Myšlenka a inspirace

Anotace

Mou bakalářskou práci jsem pojala z pohledu recyklace. Dnes je mnoho způsobů jak opětovně využívat již jednou zpracovaný materiál. V této práci s názvem „ Použití použitého“ se zabývám zpracováním jeklů. Tento materiál se běžně používá k výrobě vrat, různých konstrukcí polic, skříní ve fabrikách apod.

Cílem mé práce, je dokázat přeměnit odpadní materiál v něco nového, ať už to bude šperk či dekorativní předmět.

Annotation

Concept of my Bachelor thesis is from the perspective of recycling. Today there are many forms how to reuse already been processed material. In this work named Use of used I deal with the processing of metal rectangular tube. This material is normally used to produce gate, constructions of different shelves, cupboards in factories, etc.

The aim of my work is can transform waste material into something new, whether it be a jewelry or decorative objects.

Klíčová slova

ekologie, recyklace kovu, řezání, sváření, Jekl, minimalismus, pravidelné řazení, vzdušnost, nebezpečí

Key words

ecology, recycling metal, cutting, welding, hollow (metal rectangular tube), minimalism, regular shift, airiness, Langer

Poděkování

Prve bych ráda poděkovala vedoucí mé práce M. A. Ludmile Šikolové za velkou trpělivost s mojí osobou. Dále za ochotu a podporu při mé bakalářské práci.

Velké poděkování patří také mému partnerovi Antonínu Vanderovi a jeho rodině za poskytnutí materiálů a přístrojů použitých k výrobě mé práce.

V neposlední řadě bych ráda poděkovala své rodině, která mi poskytla nejen finanční podporu.

Nakonec bych ráda poděkovala všem svým přátelům, kteří mi byli v tomto období rádci a podporou.

7

Obsah

Úvod ... 9

Myšlenka a inspirace ... 10

1. Teoretická část ... 11

1. 1 Ekologie ... 11

1. 1. 1 Životní prostředí ... 11

1. 1. 2 Ochrana životního prostředí ... 12

1. 1. 3 Recyklace ... 12

1. 2 Recyklace kovu ... 14

1. 2. 1 RUF briquetting systems ... 14

1. 3 Druhy recyklovatelných kovů... 15

1. 3. 1 Drahé kovy ... 15

1. 3. 2 Těžké kovy ... 15

1. 3. 3 Kovy vzácných zemin ... 15

1. 3. 4 Nejčastější kovy k recyklaci ... 16

2. Technologická část ... 17

2. 1 Železo ... 17

2. 1. 1 Historie železa ... 17

2. 1. 2 Historie železa u nás ... 17

2. 1. 3 Výroba železa ... 18

2. 1. 4 Postup výroby železa ... 19

2. 2 Jekl ... 22

2. 2. 1 Výroba jeklu ... 23

2. 3. Svařování ... 23

2. 3. 1. Metody sváření ... 24

2. 3. 2 Typy svárů ... 24

8

3. Realizace ... 25

3. 1 Hledání, inspirace a návrhy ... 25

3. 2 Práce s jeklem ... 25

3. 2. 1 Řezání ... 26

3. 2. 2 Ohýbání ... 26

3. 2. 3 Ohranění ... 27

3. 2. 4 Leštění ... 27

3. 2. 5 Vrtání ... 28

3. 2. 6 Spojování ... 29

4. Závěr ... 30

Použitá literatura ... 31

Fotodokumentace ... 33

9

Úvod

Dnes je mnoho způsobů jak opětovně využívat již jednou zpracovaný materiál.

Zároveň díky opětovnému používání materiálů šetříme přírodu a napomáháme tak k lepšímu životnímu prostředí. K tomu jednoznačně slouží třídění odpadu, které v dnešní době není pro nikoho problémem. Kontejnery určené pro plastové lahve, papír a sklo, jsou dnes běžně i na vesnicích. Po několika dnech strávených na internetu zkoumáním různých typů recyklací, např. briketování kovů, jsem získala spoustu nových poznatků. Díky tomuto hledání informací jsem zjistila jak dále nakládat s již jednou použitým kovem a nejen s ním. Rozhodla jsem se pracovat rovnou s materiálem a zjišťovat jeho pohybové, tvarovatelné či jiné možné vlastnosti.

Nechtěla jsem tvořit dle předem daných návrhů, naopak pokud to materiál dovolil, dílo vznikalo rovnou v mých rukách z materiálu, který jsem v nich držela.

Maximálně jsem jej chtěla využít a pomoci si například řezáním a spojováním.

Tvarování materiálu bylo pouze ovlivněno přizpůsobivostí materiálu a pohybováním rukama. Následná fixace byla určena hodícím se spojováním.

Téma nebezpečný šperk, vzniklo prakticky okamžitě, po první zkušební výrobě šperku. Jednotlivé nařezané díly jsem svařila a nijak jinak je neupravovala. Jejich ostré hrany nabádají k opatrnosti a navrátí nás do dětství, kdy jsme slýchali od rodičů:

„Nesahej na ten nůž, pořežeš se!“. Proto jsem se rozhodla v tomto tématu pokračovat a vytvořit tak kolekci nebezpečných šperků a předmětů.

10

Myšlenka a inspirace

Má myšlenka pracovat z již jednou použitého materiálu, vznikla při časté pomoci partnerovi v garáži. Nachází se zde spousta odpadního materiálu, který se dále nedá nijak využít. Třídí se do sudů, jež se jednou za čas odváží do sběrného dvora.

Tyto sudy jsou tříděny na plasty a kovy. Dále se sudy s kovem ještě třídí na materiály z hliníku, mosazi, mědi a železa. Železo třídíme na lehký a těžký materiál.

Když jsem tyto sudy probírala, našla jsem nesčetné množství zpracovatelných kusů materiálu. Byli zde již použité umyvadlové a vanové baterie, různé zbytky trubek od rozvodů vody po rekonstrukci domácnosti tzn. vedení ústředního topení kuchyně, koupelny, toalety atd. Také jsem našla několik druhů hliníkových profilů, které se používají k výrobě různých ochranných klecí jako příslušenství u vstřikovacích lisů. Tento materiál jsem však zamítla, jelikož technologie dalšího zpracování tohoto materiálu nebyla pro mne možná, po předchozí zkušenosti.

Nejvíce mě zaujal jednoduchý tvar zbytku jeklu. Okamžitě mě „blesklo“ hlavou co si z toho představuji. Je to materiál, se kterým se dá velmi dobře pracovat, především jsem neměla problém s řezáním a se spojováním. Oproti hliníkovým profilům, jekl lze běžně svařovat, tudíž jsem si byla jista, že chci tento materiál použít.

Při počátku tvoření návrhů a prvních zkoušek z materiálu, jsme zrovna probírali o hodinách Současného umění a designu, Evu Eisler. Tato žena patří k celosvětově uznávaným uměleckým šperkařům. Rovněž její působnost v oblasti designu, výtvarného umění a architektury mě naprosto oslovila. Zjistila jsem, že se taktéž věnuje výstavám a kurátorství. Její minimalismus v tvorbě šperku, mě uchvátil. Líbí se mi její smysl pro jednoduchost. Právě v jejích brožích jsem viděla svou inspiraci.

Obr. 1: Náhrdelník Evy Eisler

11

1. Teoretická část

1. 1 Ekologie

Ekologie v pravém smyslu slova znamená, že je to biologická věda, která se zabývá vztahy mezi organismy a také vztahem mezi nimi a jejich prostředím.

Slovo Ekologie se však využívá i v jiných významech. Nejvíce se využívá pro ochranu životního prostředí či přímo označuje životní prostředí.

1. 1. 1 Životní prostředí

Vše, co nás obklopuje, jako voda, vzduch, příroda, ale i výtvory člověka nazýváme životním prostředím. Bohužel, ne vždy s prostředím kolem nás nakládáme, tak jak bychom měli. Člověk si neuvědomuje, čím vším může svému životu a okolí ublížit. Na vesnicích je celkem známé pálení PET lahví a jiných druhů plastů v kamnech. Samozřejmě je to ve většině případů u starších lidí, kteří na třídění odpadu na vsích nebyli zvyklí. Samozřejmě nejsou to jen vesnice, především různé továrny, co vypouští jedovaté chemické látky do ovzduší. Ke zhoršování ovzduší také přispívají výfukové plyny apod. Pokud opustíme plyny, tak dalším ohrožováním životního prostředí jsou kupříkladu ropné vrty v oceánech a mořích, kdy největším problémem jsou havárie spojené s umíráním podmořského života, ale i ptáků. Dále nesmím opomenout kácení stromů ne jen kvůli těžbě dřeva, ale i pro rozšiřování stavebních parcel. V neposlední řadě, také zakopávání různých toxických odpadních látek do země, ničí život v půdě, v podzemních vodách i ve vodách na povrchu.

Všechny tyto vyjmenované problémy a mnoho dalších jsou v celosvětovém měřítku obrovským problémem do budoucna. Díky znečištění ovzduší vznikají tzv. „ozónové díry“, které objevili vědci nad Arktidou a Antarktidou. „Ozón, součást atmosféry vysoko nad zemským povrchem, vytváří ochrannou vrstvu pohlcující škodlivé ultrafialové záření Slunce, které může u člověka vyvolávat rakovinu kůže. Tuto vrstvu ale narušují chemické látky freonu,“^[1] jak se píše na stránkách českého jazyka.

Dalším neméně závažným důsledkem lidského nakládání s životním prostředím je skleníkový efekt. Při tomto procesu dochází k ohřívání země a zároveň teplo nikam neodchází.

12 1. 1. 2 Ochrana životního prostředí

Co můžeme dělat v dnešní době, pro ochranu a případné zlepšení životního prostředí? Pokud se mě na tento problém někdo zeptá, řeknu, že v prvním kroku by si nespíše měl každý uvědomit, co může dělat špatně vůči svému okolí. Druhým krokem by mělo být, vymyslet způsob jak jinak vynaložit s problémem, aniž by okolí trpělo.

A nakonec to samozřejmě udělat. Zároveň, bychom měli přemýšlet nad předcházení problémům.

V dnešním moderním světě se dá recyklovat téměř všechno. Proč se tedy najde spousta lidí a firem, které se rozhodnou netřídit odpad a díky tomu ani nerecyklovat?

Dle mého názoru je to částečně v lenosti a částečně v neinformovanosti. Již jsem slyšela mnoho názorů, že je zbytečné třídit odpad, když se to stejně nakonec odveze na skládku.

Ano může se stát, že někde tomu tak je. Opět je to jen začarovaný kruh, kde výše postavení lidé na to kašlou z lenosti, či z ohledu na finanční náklady.

Nic není jednoduché. Ochrana životního prostředí není jen o třídění odpadu, recyklaci, snižování spalin v ovzduší a jiných, ale je to také o zachování druhů, nejen živočišné říše, ale rostlinné.

1. 1. 3 Recyklace

Recyklace je výraz, který znamená znovu nakládání s odpadem. Je rozdíl mezi tříděním odpadu a recyklací. Při třídění se odpady rozdělují podle druhu materiálu.

Recyklace je již zpracování vytříděných druhů odpadů. Máme dva druhy recyklací, jedním je přímá recyklace, kde se materiál nijak neupravuje. Příkladem pro přímou recyklaci je využití součástek z jednoho nefunkčního přístroje ve druhém.

Obr. 2: „Nový život“

13

Nepřímá recyklace, znamená znovu využití materiálu pomocí znovu zpracování.

Je to například u skla, kdy se sklo rozbije na střepy, vyčistí od nečistot a přidá do sklářského kmene.

Třídění dělíme dle recyklovatelných materiálů.:

 papír

 plasty

 sklo

 textilie

 kovy

o železo o hliník o měď

 stavební odpad

 rozpouštědla

 oleje

 bio odpad

 vysloužilé světelné zdroje

Některé materiály nemůžeme znovu plnohodnotně využít, tak jako je tomu třeba u kartonových krabic od nápojů. V těchto případech se jedná o „downcycling“.

Opačný způsob použití materiálů je „upcycling“, v tomto případě se snažíme ze starého předmětu či odpadu vytvořit něco naprosto nového a unikátního.

Obr. 3: Recyklace skla

14 1. 2 Recyklace kovu

Povětšinou pokud se bavíme o kovu, máme na mysli železo. Avšak kovů existuje mnohem více. Můžeme kovy dělit na lehké a těžké, měkké či tvrdé, dále na vodivé a nevodivé nebo levné a drahé. Dokonce dělíme kovy na neškodné a jedovaté.

Recyklace jako taková se provádí tavením použitého kovu. Avšak před recyklací se musí kov zbavit ostatních kovů, tedy nečistot. Následně se kov taví v ohromných tavicích agregátech - pecích a je lit do forem, kde kov získává tvar kvádru.

Po zchladnutí ve formě, je připraven pro další použití. Nejčastějším recyklovaným kovovým materiálem je hliník a ocel.

1. 2. 1 RUF briquetting systems

Firma RUF Maschinenbau GmbH & Co. KG, sídlící v Německu, se specializuje na briketování různých materiálů, mezi které patři i kov. Firma říká, že „briketováním lze výrazně zvýšit hodnotu vzniklého výrobního odpadu, jako jsou dřevěné a kovové třísky, biomasa, papír, textil či polystyren. Naše hydraulické RUF briketovací lisy zhutní sypký materiál do pevných briket, čímž vytvoří základ pro zapojení téměř všech organických a anorganických materiálů do recyklačního koloběhu. Kompaktní brikety představují ideální alternativu k nákladné likvidaci odpadů z výroby.“ ^[2] Tento způsob nakládání s odpadem slibuje vyšší finanční výnos oproti volnému materiálu.

Tedy minimalizují se náklady na likvidaci. Dále se díky briketování šetří místo na skladování.

Ohromnou výhodou spatřuji v nabídce firmy, která je schopna nezávazně otestovat možnost briketování jakéhokoli materiálu, který jim zájemce zašle.

Tudíž pokud se briketování u firmy nezdaří, nemusí si briketovací lis kupovat.

Obr. 4: Kovové brikety

15 1. 3 Druhy recyklovatelných kovů

1. 3. 1 Drahé kovy

Můžeme je znát také pod pojmem vzácné kovy. Tyto kovy jsou vzácné, nejen v přírodě, ale také z hlediska odpadu. Člověka první napadne, kde se vůbec recyklovatelný materiál, například zlato, bere. Nejčastěji je nacházíme uvnitř „mrtvých“

počítačů, mobilních telefonů a jiné elektroniky. Mezi drahé kovy zařazujeme například zlato, stříbro, platinu a třeba palladium.

1. 3. 2 Těžké kovy

Tyto kovy patří mezi nebezpečné látky, jelikož některé z nich působí jako jedy.

U těchto kovů neřešíme tolik recyklaci, jako spíše bezpečnou likvidaci. Těžké kovy jsou součástí například některých baterií a LCD displejů. Mezi nejznámější těžké kovy patří například cín, rtuť, olovo, barium, měď, chrom a další.

1. 3. 3 Kovy vzácných zemin

Tyto kovy se používají v elektrotechnickém průmyslu. Jedná se o velmi ojedinělou skupinu, která se využívá v satelitních technologiích, v technologiích mobilních telefonů, hybridních motorů a jiné. Tyto kovy nalezneme téměř ve všech druzích elektroodpadu. Mezi kovy vzácných zemin řadíme například cer, lanthan, neodym, lutecium a třeba praseodyn.

Obr. 5: Využití zlata v technice

16 1. 3. 4 Nejčastější kovy k recyklaci

Veškeré kovy odevzdáváme na sběrný dvůr, popřípadě do kontejnerů na kov.

Do těchto kontejnerů se však mohou házet pouze drobné kovové předměty a nejsou tak obvyklé jako sběrné dvory.

Železo je druhým nejrozšířenějším kovem na světě. Samo o sobě je železo měkké a poddajné. Aby bylo pevnější, silnější a tvrdší utváří se z něj různé slitiny.

Ocel patří do slitin železa a je nejčastějším používaným železným materiálem.

Ocel je slitinou železa a uhlíku. V současnosti se vyrábí okolo 2500 druhů ocelí.

Hliník je lehký a také křehký kov, který dokáže vést proud, ne moc dobře.

Jinak se s ním nedá moc pracovat, už vůbec nejde obrábět. Opět jsou příznivější jeho slitiny jako například Dural.,

Měď se nachází nejčastěji ve většině elektrických rozvodů ale i součástek, dále pak v podobě plechů, střešních krytin, ale i topenářských trubek nebo rozvody plynu. Měď je taktéž důležitou součástí několika slitin, jako je bronz a mosaz.

Cín je velmi dobře kujný materiál s nízkým bodem tání, také je velmi odolný vůči korozi. Tento kov se používá nejčastěji v potravinářství, jelikož je zdravotně nezávadný. Často se používá pocínování konzerv pro dlouhodobé uchovávání potravin.

Také se přidává do staniolu.

Mosaz je slitinou mědi a zinku. Dnes se používá v mnoha odvětvích průmyslu, především díky svým fyzikálním a chemickým vlastnostem. Také existují mosazi, které mají část zinku nahrazené jiným kovem, tedy ternární mosaz. Ternární znamená, že obsahuje 3 složky.

Obr. 6: Měděné špony

17

2. Technologická část

2. 1 Železo

Tento kov, jak bylo již výše zmíněno, je druhým nejrozšířenějším kovem na světě. V přírodě se nachází v nerostech, ty se nazývají železné rudy.

Vědci předpokládají, že železo tvoří z větší části zemské jádro. V jádru by se měl vyskytovat také kobalt a nikl.

2. 1. 1 Historie železa

Železo mělo velký význam v historii lidstva. Již kolem roku 3000 př. n. l., jak bylo zjištěno dle vykopávek, Chetité byli prvními zpracovateli železných rud, výrobu tajili. Železo vyráběli tak, že rudy tavili v mělkých jamkách. Redukčním činidlem bylo v té době dřevěné uhlí. Železný kov byl velmi vhodný kvůli vyšší tvrdosti a hojnosti železných rud, oproti bronzu. Oproti tomu měla železná ruda mnohem vyšší teplotu tavení, tudíž technologie výroby byla náročnější.

Po pádu Chetické říše se zpracování železa rozšířilo, tak vznikla doba železná.

Ve středověku se začalo topit v malých šachtových pecích, z těch se vyvinuli dnešní vysoké pece. Díky malému obsahu uhlíku bylo vyrobené železo velmi dobře kujné, avšak nebylo dobře oddělené od strusky a bylo pórovité, proto se mu říká „železná houba“.

Největším zlomem se stalo 18. Století, kdy se začal používat koks jako redukční činidlo. Což můžeme považovat jako jeden z faktorů průmyslové revoluce.

2. 1. 2 Historie železa u nás

Ve střední Evropě výrobu a zpracování železa počali Keltové, kmen Bójů.

Doba železná byla roku 750 př. n. l. až 0, u nás počátek epochy železa byl o sto let později. Kolem výskytů rud vznikala centra osídlení. Tavilo se v malých pecích, které byly částečně zapuštěny do země.

Keltové byli mistři v kování „železné houby“. Kováři dokázali výrobky tvrdit.

Díky cementace a kalení vyráběli ocel. Vznikali a do dnes se dochovali různé umělecké a užitkové předměty, ale i zbraně.

18

Počátkem 19. Století se stalo železo nejdůležitějším konstrukčním materiálem strojů. Centra výroby se budovala v místech výskytu železných rud, jako byl Dvůr Králové nebo Vítkovice. Popřípadě se výroba koncentrovala tam, kde se vyskytovalo uhlí. Z uhlí se následně vytvářel koks do vysokých pecí. Dále se celkem rychle rozvíjeli vědní obory pro inovování výrobních postupů. Nahradilo se tedy dřevěné uhlí za koks, výroba oceli, válcování plechů, tažení drátů atd.

Během období 1. světové války se výroba železa zvyšovala, především díky zbrojnímu průmyslu. V meziválečném období naopak nastal úpadek výroby. 2. světová válka opět nastartovala zpracování železa.

2. 1. 3 Výroba železa

Železo se vyrábí z železných rud, avšak ty obsahují různé množství železa.

Nejčastější rudou pro zpracování se používá krevel a magnetit. Obsah kovu v hornině musí být minimálně 25%, aby se zpracování železné rudy finančně vyplatilo.

Zbytku z horniny se říká hlušina, ta je tvořena nejčastěji z SiO2, CaO, MgO, Al2O3. Tato hlušina se odstraňuje ještě před dávkováním rudy železa do vysoké pece.

Výrobu železa pak dělíme dle kujnosti na přímou a nepřímou.

Výroba přímá je proto, že se kujné železo získává z rudy přímým technologickým procesem. K tomuto procesu se vyžívají s vysokým obsahem železa a co nejmenším nežádoucích příměsí.

Výroba nepřímá má více technologických procesů. Při prvním se vyrobí surové železo, tedy křehký meziprodukt. Ten se následně v ocelářském procesu zkujňuje.

Obr. 7: Železné rudy

19 2. 1. 4 Postup výroby železa

Tato výroba surového železa je v dnešní době nejběžnější a probíhá ve vysokých pecích. Jedná se o šachty kuželovitého tvaru, do nichž se nepřetržitě naváží vsázka.

Ta je tvořena především rudou, palivem a přísadami, které jsou struskotvorné.

Důležitým prvkem rudy je chemické složení, kde ruda musí obsahovat minimálně 50%

Fe a pokud možno co nejméně škodlivých příměsí. Další důležité podmínky jsou správná vlhkost, pevnost a taktéž zrnitost (10 – 25 mm). Některé rudy není možno používat přímo, proto se předpřipravují a do vysokých pecí jdou ve formách aglomerátu nebo pelet.

Palivem ve vysokých pecích je hutnický koks, ten zároveň slouží jako redukční činidlo. Koks se spaluje v předehřátém proudu, někdy bývá zvlhčovaný, vzduchu.

Vzduch proudí do pece tak, že je vháněn zespodu výfučnami.

Jak jsem zjistila na stránkách Vysoké školy báňské, „spalování uvolňuje velké množství tepla při vzniku oxidů uhličitého a uhelnatého. Redukční vlastnosti má jen oxid uhelnatý, oxid uhličitý se na něj ovšem opětovně transformuje při reakci s koksem.“^[3]

Probíhají tři reakce:

C + O2  CO2

C + ½ O  CO C + CO2  2 CO

Materiál se do spodní části vysoké pece dostává díky gravitačnímu klesání, zde se dostává do oblasti stále vyšších teplot. Oxidy železa se rozkládají při teplotách nad 570 °C, výjimkou je FeO.

Fe₂O₃  Fe₃O₄ (FeO · Fe₂O₃)FeO  Fe

Ve dvou stupních probíhá redukce železných rud na surové železo.

Nepřímá redukce oxidů železa oxidem uhelnatým je prvním stupněm. Druhým je přímá redukce, k té dochází při styku úlomků železné rudy a koksu.

3 Fe2O3 + CO  2 Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO  3 FeO+ CO2

FeO + CO  Fe+ CO2

20

Díky vysoké hustotě, vyredukované železo, klesá do spodní části pece, to se v nístěji hromadí. Během stékání přes koks dochází k rozpouštění uhlíku a tím dochází k nauhličení kovu. To znamená, že surové železo obsahuje obvykle okolo 3,5 % uhlíku.

Na 1t vyrobeného železa se do vsázky přidává mezi 200 a 300 kg vápence, který se při teplotě nad 800°C rozkládá na oxid vápenatý a oxid uhličitý (CaCO3 CaO+ CO2). Oxid vápenatý je reaktivní látka, která během procesu na sebe přednostně váže křemík. Křemík je nežádoucí příměsí ve všech železných rudách a vzniká díky němu takzvaná struska, což je směs s převahou křemičitanů vápníku. Struska na sebe dále váže nezredukované oxidy a síru ve formě sulfidů.

Jelikož má nízkou hustotu, tak v nístěji tvoří povlak na surovém železe. Nejen že váže nečistoty, ale má i ochrannou funkci, to znamená, že odděluje procesy probíhající ve vyšší části od vyredukovaného železa. Také jej chrání před rozpouštěním dalšího uhlíku z koksu či opětovnou oxidací kyslíkem.

Obr. 8: Vysoká pec

21

Při tavbě neustále vzniká jak surové železo, tak struska, proto je potřeba je z pece vypouštět. Železo se dále přepravuje v tekutém stavu nebo ve formě odlitků do výroby pro další zpracování na litiny či ocele. Struska má mnoho využití ve stavebním průmyslu. Například granulovaná struska má využití při výrobě cementu.

Jako drcené kamenivo se používá struskový štěrk.

Dalším významným produktem při výrobě železa vzniká vysokopecní plyn.

Ten obsahuje běžně okolo 50 – 60 % N2, 10 – 18% CO2, 22 – 30% CO, 1 – 8 % H2 a pod 1% CH4 z celkového objemu. Tento plyn je výbušný, toxický s relativně nízkou výhřevností. Avšak jej vzniká velké množství. Po vyčištění od prachu a obohacení, slouží k předehřívání vháněného vzduchu do pecí, popřípadě pro výrobu tepla.

Obr. 9: Granulovaná struska

22 2. 2 Jekl

Jekl je profesní název používaný pro tvarované železo uzavřeného či otevřeného profilu. Nejčastěji tento výraz slyšíme u čtvercového a obdélníkového profilu.

Jelikož slovo Jekl, je spjato s poměrně úzkou oblastí technického vyjadřování, proto jej nenajdeme ani ve výkladových slovnících. Taktéž nemá smysl hledat v obecném slovníku cizích slov (Academia, Praha 1995), ačkoli některé z obecně známých profesních výrazů německého původu zde jsou uvedeny.

Vzniklo mnoho hypotéz o významové a hláskové blízkosti slova jekl.

Jednou z nich bylo srovnání s německým výrazem das Eck, v překladu znamená úhelník, roh. Obdobně pak slovo die Ecke, které překládáme jako hranu nebo úhel.

Avšak se nevysvětlovalo, proč se u nás vyskytla koncová souhláska l. Další možností, bylo srovnání s německým ekvivalentem Eckel, který se dnes už v německém jazyce nepoužívá, tudíž je neznám. Tento výraz se uvádí ve staré němčině ve významu ocel.

Poslední hypotézou a tou pravdivou je, že jekly nebo také jäkly jsou pojmenované po nějakém vynálezci, výrobci, či jiné osobě. “Jekly či jäkly dostaly jméno po rýmařovském kováři Jäklovi, jehož patentu a zkušeností bylo využito při zavádění výroby podkov. Tzv. Jäklovy profily se začaly vyrábět od třicátých let 20.

stol. pod firemní značkou Jäkl. Jméno Jäkl je obsaženo i v názvu dnešní samostatné obchodní společnosti Jäkl Karviná, a. s.; ta je pokračováním společnosti Jäklův železářský průmysl, s. r. o., jíž byl tento název přiznán v r. 1922,“^[4] píše paní Uhlířová v elektronickém periodikum Naše řeč. Nakonec jsme tedy došli k tomu, že původním výraz jekl, není odvozen od významového německého slova, nýbrž pouze od německého příjmení.

Obr. 10: Původní vzhled společnosti

23 2. 2. 1 Výroba jeklu

Jekly se vyrábí z nelegovaných konstrukčních ocelí, které se válcují na profilových válcovacích stolicích, ať už jsou profily jakýchkoli tvarů a rozměrů, ať už to jsou kruhové, čtyřhranné, šestihranné, nebo různé další. Materiál, který se válcuje, postupně prochází kalibry. Ty se zmenšují, ale válce se k sobě nepřibližují. Požadovaný tvar profilu má poslední kalibr.

Profily, které jsou duté, se dále spojují elektrickým odporovým svařováním, popřípadě svařováním pod tavidlem. Samozřejmě bez následného tepelného zpracování, kromě sváru, ten jediný může být tepelně zpracován. Jekly vyráběné kontinuálně nesmí mít příčné sváry, které by spojovaly jednotlivé pásy. Profily jsou běžně dodávány s převýšením svárového spoje.

Obr. 11: Profily

2. 3. Svařování

Svařování nebo také sváření, je proces, který vytváří nerozebíratelný spoj dvou či více dílů. Nejedná se pouze spojování stejných druhů materiálů, ale mohou se i lišit.

Jsou různé typy sváření, ať už se použije přídavný materiál či ne. Pokud se přidává materiál, musí být stejného či podobného chemického složení. Díky soustředěnému

24

tlaku nebo teplu, popřípadě obojího, se vytváří termodynamické podmínky pro vznik nových meziatomových vazeb. Tepelně ovlivněná oblast, je prosto v okolí spoje, kde dochází ke změně fyzikálních či mechanických vlastností základního materiálu.

2. 3. 1. Metody sváření

V dnešní době se používá mnoha způsobů sváření ať už kovových či nekovových materiálů. Základní dělení je tedy na obloukové, odporové, plamenové a tlakové.

Mezi obloukové sváření patří způsob, kdy se taví elektroda bez ochranného plynu, nebo s ním. Dalším způsobem tohoto svařování je pod tavidlem. Taktéž je rozdíl pokud se používá wolframová elektroda, nebo jestli se jedná o plazmu.

Odporové metody sváření jsou bodové, švové, výstupkové, odtavovací stykové, stlačovací stykové popřípadě vysokofrekvenční.

K plamenovému sváření se používá buďto směs plynů, kde dominantním je kyslík anebo vzduch. K tomuto procesu je potřeba použít přídavný materiál

Jsou různé druhy tlakového svařování. Jedním z používaných je například ultrazvukové, třecí, či výbuchové sváření. Zajímavostí je, že se dá svařovat tlakovým svařováním i za studena, což u ostatních principů zmíněných výše nelze.

Existuje mnoho dalších způsobů utváření spojů svařováním. Nejznámější jsou indukční, elektronové svařování a například využití světelného záření.

2. 3. 2 Typy svárů

Obrázek 12 Obr. 12: Sváry

25

3. Realizace

3. 1 Hledání, inspirace a návrhy

Jak bylo na začátku řečeno, v mé bakalářské práci se soustřeďuji na recyklaci materiálu. Hledala jsem v dílně, kde máme spoustu použitých materiálů určených k odvozu do sběrny kovového odpadu. Nacházela jsem mnoho využitelných materiálů, avšak vyhrály zbytky jeklu. Zaujala mě jednoduchost a čistota tvaru, kde díky využití řezu si lze snadno pohrát se vzhledem.

Obr. 13: Materiály k recyklaci

Návrhy jsem tvořila pouze zpočátku, jelikož jsem technický typ, tak si raději pohrávám rovnou s materiálem. Zkoušela jsem tedy různě zbytky jeklu řezat na pásové pile, kde jsem nakonec usoudila, že bude nejlepší řez na 45°.

Obr. 14: Řez pásovou pilou

3. 2 Práce s jeklem

První výtvory jsem pouze spojovala svářením, bez žádných dalších úprav.

Následně jsem si několik „plátků“ jeklu obrousila a nahrubo vyleštila, avšak touto úpravou ztratil materiál svoje kouzlo. Tudíž jsem udělala pouze jediný řetěz z opracovaného jeklu, který je spojován měděnými nýty.

26

Nařezávala jsem jekl na 1,6 – 2,8 milimetry, jelikož slabší plátky se při řezání a následném svařování deformovaly a silnější se hůře tvarovaly. Po nařezání jsem kusy osušila od chladící emulze z pily. Posléze pomocí rukou a kovadliny jsem zkoušela různě jekl tvarovat. Vzniklé tvary se spojovali obloukovým svářením za přítomnosti ochranného plynu (CO2).

Obr. 15: Průběžné měření kusů

3. 2. 1 Řezání

Kovové materiály se dělí řezem na rámových, okružních nebo pásových pilách.

Při procesu řezání se část materiálu ztrácí ve formě „pilin“. Množství kovových pilin určuje šíře pily. Řezat můžeme pouze do určité tvrdosti, popřípadě tvrdší materiály musíme nejprve vyžíhat.

Já použila pásovou pilu, která pracuje na principu nekonečného pásu. Rychlost pohybu pásu je 180 ot/min. Ke chlazení řezu a mazání pilového pásu slouží emulzní kapalina, která se skládá z vody a emulzního oleje v poměru 1:50.

Obr. 16: Pásová pila

3. 2. 2 Ohýbání

Ohýbání je proces, při kterém je materiál deformován do různých tvarů.

V místech ohybu je namáhán jak tlakem, tak tahem. To znamená, že v místě ohybu se na vnější straně materiál natahuje a na vnitřní stahuje. Ohýbat můžeme za studena

27

i za tepla. Za tepla se ohýbají materiály větších průřezů nebo takové, které za studena praskají.

Nářadí k ohýbání je stejné jako při rovnání materiálu. Tedy při ruční deformaci se často používá kovadlina s kladivem. Při průmyslové výrobě se používají různé ohýbací stroje a přípravky, například ohýbačky trubek, plechů, stáčečky a podobně.

Při své bakalářské práci jsem použila kovadlinu k ohýbání a pouze jsem se zapřela o materiál, tím jsem využila vlastní sílu k deformaci. Některé plátky jeklu jsem ohýbala pouze rukama, kdy jsem se snažila vytvořit rotační tvar.

Obr. 17: Ohýbaní na kovadlině

3. 2. 3 Ohranění

Ohranění je povrchová úprava, kdy se zbavujeme nežádoucích ostrých otřepů a případných nerovností, přičemž vytváříme čisté hrany. Při ruční práci, při které využíváme pouze vlastní sílu, používáme například jehlový pilník a smirkový papír. Jinak k ohraňování slouží různé přístroje, kupříkladu úhlová bruska, stojanová bruska nebo Elko bruska.

Pro svou práci jsem použila úhlovou brusku, připevněnou za originální držák ve svěráku. Následně jsem části, kde jsem se nedostala „fričkou“, musela jsem použít jehlový plochý pilník. Nakonec jsem všechny hrany materiálu dočistila smirkovým papírem o hrubosti 600 zrn/m².

3. 2. 4 Leštění

Po nařezání a ohranění nastává leštění, přičemž se používá mnoha způsobů leštění. Leštění kovů probíhá v několika fázích, jež zajistí rovný a opravdu lesklý povrch. Při každé fázi se používají odlišné druhy leštících kotoučů. Kotouče musí být vždy určené pro daný kov, jelikož mají různé složení a hrubost. Pokud bychom použili

28

nesprávný kotouč, může povrch materiálu poškodit. Při leštění kovu používáme leštící pasty.

První jsem použila ocelový kotouč pro jemné broušení a následně jsem použila jemnou leštící pastu a hadrový kotouč, přičemž jsem ho připevnila na soustruh a začala leštit.

3. 2. 5 Vrtání

Toto třískové obrábění, provádíme vrtákem. Vrták vykonává řezný otáčivý pohyb. Jsou různé typy vrtáků. Například kopinatý vrták slouží pro vrtání do dřeva.

Šroubovitý vrták, má mnoho typů, které se dají použít na vrtání do různých materiálů.

Popřípadě středící vrták, který jak již název napovídá, slouží k výrobě středících důlků.

K vrtání používáme mnoho různých přístrojů. Základním dělením vrtaček je na ruční a strojní, přičemž s ručním pohonem se dnes již nepoužívá. Dále se dělí podle polohy vřetene na vertikální, horizontální a ostatní. Dělení obráběcích strojů k vrtání je na stolní, stojanové, sloupové a radiální – otočné.

Obr. 18: Stojanová vrtačka

Doma k vrtání používáme převážně stojanovou vrtačku, kde základem je stojan.

Vrták upínáme do tří čelisťového sklíčidla, kde rozevíráme a dotahujeme pomocí kličky.

Materiál jsem umístila pod vrták, zapnula vrtačku a pomocí tlaku na páku jsem vrtala do materiálů. Před vrtáním je nutné vrták namazat olejem, aby se zamezilo rychlejšímu otupění a zahřátí vrtáku. Pokud by se vrták přehřál, došlo by k vyžíhání a následnému znehodnocení vrtáku.

29 3. 2. 6 Spojování

Materiál, který jsem si nařezala a případně upravila, jsem musela nějakým způsobem spojit. Rozhodla jsem se pro dva různé spoje. Jedním bylo pomocí nýtů a druhým za pomoci sváru.

Nýtování, které jsem použila, je způsob spojování za studena. Spojovací materiál jsem zvolila měď. Délku nýtu jsem určila dle zkušebního spoje. Nýt se musí řádně podložit. Do kuželového otvoru jsem jemným poklepáváním vytvořila správnou hlavu. Průběžně pomocí trubičky spojované části, jsem dotahovala na požadované dotažení spojovaného materiálu k sobě. Výsledkem byl tedy požadovaný spoj

Svařování mých návrhů probíhalo pomoci elektrické obloukové svářečky za přítomnosti ochranného plynu CO2. Svařování elektrickým obloukem znamená, že zdrojem tepelné energie je elektrický oblouk, hořící mezi elektrodou a svařovaným materiálem. Součástí naší obloukové svářečky je ochranný plyn, který proudí z hubice svařovací pistole kolem elektrody a vytlačuje atmosférický vzduch. Plyn zabraňuje oxidaci roztaveného kovu, ionizuje prvky v pracovním prostoru a tím usnadňuje zapálení i udržení oblouku. Součástí tedy svářečky je ocelová láhev s ochranným plynem, elektrodou je holý drát natočený na cívce, který je v pistoli při sváření posouván konstantní rychlostí.

Obr. 19: Elektrická oblouková svářečka

30

4. Závěr

V mé bakalářské práci bylo cílem vytvořit nový předmět ze staré použité věci.

Díky nalezeným použitým profilům a jejich nařezání, šperky dostaly technický vzhled.

Vznikl set několika šperků. Šperky jsou díky technologii výroby nebezpečné na dotyk.

Při řezání došlo k roztřepení materiálu, otřepy zůstaly na uřezaných plátcích profilů, kvůli tomu je šperk ostrý a tím i nebezpečný.

Z počátku jsem měla spoustu problémů nařezat materiál na stejný rozměr, avšak po určité době se začalo dařit, až jsem nestačila zpracovávat plátky. Za hodinu jsem zvládala nařezat až 30 kusů, což na nezkušeného člověka, je dobrý výkon. Uříznout jeden kus trvá asi minutu a půl, ale než jsem připravila další materiál ke zpracování, to také nějakou tu vteřinu trvalo.

Během posledního roku jsem zjistila, že nemohu být v jedné místnosti u sváření ani s ochranným štítem. Bohužel mám přecitlivělé oči a okamžitě, do druhého dne dostávám zánět spojivek. Tudíž před svářením jsem partnerovi vysvětlila, jak si přeji nařezané jekly svařit a musela jsem odejít ven. Vždy po jednom sváru jsem chodila kontrolovat sváry, přichystat další části, popřípadě nachystat další materiály ke sváření.

Alespoň tímto způsobem jsem mohla pomoci při sváření.

Nebudu zde hodnotit svou výslednou práci, zdali je povedená, to nechám na ostatních. Nýbrž jsem nadšená, že jsem se dokázala popasovat s materiálem a zadáním, nad své očekávání.

31

Použitá literatura

CHÂTELET, A.: Světové dějiny umění: malířství, sochařství, architektura, užité umění, Ottovo nakladatelství v divizi Cesty, 2004, 784 s. ISBN 80-718-1936-0.

JÍRA,V.: Václav Jíra: recyklace minulosti i přítomnosti, Digon, 2010, 185 s. ISBN 978- 808-7019-153.

LUCAS, G.: Ekologie, Albatros, 2004, 88 s. ISBN 80-000-1453-X.

Pachmanová, M.: Mít a být: sběratelství jako kumulace, recyklace a obsese, Praha:

Vysoká škola uměleckoprůmyslová, 2008, 223 s. ISBN 978-808-6863-252.

ŠLÉGL, Jiří, František KISLINGER a Jana LANÍKOVÁ. Ekologie a ochrana životního prostředí: pro gymnázia. Vyd. 1. Praha: Fortuna, 2002, 157 s. ISBN 80-716-8828-2.

Online příspěvky:

[1] KYBERKA, Ochrana životního prostředí. SOUČEK, Tomáš.

Http://www.cesky-jazyk.cz/ [online]. 2005 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z:

http://www.cesky-jazyk.cz/slohovky/vyklady/ochrana-zivotniho-prostredi.html

[2] RUF: Briquetting systems. RUF MASCHINENBAU GMBH & CO. KG.

VYTVÁŘÍME PŘIDANOU HODNOTU [online]. [cit. 2014-04-29]. Dostupné z:

http://www.brikettieren.de/cz/briketovani/

[3] JIRÁSEK, Jakub Jirásek a Martin VAVRO. Nerostné suroviny a jejich využití [online]. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2008, 1 CD-ROM[cit.

2014-04-29]. ISBN 978-80-248-1378-3-. Dostupné z:

http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/vyroba_zeleza.html

[4] Uhlířová. Naše řeč: Jekl, nebo jäkl? [online]. 2011 [cit. 2014-05-12]. ISSN ISSN 0027-8203. Dostupné z: http://nase-rec.ujc.cas.cz/archiv.php?art=7670

32 Obrázky:

Obr. 1 http://www.mosspop.com/Eva_Eisler_Folding_necklace_p/42302.htm Obr. 2 http://www.ochranazivotnihoprostredi.cz/

Obr. 3 http://www.ekostrazce.cz/texty/recyklace-odpadu-sklo Obr. 4 http://www.brikettieren.de/cz/briketovani/materialy/kovy/

Obr. 5 http://www.ame.cz/LCD-modul-T-CON-T370HW02V6-37T04-C03-AUO- T370HW02-CTRL-BOARD-_d144251_10699.aspx

Obr. 6 http://www.kovy.eu/burza-odpadu/vykoupim-kovy-a-barevne-kovy-po-cele-cr- a-sk-detail-613.html

Obr. 7, 8 http://www.zschemie.euweb.cz/zelezo/zelezo3.html Obr. 9 http://www.prodej-strusky.cz/?jemna-struska,41 Obr. 10 http://www.jakl.cz/index.html

Obr. 11 http://www.gavenda.eu/?setSection=hutni-material&setSubSection=fotografie Obr. 12

http://fyzika.upol.cz/cs/system/files/download/vujtek/granty/lapsanska_prehled _metod_svarovani.pdf

Obr. 13 - 19 vlastní fotografie

33

Fotodokumentace

34

Fotograf: Ahashwer

10. 05. 2014

35

36

37

38

39

40

Fotograf: Aleš Jungmann

5. 5. 2014

41

42

43

44

45