Nejdůležitější částí výrobní operace bylo pálení suroviny, při němž probíhal jediný chemický proces celé produkce cementu. Nerostná surovina se proměnila v polotovar (slínek), který se pak musel ještě semlít, aby vzniklo hotové zboží. Spotřeba tepla dosahovalo enormních hodnot,345 „duší a srdcem celého podniku“ tudíž byla cementářská pec, od níž se odvíjela rentabilita provozu i architektonická podoba závodu.346 Pálení cementu zpočátku probíhalo v periodických šachtových pecích převzatých z vápenictví. Pec se naplnila topným materiálem a surovinovými cihlami, načež se obsah zapálil. Po vychladnutí byla většina slínku spečena k peci, odkud se odloupával dřevěným nebo okovaným bidlem.347 Po dokončení produkce pec delší dobu chladla, dosahovala tudíž jen pramalé výkonnosti. Její rentabilitu ještě víc snižovala spotřeba značného množství paliva a nepříliš kvalitní výrobek. Na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let 19. století se začaly používat kruhové pece, typické pro cihlářský a vápenický průmysl. Ačkoliv snížily tepelné nároky výrobního procesu, produkt měl stále velmi nízkou kvalitu. Odvětví se tudíž brzy vrátilo k šachtovým pecím, modifikovaným na nepřetržitý provoz.348 Zavedení kontinuální výroby bylo z technologického hlediska velmi náročným úkolem. Problém spočíval v nalepování slínku na stěny, což vyřešila Dietschova stolová pec. Skládala se ze dvou šachet, které byly spojeny malým mostem, tzv. stolem. Horní šachta se nazývala kalcinační a odtud se vypálené, ale neslinuté surovinové cihly táhly hrably na vodorovný stůl, kde docházelo ke slinutí. Z tohoto mostu se pak slínek shraboval nebo sám padal do dolní chladicí šachty, která se směrem odshora dolů rozšiřovala, čímž se zabraňovalo přilepování slínku ke stěnám. Slínek se mohl do chladicí šachty shrabovat neustále a pálení nemuselo být přerušováno. Příkladem podobných pecí jsou i soustavy Liban nebo Schneider, hojně používané v prostoru Předlitavska.349 Pálení cementu v kontinuálních šachtových pecích přesto naráželo na mnohé obtíže – nároky na pracovní sílu byly enormní a výkon jen pramalý. Začátkem devadesátých let 19. století se proto ve Spojených státech amerických zaváděly první rotační pece (do Evropy se dostaly roku 1897).350 Ačkoliv rotační pece disponovaly řadou výhod (měly značnou výkonnost, obsluha byla snadná, cement 345 R. Froněk: Cement, vápno, azbestocement, s. 59. 346 J. Žitný: Hospodárnost různých cementářských pecí, s 89. 347 J. Láník – M. Cikrt: Dvě tisíciletí vápenictví a cementárenství v českých zemích, s. 30. 348 R. Bárta ml.: Chemie a technologie cementu, s. 518–521. 349 R. Bárta ml.: Portlandský cement, s. 305. 350 J. Burian: Moderní výroba cementu, s. 10. 98 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS288723
Obrázek 10 Znázornění výroby portlandského cementu mokrou cestou v rotační peci. Zdroj: Vojenský historický archiv, fond Ředitelství opevňovacích prací, sign. 24-422-1937, čj. 41341, Beton a jeho význam pro opevňovací práce, příloha.
dosahoval vysokých kvalit a výroba se automatizovala, díky čemuž poklesly náklady na pracovní sílu), jejich šíření bylo zpočátku limitováno nízkou tepelnou efektivitou a nutností značných investic do přebudování celé továrny (jednalo se o radikální odklon od stávajícího výrobního procesu). Značné investiční a provozní náklady rotačních pecí řešili producenti dvojím způsobem. Nejsnadnějším východiskem byla automatická šachtová pec s otáčivým roštem dle patentu Alberta Hauenschilda ml. z roku 1912. Oproti obyčejné kontinuální šachtovce se lišila tím, že byl v jejím spodu umístěn otáčivý rošt, který rovnoměrně drtil slínek a zároveň jej chladil dmýchaným vzduchem, jenž pak prostupoval do celé pece. Suroviny měly opět formu cihel, jejich podávání však bylo automatizováno (na vrcholu pece se nacházel podávací talíř, který pec zásoboval surovinovými cihlami a koksovou krupicí). Výkonem a kvalitou se tato šach99 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS288723
tovka rotační peci rovnat nemohla, investiční náklady ale byly podstatně nižší.351 Druhým východiskem bylo zvyšování efektivity rotační pece zkrácením její délky (pece soustavy Lepol) a zužitkováním odpadních plynů na vysušování, předehřívání vzduchu a výrobu elektrické energie.352 Ačkoliv se podařilo dosáhnout značných úspor, investiční náklady se stále pohybovaly v enormních částkách.353 Nehledě na všechny stinné stránky však lze vynález rotační pece vnímat jako vůbec nejdůležitější inovaci cementářského průmyslu. Značil téměř úplnou automatizaci a přechod k masové, normalizované výrobě cementu.354 Dalším zlomovým vynálezem byly až výměníky tepla, které odvětví komerčně zavádělo teprve po druhé světové válce.355 Tabulka 5 Přibližné náklady na výrobu 100 kg cementu v některých typech cementářských pecí. Čísla jsou uvedena v Kč.
Pecní systém
Obsluha
Palivo
Opravy
Odpisy
Celkem*
Periodická šachtová pec
2,70
10,74
0,90
0,58
14,92
Kontinuální šachtová pec Liban
2,48
6,56
0,20
0,55
9,79
Kontinuální šachtová pec Schneider
1,71
5,90
0,19
0,56
8,36
Automatická šachtová pec s otáčivým roštem
0,56
3,20
0,26
0,88
4,90
Rotační pec (43 m dlouhá)
0,56
5,26
0,30
1,07
7,19
Zdroj: Josef Žitný: Hospodárnost různých cementových pecí, Stavivo 6 (1925), s. 89–91. * Nejedná se o celkové výrobní náklady. Výslednou cenu zboží ještě určovaly mzdy, daně a výdaje na balení a distribuci.
Ekonomickou racionalitu jednotlivých pecních systémů lze porovnat dle odhadu nákladů na výrobu 100 kg cementu (Tabulka 5). Periodické šachtovky byly mimořádně náročné na spotřebovanou energii a ani výdaje na obsluhu a údržbu nečinily zanedbatelný náklad – kontinuální šachtové pece soustavy Liban a Schneider mohly mít o 39–45 % nižší 351 R. Bárta ml.: Chemie a technologie cementu, s. 504–505, 587. 352 Jaroslav Šimáně: Pokroky v cementářském oboru, Stavivo 10 (1929), s. 449, 483–485, 514–515; R. Bárta ml.: Sklářství a keramika, I, s. 72–80. 353 Cementářský obzor 1 (1926), s. 103. 354 Cécile Coursiéras – Aurore Cartier: Howling with the Wolves or Fighting the Crises. Large French Firms as Players in the European Cement Cartels During the Interwar Period (online), https://ebha .org/ebha2011/files/Papers/Cement%20cartels.pdf. 355 M. Garkisch: Příběhy pražských cementáren, s. 309. 100 Ukázka elektronické knihy