C V I Č E N Í 2. Index

Transkript

1 C V I Č E N Í 2 1. Ekonomické ukazatele sklářského u [1, 2, 3] 2. Vysvětlení pojmu skla [4] 3. Charakteristika pevnosti struktury křemičitých skel (Stevelsovy parametry) [4, 5] 4. Výpočet parametrů z molárního složení skla [4, 5] 5. Význam parametru Y [4, 5] 6. Výpočet parametru Y z hmotnostních a molárních % [4, 5] 1. Ekonomické ukazatele sklářského u k roku 2001 Přesto že převážná část sklářských výrobků směřuje na export, využívá sklářský z velké části surovinové základny v Čechách, tedy převážná část surovin (především písek, soda, vápenec) se těží v tuzemsku. Z toho pramení i náchylnost tohoto odvětví na posilování koruny neboť to není dostatečně vyrovnáváno příznivějším dovozem surovin či polotovarů. Vliv silné koruny se projevil výrazně v roce 2001, kde nastal s ohledem na silnou konkurenci doslova boj o přežití. V podobném trendu pokračoval vývoj i v první polovině roku 2002, kdy došlo k zavírání některých menších provozů, malých firem a omezování výroby. V druhé polovině došlo k mírnému zlepšení, především zvýšením efektivity výroby a v některých závodech se rozjely některé uzavřené linky. Negativní vliv na sklářský by také mělo případné zdražování elektrické energie a zemního plynu, neboť výroba skla je značně energeticky náročná (tavení a chlazení se provádí v pecích vytápěných zemním plynem, elektrickou energií nebo kombinací). Přes tyto obtíže, ale sklářský jako celek neustále roste. a. Vývoj českého sklářství za posledních 11 let V období přechodu na tržní hospodářství neprodělalo sklářství pokles, jako jiné odvětví. Sklářským podnikům se podařilo zřetelně zvýšit kapacity, vývoz a potvrdilo tak pozici významného exportéra. V době transformace významná část podniků přešla do rukou schopných zahraničních vlastníků (Glaverbel Czech - SkloUniun, Avirunion SkloUnion, Splintex Czech Thorax, Vertex ), ale i nezanedbatelný podíl byl privatizován tzv. českou cestou (Preciosa, Crystalex, Sklo Bohemia, ) Obr. 1 a tab. 1 ukazuje vývoj produkce skla v tisíci tunách. Průměrný růst produkce o 5,5 % mezi proti roku 2000 odpovídá dobré konjunktuře i přes posilující korunu. Pravděpodobně jen mírný růst byl i v roce 2002, ale v dalších letech pravděpodobně bude stále docházet ke stagnaci či jen mírnému růstu z důvodu naplnění kapacit (ploché sklo), stagnaci evropských trhů a velké levné konkurenci přicházející z Asie (užitkové sklo). Významný propad v objemu produkce postihl v roce 2001 perspektivní výrobu skleněných vláken, která pravděpodobně doplatila na silný kurz české měny Index /00(%) Ploché a stavební sklo Ploché a stav. Sklo včetně zušlechtění Obalové sklo Ostatní sklo Skleněná vlákna Užitkové a osvětlovací sklo Sklo celkem Tab. 1: Produkce skla v hmotnostních jednotkách (tis. tun) 2000 množství [tis. tun] Ploché a stavební sklo Ploché a stav. Sklo vč etně zušlechtě ní O balové sklo Ostatní sklo skleně ná vlákna Užitkové a osvě tlovací sklo rok Obr. 1: Produkce skla v hmotnostních jednotkách (tis. tun) 1 S k lo c elk em

2 Index /00(%) Průmyslové sklo a. Ploché a stavební sklo b. Obalové sklo Ostatní sklo a skleněná vlákna Užitkové a osvětlovací sklo Sklo celkem Tab. 2: Tržby za prodej vlastních výrobků (mld. Kč) tržby [mld. Kč] Prů m yslové sklo a. P loché a stavební sklo b. O balové sklo O s tatní s k lo a skleně ná vlákna Užitkové a osvě tlovac í s klo Sklo celkem rok Obr. 2: Tržby za prodej vlastních výrobků (mld. Kč) Tržby za 11 let jsou uvedeny v tab. 2 a na obr. 2. Je zřejmé snížení tempa růstu tržeb všech skupin (u skupiny obalové sklo dokonce pokles o 6%), které se projevilo v celkovém snížení meziročních růstů tržeb. (V agregaci ostatního skla a vláken je také obsažena pro české sklářství významná produkce, kterou je bižuterní výroba polotovarů, která se postupně stala v této skupině dominantní.) Přes snížení tempa růstu tržeb lze očekávat i nadále v následujících letech celkově vyšší růst tržeb než výroby. Růst tržeb se dá očekávat především u plochého a stavebního skla, kde tento růst bude způsoben vyšší přidanou hodnotou na výrobek a zaváděním nového zpracování plochých skel, neboť kapacity jsou již plně vytíženy. Předpokládat se dá i růst tržeb u ostatního skla a skleněných vláken, kde je zahrnuta i bižuterní výroba. Ta spolu s výrobou vláken může zvyšovat kapacity a přidanou hodnotu. Stagnace a možná i pokles je pravděpodobný ve výrobě obalového skla kde je vysoká světová konkurence. Stále nejasný je vývoj užitkového a osvětlovacího skla, ale vývoj za rok 2001 budí mírný optimizmus. Sklářství je z historického hlediska exportním odvětvím a trvalý růst vývozu skla za posledních 11 let to potvrzuje (obr.3 a tab. 3). Největší vzestup je za rok 2000 (28,7%), ale v roce 2001 je to již jen 10,7%. Porovnáním tržeb a vývozu je patrné, že s výjimkou plochého a obalového skla je podíl domácího odbytu nevýznamný. Index /00(%) Průmyslové sklo a. Ploché a stavební sklo b. Obalové sklo Ostatní sklo a skleněná vlákna Užitkové a osvětlovací sklo Sklo celkem Tab. 3: Vývoz (mld. Kč) Dovoz skla byl do roku 1991 zanedbatelný, ale s postupem času nabírá na významu. Za rok 2001 bylo dovezeno za 12 mld. Kč skla. Vzestup dovozu má stále vyšší dynamiku, než vzestup vývozu a v roce 2001 dynamika dovozu (39,7%) překonala dynamiku vývozu (10,7%). Přesto české sklářství dosáhlo v roce 2001 kladného salda ve výši 27,73 mld. Kč, to je ale o 1,4 mld. nižší saldo než v roce Vývoj počtu zaměstnanců se do roku 1999 celkově snižoval, ale v roce 2000 mírně vzrostl a v roce 2001 se prakticky nezměnila. V průměru v roce 2001 pracovalo ve sklářském u zaměstnanců. Produktivita práce (tržby na jednoho zaměstnance) od roku 1991 trvale rostla do roku V roce 2001 produktivita jen mírně rostla a dosáhla celkově ve sklářství tis. Kč/prac. Nejvyšší pak byla ve výrobě 2

3 plochého a stavebního skla 3838 tis. Kč/prac. Nejnižší v užitkovém a osvětlovacím skle 611 tis. Kč/prac., kde je vcelku stále velký podíl ruční práce. tržby [mld. Kč] Prů myslové sklo a. Ploché a stavební sklo b. Obalové sklo Ostatní sklo a skleně ná vlákna Užitkové a osvě tlovací sklo S k lo c elk em rok Obr. 3: Vývoz (v mld. Kč) Celkově bylo mezi lety 1994 až 2001 proinvestováno 27,7 mld. Kč, tedy průměrně 3,5 mdl. Kč za rok. Za těchto 8 let bylo nejvíce proinvestováno ve výrobě plochého a stavebního skla (9,4 mld. Kč) relativně nejméně (4,1 mld. Kč) bylo proinvestováno do obalového skla. Relativní podíl jednotlivých sklářských oborů v roce 2001 je v tab. 4 a průměrná měsíční mzda v Kč v jednotlivých oborech je uvedena tab. 5. Průměrná hrubá nominální mzda činila v roce Kč. Utavená Počet Ivestice Agregace sklovina zaměstnanců Tržby Export Saldo a. Ploché a stavební sklo b. Obalové sklo Ostatní sklo a skleněná vlákna Užitkové a osvětlovací sklo Sklo celkem Tab. 4: Relativní podíl jednotlivých sklářských oborů v roce 2001, údaje v % Agregace 2001 Ploché a stavební sklo Obalové sklo Ostatní sklo a skleněná vlákna Užitkové a osvětlovací sklo Sklo celkem Tab. 5: Průměrná měsíční mzda v Kč Vše tedy svědčí o tom, že sklářský od roku 1994 má konjunkturu, je významným exportérem a dynamicky se rozvíjejícím ovým odvětvím. b. Porovnání sklářského u s jinými odvětvími u v roce 2000 Oproti jiným odvětvím české sklářství za posledních 10 let vykazovalo jako celek růst. Je jedním z nejdynamičtěji se rozvíjejících ových odvětví. Porovnáme-li však podíl skla a keramiky (segment udávaný ve statistikách) na tržbách v roce 2000 (Obr.4), pak patří tento segment nadále k nejmenším. Podobná situace jako v tržbách je i ve vývozu, kde v roce 2000 dominovaly 4 segmenty a to automobilový, elektrotechnický, hutní a strojírenský s podílem 61,6 %. Průmysl skla a keramiky zachoval svůj podíl 4,2% (obr. 5). Agregace skla a keramiky udržuje přední postavení po automobilovém u ve struktuře kladné obchodní bilance (obr.6). 3

4 automobilový 14.0% dřevozpracující 2.6% ostatní jinde nezahrnutý 4.1% potravinářský 14.3% kožedělný 0.5% papírenský 5.6% zpracování ropy 3.8% hutnictví 15.2% stavebních hmot 2.8% skla a keramiky 3.1% ostatní jinde nezahrnutý dřevozpracující 4.3% 2.1% automobilový 18.2% textilní 4.5% potravinářský 3.3% elektrotechnický 10.4% kožedělný 0.8% strojírenský 7.8% chemický a farmaceutický 6.7% zpracování plastů a gumy 4.7% Obr. 4: Struktura tržeb zpracovatelského u ČR z ové činnosti v roce 2000 papírenský 3.5% zpracování ropy 1.4% chemický a farmaceutický 6.9% zpracování plastů a gumy 4.8% hutnictví 13.7% strojírenský 11.9% stavebních hmot 1.3% skla a keramiky 4.2% textilní 6.5% elektrotechnický 17.3% Obr. 5: Struktura vývozu zpracovatelského u v roce 2000 ostatní jinde nezahrnutý 13.2% dřevozpracující 7.6% textilní 7.4% skla a keramiky 18.7% stavebních hmot 3.3% hutnictví 4.7% automobilový Obr. 6: 45Struktura 1% kladné obchodní bilance ve zpracovatelském u v roce

5 c. České sklářství ve vztahu k Evropské Unii Na evropské produkci skla (EU a turecko) se ČR v roce 2000 podílela takto: Ploché sklo 6,0% Obalové sklo 2,4% Užitkové sklo 7,9% Vlákna izolační i textilní 5,0% Ostatní sklo 6,4% Celkem 3,8 Česká republika je také významným obchodním partnerem EU v obchodu se sklářskými produkty. Na vývozu do EU se ze zemí střední a východní Evropy podílela nejvíce a to 34,8%. Na dovozu z EU jsme se podíleli 20,8% (druzí za Polskem s podílem 32,7%). Vstup České republiky do Evropské Unie by v oboru skla měl proběhnout bez větších problémů, protože tuzemský trh se sledovaným i výrobky je již dnes zcela otevřen. Problém by neměl být ani s harmonizací legislativy, kde již změny byly provedeny s předstihem. Problémy lze očekávat v oblasti cen práce. 2. Vysvětlení pojmu skla Pevné látky mohou být krystalické, ale třeba i ve skelném stavu běžně označujeme jako skla. Tyto látky jsou mechanicky pevné a proto jsou často srovnávány s látkami krystalickými. Vnitřní struktura skel není (oproti krystalické struktuře) pravidelná. Pravidelnost je možné vypozorovat na nižších úrovních struktury ve formě jednoduchých koordinačních útvarů strukturních elementů (v případě skla křemičitého tetraedů [SiO 4 ] 4- ), které se mohou vyskytovat izolovaně nebo ve shlucích s větší nebo menší pravidelností. Mluvíme o uspořádání na malou vzdálenost. U krystalických látek o uspořádání na velkou vzdálenost. Sklo není přechlazenou kapalinou. Vyznačuje se tzv. transformačním intervalem nebo také interval zeskelnění. Látka nad tímto intervalem je nazývána sklovina pod ním je nazývána sklem. Z chemického hlediska se vyskytují skla jak anorganická tak i organická. Organická skla jsou buď přechlazené kapaliny některých sloučenin (alkoholy, fenoly) nebo průhledné organické látky, které vznikají kondenzací či polymerací - nepřesné označení. Nicméně se budeme dále zabývat pouze skly anorganickými a to především skly na bázi oxidů. Proto je zde uveden jen výčet anorganických látek, které mohou sklo tvořit: Prvky (síra, selen a fosfor, arzen za určitých podmínek). Chalkogenidy (soustavy As-S, As-Se, P-Se, Ge-Se). Halogenidy (význam ve výrobě speciálních optických sklech fluorid berylnatý BeF 2 a chlorid zinečnatý ZnCl 2 ). Oxidová (SiO 2, B 2 O 3, P 2 O 5 ) Oxidová skla jsou nejběžnější. Hlavní sklotvorný oxid určuje třídu skla (skla křemičitá, boritá a fosforečná). 3. Charakteristika pevnosti struktury křemičitých skel Volné vazby Křemík Kyslík Obr.1: tedraedr [SiO 4 ] 4- X Y Z R střední počet nemůstkových kyslíků na čtyřstěn (obecně polyedr) střední počet můstkových kyslíků na polyedr střední počet všech kyslíků na polyedr (tj. koordinační číslo síťotvořiče) poměr celkového počtu kyslíků k celkovému počtu síťotvořičů (křemíků) Mezi těmito čtyřmi strukturními parametry platí následující vztahy: 5

6 X + Y = Z X + 1 Y = R 2 X = 2.R - Z Y = 2.Z Jsou-li základními polyedry čtyřstěny (např. SiO 4-4 ) je hodnota Z = 4. Parametr R lze snadno vypočítat z molárního složení skla. Jsou-li známy hodnoty parametrů Z a R, je možné pomocí výše uvedených vztahů vypočítat parametry zbývající, tedy X a Y. 4. Výpočet parametrů z molárního složení skla Viz. skripta [4] s Význam parametru Y Střední počet můstkových kyslíků na polyedr (tedy hodnota parametru Y) má značný vliv na řadu vlastností skla. Ze strukturního pohledu je zřejmé, že rostoucí hodnota parametru Y představuje pevnější a kompaktnější propojení polyedrů ve struktuře skla, což může znamenat například to, že sklo podobného složení, ale s vyšší hodnotou parametru Y má vyšší tavicí teplotu, tepelnou roztažnost. Složení skla Y Tavicí teplota [ 0 C] α.10 7 [ 0 C -1 ] SiO Na 2 O.2SiO Na 2 O.SiO α střední lineární součinitel teplotní roztažnosti [Hodnoty parametru Y nemusí vycházet jako celá čísla!] 6. Výpočet parametru Y z hmotnostních a molárních % Z výpočtu hmotnostních procent jednotlivých oxidů z minulého cvičení pro sklo typu: 2Na 2 O.CaO.6SiO 2 máme: a) Hmotnost jednotlivých oxidů: Na 2 O = 62 2Na 2 O 124 CaO = 56 SiO = 60 6SiO Při vyjádření v kg je dané sklo tvořeno 124 kg Na 2 O, 56 kg CaO a 360 kg SiO 2 b) Hmotnostní procenta: Množství jednotlivých oxudů se sečtou a podíly jednotlivých oxidů se vyjádří hmotnostními procenty = 540 (100 %) Na 2 O 23,0 % hmotn. CaO 10,4 % hmotn. SiO 2 66,6 % hmotn. c) Provede se přepočet % hmotn. na molární podíly (vydělením mol. hmotností): Na 2 O 23,0 : 62 = 0,37 CaO 10,4 : 56 = 0,19 SiO 2 66,6 : 60 = 1,11 1,67 d) Přepočtením na 100 se vypočítají molární %: SiO 2 66,47 % mol. CaO 11,38 % mol.. Na 2 O 22,15 % mol. e) Výpočet parametru R z molárních %: složka kyslík křemíky (síťotvořiče) 66,47 SiO 2 132,94 66,47 11,38 CaO 11,38-22,15 Na 2 O 22,15-166,47 66,47 f) výpočet parametrů X a Y Z = 4 R = 166,47 : 66,47 = 2,5044 (Jde nám o poměr mezi množstvím kyslíku a síťotvořičů.) parametr X = 2R Z = 5, = 1,0088 parametr Y = Z X = 4 1,0088 = 2,

7 Porovnejme výsledek s příkladem 1 (probráno na cvičení), kde jsme vypočítali parametr z molárního složení. Výsledek je prakticky stejný, tedy Y=3. [1] Asociace sklářského a keramického u. Výroční zpráva Praha, 2001 [2] SMRČEK A. Z našich závodů, České sklářství a keramika v roce 200 výroční zpráva asociace. Sklář a keramik, 2001, roč. 51, č.10, s ISSN X [3] Trendy, evropské sklářství v roce Sklář a keramik, 2001, roč. 51, č.10, s ISSN X [4] KLEBSA V. Základy technologie skla pro hospodářskou fakultu. Liberec: Technická univerzita v Liberci, ISBN [5] KLEBSA V. Technologie skla a keramiky I. - Sklo. Liberec: VŠST, Připravil: Ing. Vlastimil Hotař, Katedra sklářských a keramických strojů, Technická univerzita v Liberci 7