【簡介:】我國鑄造行業(yè)的現(xiàn)狀
(1)我國鑄造行業(yè)的基本情況
據(jù)有關(guān)資料分析估計,我國有各類鑄造廠點約2萬余家,從業(yè)人數(shù)約120多萬人,年產(chǎn)鑄件1200萬噸左右,鑄件產(chǎn)值超過400億元,居世界第二位,1
我國鑄造行業(yè)的現(xiàn)狀
(1)我國鑄造行業(yè)的基本情況
據(jù)有關(guān)資料分析估計,我國有各類鑄造廠點約2萬余家,從業(yè)人數(shù)約120多萬人,年產(chǎn)鑄件1200萬噸左右,鑄件產(chǎn)值超過400億元,居世界第二位,1994年出口鑄件約55萬噸,總值3.3億美元。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看,現(xiàn)有大量從屬于主機生產(chǎn)廠或公司的鑄造分廠或鑄造車間;也有在推行專業(yè)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一大批獨立的專業(yè)鑄造廠(以工藝專業(yè)化為主);還有改革開放以來鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立的為數(shù)眾多的小型鑄造廠點。就規(guī)模和水平而言,既有工藝先進、機械化程度高、年產(chǎn)鑄件達數(shù)萬噸的大型鑄造廠;也有工藝落后、設(shè)備簡陋、基本上手工操作,年產(chǎn)鑄件百噸的小鑄造廠。全員勞動生產(chǎn)率,以鑄鐵件為例全國平均水平為8~10噸/人 年左右。一般鑄造廠的鑄鐵件與鑄鋼件每噸能耗分別為550~650公斤標準煤與900~1000公斤標準煤。近十年來,通過技術(shù)改造,一批企業(yè)有了較大的進步和改觀,形成一批具有先進水平的鑄造骨干生產(chǎn)廠,但總體來說,我國鑄造成業(yè)仍面臨著經(jīng)濟效益差,鑄件質(zhì)量低,能源、材料消耗高,勞動條件惡劣,環(huán)境污染等嚴重問題。
1989―1992年統(tǒng)計分析表明,市場對鑄件的需求呈上繁榮昌盛趨勢,我國鑄件產(chǎn)量按合金種類分,鑄鐵件占81%~83%,鑄鋼件占13%~15%,非鐵合金鑄件占3.5%~4.5%。熔模精鑄件年產(chǎn)量17萬噸,壓鑄件年產(chǎn)量約25萬噸,占2%。
1994年我國各類鑄件的產(chǎn)量見表1―1―1,各類鑄件產(chǎn)量在各地區(qū)頒的情況見表1─1─2。
(2)近5―10年來我國鑄造行業(yè)的技術(shù)進步和發(fā)展變化
隨著改革開放,以及“七五”、“八五”的技術(shù)改造,使我國鑄造行業(yè)發(fā)生了不少變化。鑄造工藝、技術(shù)水平和鑄件質(zhì)量水平在總體上比前10年有了一定的提高,出現(xiàn)了一批具有國際80年代水平的重點骨干鑄造廠。我國鑄造行業(yè)的技術(shù)進步和發(fā)展變化主要表現(xiàn)在:
1)新裝備的應(yīng)用提高了我國鑄造生產(chǎn)機械化水平。
──機床、石油、通用和重型機械等行業(yè)的成批量生產(chǎn)已先后引進80多條樹脂砂生產(chǎn)線。同時國內(nèi)開發(fā)裝備了5~20噸/時能力的樹脂砂技術(shù)和裝備的應(yīng)用形成了一批以樹指砂工藝為主的鑄造生產(chǎn),提高了鑄造生產(chǎn)的技術(shù)水平,使我國大中型鑄件的尺寸精度達到CT9―11級,表面粗糙達Ra12.5~50μm,其質(zhì)量接近國際80年代水平。目前我國已形成年產(chǎn)70多萬噸的樹脂砂鑄件生產(chǎn)能力,并能成功地生產(chǎn)出150噸重的樹脂砂鑄鋼件。國內(nèi)部分工廠已能適應(yīng)國際市場要求,用樹脂砂工藝生產(chǎn)出口的機床鑄件和其他鑄件。
――汽車、內(nèi)燃機等行業(yè)的大批量流水生產(chǎn)中已先后引進沖造型線31條。在消化吸收的基礎(chǔ)上,國內(nèi)自主開發(fā)研制氣沖造型機和線29臺(條)。由于這些自動造型線投入生產(chǎn)并采用了優(yōu)質(zhì)細鋼丸清理,在我國形成了一批采用先進工藝大指生產(chǎn)鑄件的廠點,使部份鑄造廠生產(chǎn)的缸體、缸蓋和箱體等鑄件的尺寸精度達到ISOCT6―8級,表面粗糙度達到Ra12.5~25μm,接近國外同類鑄件的質(zhì)量水平。此外,我國還先后引進垂直和水平分型的高壓、射壓、擠壓和靜壓以及“V”法等先進的造型生產(chǎn)線70多條,這對提高我國高強度薄壁鑄件的質(zhì)量水平起到了顯著的促進作用。
──消失模工藝由于尺寸精度高(可達0.2mm以內(nèi)),表面光潔(Ra5~6μm),生產(chǎn)成本低,投資省等優(yōu)點,近幾年在歐美等國已得到較快的發(fā)展。我國已應(yīng)用消失模技術(shù)生產(chǎn)汽車用鋁合金進氣管,以及閥門、管件等鑄鐵件。
──鑄鐵管待業(yè)先后引進約10套直徑1m以下中型球墨鑄鐵管離心鑄造成套設(shè)備,每個工廠形成3~5萬噸/年的生產(chǎn)能力。同時國內(nèi)已研制開發(fā)出球墨鑄鐵管的水冷金屬型離心機和多種配套輔機,預(yù)計在今后2~3年內(nèi)我國離心球墨鑄鐵管的年產(chǎn)量將會迅速增加。
──重型機械行業(yè)引進AOD與VOD等爐外精煉技術(shù)與設(shè)備,有自動控制的80噸大型電弧爐等先進裝備,大大地提高了高級合金鑄鋼件的內(nèi)在質(zhì)量。
──近幾年我國共引進各類制芯機110多臺(套)。我國已能批量生產(chǎn)各種類型、型號的熱芯盒機、殼芯機。三乙胺法的冷芯盒裝備和制芯單元經(jīng)過消化吸收已研制成功或投入使用。制芯水平有了很大提高。
──近幾年引進壓鑄機100多臺,并自行研制成功1.6萬Kn的壓鑄機。鋁壓鑄件水平也有了很大提高。
2)新材質(zhì)的研制應(yīng)用提高了整機的使用壽命和可靠性。
──我國富有的稀土資源在鑄造生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。稀土鎂球墨鑄鐵已在汽車、柴油機,以及其他機械產(chǎn)品中大量應(yīng)用。稀土中碳低合金鑄鋼和耐熱鑄鋼在機械和冶金產(chǎn)品中得到良好應(yīng)用,并獲得可觀的技術(shù)經(jīng)濟效益。
──高強度、高彈性模數(shù)的灰鑄鐵已成功地應(yīng)用于機床鑄件,提高了機床的精度;高強度薄壁灰鑄鐵件鑄造技術(shù)的應(yīng)用,使最薄壁厚僅4~6毫米的缸體、缸蓋鑄件的本體斷面硬度差HB<30,組織細密均勻。
──蠕墨鑄鐵已在汽車排氣管和大馬力柴油機缸蓋上應(yīng)用,使汽車排氣管的使用壽命提高了4~5倍,達到10萬里以上。
──高磷、含硼和釩鈦等耐磨鑄鐵已在機床導(dǎo)軌、缸蓋和活塞環(huán)上大量應(yīng)用,使其耐磨性和使用壽命提高了1~2倍;高鉻和低鉻抗磨鑄鐵已在耐磨件上大量應(yīng)用,使用壽命比原材質(zhì)分別提高8~10倍和2~3倍。
──研制出ZL206高溫耐熱鋁合金和ZM6耐熱高強稀土鎂合金等新型航空材料。
3)新工藝和新技術(shù)的推廣應(yīng)用促進了鑄造技術(shù)水平及鑄件內(nèi)在和外觀質(zhì)量的提高。
──經(jīng)過十多年的研制和攻關(guān),已形成我國自己的孕育劑、球化劑和蠕化劑系列,逐步形成按國愛標準商品化供應(yīng)三劑的生產(chǎn)基地,有力地促進了我國鑄鐵件內(nèi)在質(zhì)量的提高。
──近幾年開發(fā)和推廣了各種先進的鑄鐵熔煉設(shè)備,從而進一步提高了鐵液溫度,減少鐵液氧化。外熱式熱風(風溫500~600)沖天爐已開始在我國應(yīng)用,使鐵液溫度達到1500。沖天爐──電爐雙聯(lián)熔煉工藝已在大批量流水及批量生產(chǎn)中較廣泛應(yīng)用。
──在缸體、缸蓋等高強度薄壁鑄件等方面的大批量流水生產(chǎn)中應(yīng)用了過濾網(wǎng)技術(shù),改善了鑄件內(nèi)在質(zhì)量,減少了渣孔缺陷。
──金屬型覆砂鑄造技術(shù)在柴油機曲軸上得到了成功的應(yīng)用,它有效地提高了曲軸的質(zhì)量和成品率。
──成功地生產(chǎn)出60萬千瓦的汽輪機高中壓缸體,12.5~17萬千瓦水輪機不銹鋼葉片,毛重330噸的大型鑄鋼件,以及毛重5噸、凈重2.7噸的大型鋁合金鑄件。
──熱芯盒、殼芯、冷芯盒等先進的樹脂砂制芯工藝技術(shù)已在汽車、內(nèi)燃機、拖拉機、機床等行業(yè)的鑄件上得到較普遍應(yīng)用,大大提高了鑄件的尺寸精度。
──國內(nèi)已成功地開發(fā)出水平連續(xù)鑄造技術(shù)和裝備,并生產(chǎn)出60~200和40x40~200x200的墨鑄鐵和灰鑄鐵型材。該材質(zhì)具有組織致密、強度高、耐壓、尺寸精度高和表面光潔等一系列優(yōu)點。
──我國精鑄技術(shù)有了長足的進步,采用近凈形技術(shù)生產(chǎn)出無余量航空發(fā)動機葉片,達到國際80年代水平。目前生產(chǎn)的不銹鋼精鑄件能力已達1萬噸/年,其尺寸精度和表面粗糙度達到國際水平,滿足出口要求。
4)原輔材料的供應(yīng)開始有了好轉(zhuǎn)。
鑄造原輔材料的質(zhì)量和供應(yīng)長期以來一直制約著我國鑄造業(yè)的發(fā)展和鑄件質(zhì)量的提高。經(jīng)過廣大鑄造工作者四十多年的呼吁和艱苦奮斗,此局面開始有所好轉(zhuǎn)。
──對鑄造用原砂、膨潤土等資源進行了較系統(tǒng)的調(diào)研和基礎(chǔ)工作。在統(tǒng)一規(guī)劃下,內(nèi)蒙大林、巴胡塔、東西都昌、河南鄭庵、福建東山、平潭等30多個采砂場全部實現(xiàn)了原砂的水洗,使原砂的含泥量低于0.8%。目前這些采砂場的水洗砂年產(chǎn)量達150~200多萬噸,擦洗砂年產(chǎn)量為50多萬噸。
──我國已能批量生產(chǎn)和商品化供應(yīng)樹脂砂造型和制芯用各種樹脂、硬化劑及輔料,以及商品化供應(yīng)復(fù)膜樹脂砂。
──涂料、結(jié)合劑等各種輔助材料已有了引進和商品化生產(chǎn)供應(yīng),為今后系統(tǒng)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
──生產(chǎn)高溫優(yōu)質(zhì)鐵液所需的鑄造焦已在我國初步建成生產(chǎn)基地,形成一定的指規(guī)模,為穩(wěn)定球墨鑄鐵件和高強度灰鑄鐵件的質(zhì)量創(chuàng)造了有利條件。
5)先進的測試手段和電子技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中得到應(yīng)用和發(fā)展。
──近年來在許多重點待業(yè)的骨干鑄造廠點較多地采用直讀光譜儀和熱分析儀,快速且有效地控制了爐前金屬液萬分和雜質(zhì)元素會計師,采用聲頻、聲速等測試方法控制鑄件的質(zhì)量,保證了鑄件內(nèi)在質(zhì)量的可靠和穩(wěn)定。
──三坐標測量儀已在少數(shù)大型鑄造廠開始應(yīng)用,有效地保證了模具、芯盒及至鑄件的尺寸精度。
──電子計算機已在鑄造生產(chǎn)中得到應(yīng)用。目前已用于生產(chǎn)管理和各種數(shù)據(jù)處理,生產(chǎn)過程自動化控制,以及鑄造工藝輔助設(shè)計等領(lǐng)域。
──機械手和機器人在鑄造生產(chǎn)的落砂、清理工序,以及壓鑄熔模精鑄中開始得到應(yīng)用。
1.2 市場需求分析
(1)從鑄造生產(chǎn)現(xiàn)狀和產(chǎn)量增長趨勢對鑄件需求分析
按照我國國民經(jīng)濟總體發(fā)展規(guī)劃設(shè)想,90年代我國國民生產(chǎn)總值將以8%~9%速度增長。經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模會繼續(xù)擴大,鑄件出口量也將有所增加,預(yù)計我國鑄件產(chǎn)量會繼續(xù)增長。同時,由于技術(shù)進步因素,如提高鑄件尺寸精度,減薄鑄件壁厚,處長鑄件使用壽命,擴大應(yīng)用輕合金鑄件,采用工程塑料骯臟沖壓──焊接結(jié)構(gòu)件等,預(yù)測鑄件產(chǎn)量以平均每年約4%的速度繼續(xù)增長。到2000年,我國鑄件年產(chǎn)量將達到1350萬噸左右。
(2)從重點主機產(chǎn)品發(fā)展對鑄件需求分析
──汽車鑄件上升幅度較大,到2000年汽車用種類鑄件年用量將達150萬噸。
──由于建筑業(yè)的興旺和國家大力發(fā)展水、油、氣的管道輸送,鑄鐵管的產(chǎn)量會以較快的速度增長,到2000年將超過230萬噸。其中離心球墨鑄鐵管由于引進的近10套主機相繼投產(chǎn),到2000年時其產(chǎn)量會超過50萬噸,使其在鑄鐵管中的比例由目前的5%上升到20%~25%。
──鐵道機車、發(fā)電設(shè)備、冶金礦山和各種專業(yè)機械等由于國家投資向基礎(chǔ)設(shè)施傾斜而有較大的增長,預(yù)計到2000年時的產(chǎn)量比目前產(chǎn)量增長30%以上,鑄件產(chǎn)量也會有所增加。
──農(nóng)機、內(nèi)燃機鑄件的產(chǎn)量仍會有穩(wěn)定的增長,到2000年預(yù)計產(chǎn)量會超過200萬噸。
──機床、閥門、液壓鑄件產(chǎn)量也會有一定的增長,由于樹脂砂的應(yīng)用,該類鑄件出口量會有所增加。機床鑄件占全部鑄件重量的比例可能仍在7%左右。
(3)從重點主機產(chǎn)品發(fā)展對各類鑄造合金需求分析
1)鑄鐵件產(chǎn)量繼續(xù)增長,但在鑄件總產(chǎn)量中所占的比例仍維持在80%~82%左右,其內(nèi)部的構(gòu)成比例將產(chǎn)生較大的變化。
──球墨鑄鐵件由于汽車產(chǎn)量的急劇增加和近10套離心球隊墨鑄鐵管生產(chǎn)線的陸續(xù)投產(chǎn),以及它進一步代替部分鑄鋼件和可鍛鑄鐵件而有較大幅度的增長,預(yù)計到2000年,我國球隊墨鑄鐵件所占的比例將超過15%,年產(chǎn)量達200萬噸。
──可鍛鑄鐵件雖在管接頭、緊固件和線路金具等產(chǎn)品上仍有一定的市場,但由于它在汽車行業(yè)用量的急劇減少而下降幅度較大。預(yù)計到2000年,其比例將下降至2%~3%,年產(chǎn)量為30~40萬噸。
──灰鑄鐵件由于在幾個主要產(chǎn)品,如汽車、柴油機、拖拉機、機床、各種專業(yè)機器中仍大量應(yīng)用,其產(chǎn)量會繼續(xù)增長。預(yù)計到2000年,年產(chǎn)量900萬噸,它占全部鑄件重量的比例會稍有下降,在65%左右。
2)非鐵合金鑄件產(chǎn)量和比例上升幅度較大。
──由于未來5~10年內(nèi)我國小轎車、摩托車和休閑辦公室用品的產(chǎn)量迅速增加,我國鋁合金鑄件和鋁、鋅合金壓鑄件的產(chǎn)量會大幅度增加。預(yù)計到2000年,鋁合金鑄件產(chǎn)量有可能達到80萬噸左右,占鑄件總產(chǎn)量的6%,由于受到有色產(chǎn)量的限制,增長速度也將受到制約。
──銅合金鑄件產(chǎn)量變化不大,所占比例會有所下降。
3)鑄鋼件年產(chǎn)量將下降,約在120萬噸左右,它在全部鑄件中所占比例會略有下降,但其中合金鑄鋼件的需求將進一步增加,使它占全部鑄鋼件的比例上升到25%~30%。
(4)國際市場需求分析
近幾年世界鑄件年產(chǎn)量牌穩(wěn)定時期,一般在7000~7500萬噸,其中球墨鑄鐵件和鋁合金鑄件以較高幅度增長,而一般灰鑄鐵件、可鍛鑄鐵件和鑄鋼件有所下降。由于受能源勞動力價格和環(huán)境等因素的影響,今后西方工業(yè)發(fā)達國家的鑄件產(chǎn)量將會逐漸減少,轉(zhuǎn)而向發(fā)展中國家采購一般鑄件,但同時又會向發(fā)展中國家出口高附加值、高技術(shù)含量的優(yōu)質(zhì)鑄件。如按1990~1993年我國鑄件出口平均每年增長15%計算,至2000年我國鑄件出口量可能達到100萬噸,比現(xiàn)在增長1倍多。
1.3 振興目標
(1)振興總目標
可以設(shè)想用十五年或更多一點時間從根本上改變我國鑄造生產(chǎn)的落后狀況,力爭基本上能滿足國家支柱產(chǎn)業(yè)──機械工業(yè)、汽車工業(yè)及高機關(guān)報技術(shù)產(chǎn)業(yè)對高質(zhì)量鑄件的需求,以及國民經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施和人民生活的需求,使我國鑄造工業(yè)的總體技術(shù)水平接近世界水平。
2000年以前為振興的第一階段。在加速消化吸收引進的工藝技術(shù)和裝備的同時,結(jié)合我國具體的生產(chǎn)條件和資源情況,積極研究開發(fā)鑄造新工藝、新材料、新技術(shù)和新裝備,切實解決好鑄造原輔材料的商品化,使其質(zhì)量與品種適合鑄造技術(shù)發(fā)展的要求,形成一批在國際市場上具有競爭力的骨干鑄造生產(chǎn)企業(yè)。提高國產(chǎn)鑄造機械和工藝裝備的質(zhì)量和可靠性,以促進我國鑄造生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、低耗、高效益、少污染,為振興總目標打下基礎(chǔ)。
2001年到2010年為振興的第二階段。主要鑄件產(chǎn)品性能、質(zhì)量和可靠性達到當時的國際水平,在我國形成比較完整的原輔材料供應(yīng)體系,以及自主開發(fā)的鑄造機械和工藝裝備體系。
(2)近期目標
預(yù)計到2000年,我國鑄件產(chǎn)量將達到1350萬噸。主要矛盾是提高鑄件質(zhì)量檔次、技術(shù)經(jīng)濟效益,以及解決工作條件和環(huán)境污染問題。力爭“九五”或更長一些時期內(nèi)通過市場競爭,優(yōu)勝劣汰,深化體制改革和宏觀控制,使我國鑄造廠點逐步調(diào)整至一個較合理的水平,形成約6000家左右廠點,從業(yè)人數(shù)為60~80萬人的行業(yè)基本隊伍,并使其中1/4成為重點鑄造廠,達到規(guī)模經(jīng)濟。這些重點鑄造廠中的10%(約150家)分別成為各行業(yè)的骨干廠,達到或接近工業(yè)發(fā)達國家80年代末90年代初的生產(chǎn)技術(shù)水平;90%(約1400家)重點鑄造廠達到工業(yè)發(fā)達國家80年代中的水平。
1.4 近期規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)發(fā)展目標
按產(chǎn)品種類生產(chǎn)指和方式的不同,各類鑄件的骨干鑄造廠的規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)發(fā)展目標為:
1)大批量流水生產(chǎn)的汽車、內(nèi)燃機、拖拉機鑄件和鑄鐵管,規(guī)模經(jīng)濟批量為1.5~2萬噸/年?廠以上。其中,某些大型鑄造廠(集團公司)和離心球墨鑄鐵管廠應(yīng)達到5萬噸/年?廠以上。首先是汽車鑄造待業(yè)在鑄件質(zhì)量、機械化和自動化程度、工藝技術(shù)水平、人員素質(zhì)和環(huán)保質(zhì)量等方面在“九五”期間進一步提高,總體生產(chǎn)水平達到工業(yè)發(fā)達國家80年代末的水平,一部分達到90年代初的水平,并具有在國際市場上的競爭能力。
2)成批量生產(chǎn)的機床、閥門、鐵道機車和通用的專用的機械類鑄件,規(guī)模經(jīng)濟批量為0.7萬噸/年?廠以上。在技術(shù)與裝備上應(yīng)大力推廣樹脂砂技術(shù),使該類鑄件在內(nèi)在質(zhì)量、尺寸精度和表面粗糙度等方面達到當今國際標準,總體生產(chǎn)水平,包括機械化程度,達到工業(yè)發(fā)達國家90年代初水平。環(huán)保質(zhì)量符合國家標準,建立起該類鑄件的出口基地。
3)單件、小批量生產(chǎn)的重、大型礦山、電站、冶金等機械鑄件,規(guī)模經(jīng)濟批量應(yīng)在0.7萬噸/年?廠以上。工藝技術(shù)和裝備水平、環(huán)保質(zhì)量達到工業(yè)發(fā)達國家80年代末90年代初的水平,能為國家重大工程項目的關(guān)鍵設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)可靠的鑄件,并在國際市場上具有競爭力。
4)批量生產(chǎn)的精密小鑄件(如液壓件、小型壓縮機以及高新技術(shù)用鑄件等),應(yīng)按工藝要求盡可能集中生產(chǎn),規(guī)模經(jīng)濟批量應(yīng)達到1000~2000噸/年?廠以上;熔模精鑄件在品種相對集中專業(yè)化生產(chǎn)基礎(chǔ)上力求提高經(jīng)濟規(guī)模,達到500噸/年?廠以上。應(yīng)用當時國際先進水平的工藝技術(shù)、材料和裝備,使液壓件毛壞質(zhì)量問題得到徹底解決,溶模精鑄件的精度和表面粗糙度達到國際同類產(chǎn)品水平。環(huán)保質(zhì)量達到國家標準并建立起部分附加值高的鑄件出口基地。
5)鋁合金鑄件的規(guī)模經(jīng)濟批量應(yīng)在500~1000噸/年?廠以上。鑄件質(zhì)量和經(jīng)濟效益應(yīng)達到工業(yè)先進國家90年代初水平,滿足汽車、儀器儀表等行業(yè)的需求,環(huán)保質(zhì)量應(yīng)達到國家標準。
(3)遠景目標
到2010年,采用適合我國國情的世界上先進的鑄造技術(shù)和裝備,形成比較完整的我國鑄造原輔材料供應(yīng)體系和能自主開發(fā)的鑄造機械和工藝裝備體系。鑄件在數(shù)量上和質(zhì)量上能完全滿足機械工業(yè)的需求,并有部分中、高檔鑄件出口。調(diào)整鑄造廠點到5000點鑄造企業(yè),并使其中60%(約3000家)成為重點鑄造企業(yè),其中30%(約900家)為骨干企業(yè),其生產(chǎn)技術(shù)水平、鑄件產(chǎn)品性能和環(huán)保質(zhì)量等均達到當時國際水平,70%(約2000家)達到工業(yè)發(fā)達國家20世紀90年代末水平。