowa zosta³a wyposa¿ona w nowy wielki piec opalany koksem oraz wybudowano piec martenowski i now¹ walcowniê. Piece martenowskie opalane koksem zainstalowano równie¿ w Ostrowcu i Starachowicach, a w Sosnowcu powsta³ nowy zak³ad. W roku 1876 w zaborze rosyjskim istnia³o 28 ma³ych
HISTORIA I TERANIEJSZOŒÆ PRZEMYS£U MATERIA£ÓW OGNIOTRWA£YCH W POLSCE 81
Ryc. 4. Ruiny wielkiego pieca z XIX w.
w Samsonowie
zak³adów hutniczych, w 1905 r. 11 stalowni, a w 1913 ju¿ tylko 7. Huty by³y wiêksze i wydajniejsze.
W znajduj¹cej siê pod zaborem austriackim Galicji zak³ady hutnicze z wielkimi piecami by³y rozproszone, a ³¹czna produkcja surówki niewielka: ponad 700 t w 1817 r. i 13 tys. t w 1871 r. Na obszarze zajêtym przez Prusy nie by³o ¿ad- nych zak³adów hutniczych.
W polskiej literaturze technicznej termin ceg³y ogniotrwa³e i masy ogniotrwa³e zosta³ u¿yty po raz pierwszy w Œwiadectwie Paw³a B. Podczaszyñskiego o sta- nie techniki hutnictwa i górnictwa ¿elaznego w Zag³êbiu Staropolskim w roku 1842. Ksi¹¿ka zawiera³a interesuj¹cy opis wy³o¿enia pieca [1]:
„Ubito tak z piasku zwyczajnego o gruboœci 10 cali, nastêpnie wy³o¿ono ceg³¹ ogniotrwa³¹ o gruboœci 3 cali, na tym dopiero ubity zosta³ spodek o gruboœci 14 cali z masy ogniotrwa³ej sk³adu nastêpuj¹cego na piêciu czêœciach:
glinki ³ugowskiej palonej drobno t³uczonej i przesianej czêœci 2,
¿wiru zwyczajnego ziemnego – 1,
ceg³y t³uczonej ogniotrwa³ej palonej i przesianej – 1, gliny ³ugowskiej nie palonej – 1.
Masê tê trzeba umieszaæ, skrapiaj¹c [...]”.
W wieku XIX szamotowe materia³y ogniotrwa³e dostarcza³y do hut zak³ady wy- twarzaj¹ce g³ównie ceg³ê budowlan¹, traktuj¹c to jako produkcjê dodatkow¹.
Tak te¿ by³o na terenie Polski po odzyskaniu niepodleg³oœci w 1918 r.
W latach miêdzywojennych zapotrzebowanie na materia³y ogniotrwa³e uwarun- kowane by³o wielkoœci¹ produkcji stali (ryc. 5), która po okresie wzrostu do ok. 1,4 mln t w 1928 r. spad³a w czasach kryzysu gospodarczego do nieco ponad 0,5 mln t w 1932 r., aby nastêpnie osi¹gn¹æ blisko 1,6 mln t w 1938 r.
Pocz¹tkowo import materia³ów ogniotrwa³ych by³ znaczny, równy prawie pro-
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
1923 1924 1925 1926 1927 1928 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 lata
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
stal krajowe m.o.
importowane m.o.
stal[x1000t]
Ryc. 5. Produkcja stali oraz zu¿ycie krajowych i importowanych materia³ów ogniotrwa³ych w latach 1923–1938
dukcji krajowej. Po 1929 r. nast¹pi³ zdecydowany wzrost udzia³u materia³ów produkcji krajowej i ograniczenie importu, który w 1938 r. stanowi³ zaledwie ok. 5%. Wzros³a liczba zak³adów produkuj¹cych materia³y ogniotrwa³e z 24 w 1923 r. do 41 w 1938 r. By³y one usytuowane w zachodniej czêœci Polski, w regionie œl¹sko-krakowskim, czêstochowskim i kieleckim. W roku 1931 wy- produkowano pierwsze wyroby krzemionkowe w zak³adzie Stella w Chrzano- wie, a w 1938 r. pierwsze wyroby magnezytowe w Skawinie.
Po zakoñczeniu II wojny œwiatowej wzrós³ potencja³ gospodarczy Polski. Uru- chomiono poniemieckie zak³ady metalurgiczne na Œl¹sku, co wymaga³o dostaw materia³ów ogniotrwa³ych. Na Dolnym Œl¹sku w nowych realiach wznowi³y produkcjê zak³ady materia³ów ogniotrwa³ych w Œwidnicy, ¯arowie, Bo- les³awcu i ¯arach, a na Górnym Œl¹sku w Gliwicach. Wzbogaci³a siê baza su- rowcowa przemys³u m.in. o kopalnie i³ów ogniotrwa³ych w Jaroszowie.
Okres powojenny charakteryzowa³ siê intensywnym rozwojem przemys³u ciê¿- kiego, który zdaniem ówczesnych w³adz decydowa³ o potêdze pañstwa. Ros³a produkcja stali, potrzebnej szczególnie bezpoœrednio po wojnie do odbudowy zniszczonego pañstwa. Równolegle zwiêksza³a siê produkcja materia³ów ognio- trwa³ych. Produkcja stali osi¹gnê³a maksimum ponad 19 mln t w latach 1978–
–1980, produkcja materia³ów ogniotrwa³ych przekroczy³a w 1987 r. 1,6 mln t.
Powstawa³y nowe zak³ady m.in.: w 1953 r. Zak³ad Materia³ów Ogniotrwa³ych przy ówczesnej Hucie im. Lenina w Krakowie, w 1975 r. Zak³ady Magnezyto- we Ropczyce. Rozbudowywano istniej¹ce (ryc. 6).
Od roku 1987, równolegle ze spadkiem produkcji stali, nast¹pi³ spadek produk- cji materia³ów ogniotrwa³ych o ponad 80%, osi¹gaj¹c poziom ok. 300 tys. t.
HISTORIA I TERANIEJSZOŒÆ PRZEMYS£U MATERIA£ÓW OGNIOTRWA£YCH W POLSCE 83
lata 0
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
1945 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
stal
importowane m.o.
krajowe m.o.
stal[x1000t]
Ryc. 6. Produkcja stali i materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce w latach 1945–1990
Charakteryzuj¹c ostatnie dwie dekady mo¿na stwierdziæ, ¿e o spadku krajowej produkcji decydowa³y nastêpuj¹ce czynniki:
– spadek produkcji w latach 1987–1991,
– wzrost jakoœci w wyniku rosn¹cej konkurencji wewnêtrznej i zewnêtrznej, – restrukturyzacja hutnictwa: ca³kowite wyeliminowanie procesu marteno- wskiego do 2001 r.; wzrost produkcji stali w procesie ci¹g³ego odlewania stali z ok. 6% w 1993 r. do 83% w 2007 r. i ponad 90% w 2008 r.
Zu¿ycie jednostkowe materia³ów ogniotrwa³ych w przemyœle stalowym spad³o z 60 kg/t w 1990 r. do ok. 11 kg/t stali w 2006 r. (w niektórych hutach do ok.
9 kg/t stali). Równoczeœnie w tym samym okresie zmniejszy³ siê udzia³ hutnic- twa ¿elaza i stali w ca³kowitej konsumpcji materia³ów ogniotrwa³ych przez przemys³ z 70% do ok. 50%.
Zmniejszy³a siê liczba du¿ych zak³adów produkuj¹cych materia³y ogniotrwa³e z 16 w 1987 r. do 9 w 2007 r., przy czym zasadnicze zmiany nast¹pi³y po 1998 r. W mniejszym stopniu dotknê³y one niezbyt liczne zak³ady surowcowe, zaj- muj¹ce siê eksploatacj¹ i produkcj¹ pó³produktów do produkcji wyrobów.
Przekszta³cenia, jakim podlega³y zak³ady, zwi¹zane by³y z ich prywatyzacj¹, która mia³a ró¿ne formy, ³¹czeniem, w³¹czaniem do miêdzynarodowych grup,
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
1987 1988
1989 1990
199 1
1992 1993
1994 1995
1996 1997
1998 1999
2000 2001
2002 2003
2004 2005
2006 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
stal krajowe m.o.
stal[x1000t]
lata
c.c. – ci¹g³e odlewanie, BOF – stal z konwertorów tlenowych, EAF – stal z pieców elektrycznych, OHF – stal z pieców martenowskich
Ryc. 7. Zmiany w produkcji stali i materia³ów ogniotrwa³ych w ostatnich dwóch dekadach
takich jak: Vesuvius: Vesuvius Skawina Sp. z o.o., Mapei: Górka Cement czy Mittal: PMO Komex. Zak³ady Magnezytowe Ropczyce utworzy³y grupê kapi- ta³ow¹, w sk³ad której wchodz¹ m.in. przedsiêbiorstwa na Ukrainie, a tak¿e Chrzanowskie Zak³ady Materia³ów Ogniotrwa³ych (49% udzia³ów, pozosta³e nale¿¹ do udzia³owca ukraiñskiego) specjalizuj¹ce siê w produkcji materia³ów krzemionkowych.
Polska Ceramika Ogniotrwa³a ¯arów S.A. powsta³a na bazie Zak³adów Mate- ria³ów Ogniotrwa³ych „¯aroszamot”, likwiduj¹c powi¹zane z tym zak³adem Dolnoœl¹skie Zak³ady Magnezytowe Œwidnica i poszerzaj¹c swój asortyment produkcyjny o materia³y izolacyjne z Wroc³awskich Zak³adów Materia³ów Og- niotrwa³ych oraz o niektóre produkty Gliwickich Zak³adów Materia³ów Ognio- trwa³ych. Te ostatnie wraz z czêœci¹ wyposa¿enia przejê³y od firmy Borgestad, bêd¹cej przez kilka lat w³aœcicielem Gliwickich Zak³adów Materia³ów Ognio- trwa³ych. Rycina 8 przedstawia zmiany jakim podlega³y zak³ady materia³ów ogniotrwa³ych w ostatnich dwóch dekadach.
HISTORIA I TERANIEJSZOŒÆ PRZEMYS£U MATERIA£ÓW OGNIOTRWA£YCH W POLSCE 85
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ryc. 8. Producenci materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce – zmiany w latach 1990–2009
W ostatnich latach produkcja materia³ów ogniotrwa³ych i ich zu¿ycie w kraju kszta³towa³o siê na zbli¿onym poziomie, wykazuj¹c wahania miêdzy 260 a 300 tys. t. Wahania te wyraŸnie wi¹¿¹ siê z poziomem produkcji stali w poszczegól- nych latach.
Wielkoœæ eksportu wzros³a w latach 2001–2008 dwukrotnie z ok. 50 tys. t do ponad 120 tys. t w 2008 r. Bilans w handlu zagranicznym zarówno iloœciowo, jak i wartoœciowo jest dodatni. Systematycznie wzrasta³a wydajnoœæ. W ci¹gu dekady wzros³a 3,5-krotnie z ok. 44 t/zatrudnionego w 1997 r. do ok. 160 t/za- trudnionego w 2007 r., bior¹c pod uwagê wszystkich zatrudnionych w zak³adach materia³ów ogniotrwa³ych, a nie tylko pracowników produkcyjnych.
0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
lata
Ryc. 9. Rynek materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce w latach 2001–2007
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 lata
[t/zatrudnionego]
Ryc. 10. Wydajnoœæ w przemyœle materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce w latach 1997–2007
W roku 2007 produkcja materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce wynios³a ponad 326 tys. t, z czego 25% stanowi³y materia³y nieformowane. Najwiêkszy udzia³ mia³y produkowane przez Ropczyce i PMO Komex materia³y zasadowe – ponad 130 tys. t, w tym ok. 100 tys. t – wyroby formowane. Wyprodukowano ok. 100 tys. t materia³ów szamotowych, w tym ponad 70 tys. t formowanych.
Produkcja materia³ów wysokoglinowych wzros³a do blisko 60 tys. t (prawie 40 tys. t formowanych). Oko³o 15 tys. t wynosi³a produkcja wyrobów specjalnych, a materia³ów krzemionkowych wytworzono blisko 19 tys. t. Eksport wynosi³ blisko 35% ogólnej iloœci wyprodukowanych w 2007 r. materia³ów.
Czynniki, które wp³ywa³y na rynek materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce od 1990 r. mo¿na podsumowaæ w nastêpuj¹cy sposób:
– spadek produkcji stali po latach osiemdziesi¹tych,
– restrukturyzacja przemys³u stalowego w okresie 1993–2004, – stabilizacja jakoœci wyrobów na pocz¹tku lat dziewiêædziesi¹tych, – wprowadzenie nowych lepszych produktów – ca³y czas,
– prywatyzacja i globalizacja u¿ytkowników materia³ów ogniotrwa³ych – póŸne lata dziewiêædziesi¹te do chwili obecnej,
– prywatyzacja, globalizacja i konsolidacja producentów materia³ów ognio- trwa³ych – po 1995 r.
Literatura
[1] Hutnictwo na ziemiach polskich, Wydawnictwo SITPH, Katowice 1992.
[2] Zarys historii przemys³u materia³ów ogniotrwa³ych, Wydawnictwo Oddzia³u Materia³ów Og- niotrwa³ych SITPH i Klubu Producentów MO, Gliwice 1997.
HISTORIA I TERANIEJSZOŒÆ PRZEMYS£U MATERIA£ÓW OGNIOTRWA£YCH W POLSCE 87
"
$
&
"
krzemionkowe szamotowe wysokoglinowe zasadowe izolacyjne specjalne
formowane nieformowane
Ryc. 11. Produkcja materia³ów ogniotrwa³ych w Polsce w 2007 r.
[3] C z e c h o w s k i J., Krajowy przemys³ materia³ów ogniotrwalych – zmiany, stan obecny i perspektywy na tle rynku œwiatowego, „Ceramika/Ceramics, Polish Ceramic Bulletin” 2004, Vol. 66.
[4] C z e c h o w s k i J., Niepublikowane opracowania IMO.
JERZY CZECHOWSKI
HISTORY AND PRESENT TIME OF REFRACTORY MATERIALS IN POLAND
The early stages of ceramic applications in iron metallurgy on the territory of Poland, its development and the beginning of refractory materials industry after the I world war have been described. Intensive development of refrac- tory materials manufacturing with the maximum production in the 80-th years and influence of the steel industry restructuring on the refractories market in Poland in 90-th years of XX centaury was presented. The factors that had an effect on the present situation were characterized.
