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中国铸造行业发展战略分析

来源:连云港江南精工机械有限公司  阅读次数: 4769


1 中国铸造行业的现状
中国已是铸造大国,但远非铸造强国。中国的铸件年产量年达到1395多万t,超过了美国,成为了世界最大铸件生产国, 2003年已占世界总产量的26. 4%;中国各类铸件出口量2003年也已超过170万t,占到了当年铸件产量的8. 6%,总金额达到了10. 42亿美元,也具备了一定的进入国际市场竞争的能力。在大量引进国外技术和设备,加大消化吸收和自主技术开发的进程中,中国的铸造技术取得了明显的进展,主要体现在造型材料原砂加工、铸型涂料、铸造粘结剂、铸造工艺、铸造设备、铸造合金材料、熔炼以及计算机等新技术在铸造中的应用等。我国的铸造行业经过近些年的发展,逐渐在各地区形成了以铸造产业为核心的铸造产业集群。铸造行业作为当地的支柱性行业,如机械、冶金、汽车、建筑等的配套行业,呈现明显的地区性特征。
2 中国铸造行业面临形势
目前,中国的铸造行业正面临着良好的发展机遇。一是国内国民经济的持续发展;二是经济全球化导致的世界范围内产业结构大规模调整。中国作为发展中国家,加入世贸后,必将会从中受益匪浅,包括可享受发达国家铸造产品进出口关税的最惠国待遇。这些均给中国铸造行业实现由“铸造大国”向“铸造强国”转变提供很好的契机。
中国铸造行业的发展方向分析2005年国庆前夕,柳百成院士在华南理工大学作了题为“中国制造业科技发展战略”的学术报告。该报告此前直接面向温家宝总理及国家科技领导小组作的汇报。该报告指出,我国制造业及制造科技面临全球化挑战,因而面临着新的挑战与机遇。制造业未来的竞争是自主创新能力的竞争,中国的制造业目前还处于“复制”阶段,要逐渐向“创新”乃至“发明”阶段发展。该报告还指出了中国制造科学与技术的4大发展趋势与制造科技发展的3个重点领域,确定了中国制造业的发展目标:到2020年,力争进入世界制造强国行列,成为世界制造中心之一,制造科技的总体水平进入国际先进行列;据此,制定了我国科技发展要实行开放式自主创新战略;可持续发展战略;重点突破装备制造业、提高装备设计与制造及系统集成与成套能力战略;高新技术促进与提升制造技术水平战略;以及培养创新意识人才和高级技能人才战略。铸造技术是制造业的重要组成部分,也是先进制造技术的重要内容。面向21世纪的铸造技术正在朝着更轻、更薄、更精、更强、更韧及质量高、成本低、流程短的方向发展。大型化、轻量化、精确化、高效化、数字化及绿色化将是未来铸造等材料成形加工技术的重要发展方向。
 (1) 铸件的大型化
随着我国汽车、机械、石油等工业发展,铝、铁、钢铸件向大型化、结构复杂化发展。现在的大型铸件单件重量已不单只停留在几吨、几十吨的重量,而是达到了几百吨。如马鞍山钢铁公司浇注成功的热轧薄板用轧机机架铸件重达218t,还有长江三峡70万kW水轮机仅转轮就重达430t。
(2) 铸件的轻量化
汽车工业和电子工业的迅速发展,要求降低产品的自重,降低能源消耗和减少污染包括汽车尾气和废旧塑料。针对于此,轻量化的绿色环保材料一镁、铝合金铸件得到了广泛的应用。如宝马公司推出的新5系列由于搭载了最新一代镁铝合金直列六缸发动机,重量较上一代减少了10kg;日本丰田公司最新推出的一款4座轻量小型概念车ES3,白重仅700kg,百公里耗油仅2.7L。2005年上海汽车国际汽车展展出的一款红旗HQD,整车采用了全铝车身。在2002年美国铸造协会“铸造年”活动中,展出的一款InFocus投影仪的机壳就是一个AZ91D镁合金铸件,取代了以前需要的多个塑料附件。镁合金铸件在航空航天上的应用也很广泛,可用作直升机的齿轮传动箱、天棚结构和进风口等。最近发射成功的神州6号载人飞船上的电器箱,由于采用了长春应化所开发的MB26镁合金材料,实现减重13kg。
(3) 铸件的精确化
铸件的成形工艺正在朝着高精度、短流程、洁净化、高品质近终成形等方向发展。先进铸造工艺有消失模铸造新工艺、半固态铸造及快速或直接铸造成形技术等。其中,消失模铸造因其设计制造灵活,生产工序简洁,生产效率高且绿色环保、复杂形状构件精确成形,铸件质量好,更是被誉为21世纪的铸造新技术”、“铸造中的绿色工程”。如通用及宝马汽车公司的铝合金发动机缸体就采用了消失模铸造新工艺。采用新兴的定向凝固熔模铸造新技术可以直接生产高温合金单晶体燃气轮机叶片,该技术体现了材料与成形技术的高度集成,如美国第4代战斗机F22所用的推重比十发动机F119就采用了该技术生产的高压涡轮空心工作叶片。这些技术在铸造行业的应用,极大地缩短了铸件的生产周期,提高了铸件的质量,由于精确成形,从而减少机械加工的费用。
(4) 铸造的数字化
计算机技术与铸造的结合全面地提升了铸造技术水平,可缩短产品的设计和试制周期等。如将其用于预测铸件中的缩松缩孔等铸造缺陷,可辅助工艺人员进行工艺优化,指导铸件实际生产。尤其将模拟仿真技术应用于大型铸件的生产,更能体现其价值,如采用计算机模拟仿真技术对长江三峡重62t的水轮机叶片铸造工艺进行模拟,优化铸造工艺。又如对于净重64t的大型轧钢机机架,采用计算机进行模拟、优化铸造工艺,整体铸造,一次成型,不仅节约了费用,而且铸件的铸造质量优良。马鞍山钢铁公司制造厂仅用10个月就完成了全部18片冷热轧机机架铸件的生产任务 (每片重218t)。现在,铸造过程的模拟软件已经成熟并实现了商业化,如MAGMA, PROCAST, DE—FORM及中国的铸造之星 (FT-STAR)、CASTsoft/CAE和/、经纬铸造工装CAD软件JW-FCAD和铸造工艺JW-FCAE、以及“铸造质量专家FQExpert铸件缺陷专家分析系统等口引。李依依院士认为,提升传统铸造行业的根本出路在于采用计算机模拟,实现对材料制备过程的可视化铸造技术,以达到省时、省力、保证质量和降低成本的目的。目前中科院金属所与英国合作,采用可视化铸造技术已在沈阳铁路局*心轨、中国第一重型机械集团公司50t铸钢支撑辊等铸件的生产中得到成功应用,产生了明显的经济效益和社会效益。
(5)铸造的网络化网络化
制造是企业为应对知识、经济和制造全球化的挑战,以快速响应市场需求和提高企业竞争力为主要目标,而实施的一种先进制造模式。该技术广泛采用模拟仿真技术,做到产品及零部件的一次研发成功,可在功能、质量、可*性与成本方面提供最优产品。如美国的通用汽车公司于2001年建成了全球超级计算机网络,可大大缩短汽车产品计算机辅助设计/制造 (CAD/CAM)的时间。在超七型飞机的研制中,三维实体数字化设计全部零部件,飞机制造厂通过网络接收,只用一两周就可以生产出成品。而传统的在二维平面上进行设计的方法,制造厂则需要三四个月进行加工。针对制造的网络化,美国先进金属材料加工工程研究中心提出
在网络化环境下,在产品零部件的设计过程中,通过对铸造等材料成形制造过程进行建模与仿真,可以实现产品零部件的"3P分析” (即: Productivity-生产率分析、Producibility-可制造性、Predictability-可预测性及3E分析” (即: Energy-能源分析、Environment一环境分析、Economy-经济分析)。
(6) 绿色制造
绿色制造是人类可持续发展战略在制造业的体现。在铸造行业,就是在铸件从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个“产品生命”周期中,对环境的负面影响最小,资源效率最高。绿色制造不仅是企业自身发展的需要,同时也是进入国际市场的“通行证”。更有许多国家,特别是有些发达国家,以此为由限制国际产品特别是发展中国家产品进入本国市场,即设置“绿色贸易壁垒”。实施绿色制造已是大势所趋。世界各国纷纷出台政策以满足绿色制造提出的要求。美国在展望2010年的制造业前景时,提出了“无废弃物制造 (Waste-freeProcess)”的新理念。德国制定了《产品回收法规》;日本铸造工厂更是提出了3R的环境保护新概念,即:减少废弃物 (Reduce)、再利用 (Reuse)及再循环 (Recycling)。欧盟也颁布了“汽车材料回收”法规,从2005年起,要求新生产的汽车材料的85%能再利用。中国香港成立了“香港绿色制造联盟”,以督促生产的产品达到绿色制造要求,保证本地工业的竞争力及市场占有率。中国更是在2005年伊始,国家环保总局发起了一次“环保风暴”,加大了环保执法力度; 2005年春节刚过,中国决策高层便提出了“构建中国和谐社会”的理念口引,提出经济发展与自然环境保护要协调。
3 高校及科研单位的研究重点
(1)加强自主创新能力培养及研究
未来的竞争是自主创新能力的竞争。在中国的十六大报告中明确提出了:“坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”作为我国科技工作的一支重要力量,高校及科研院所除了承担培养铸造专业的人才之外,加强自主创新能力,要着力提高解决当前和未来我国经济社会发展的重大科技问题的能力,围绕国家目标,加强科技攻关,大力推动高新技术产业化,为国家产业结构调整和行业技术升级做出更大贡献;研究若干高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺,实现关键材料 (铝合金、镁合金、钛合金等高性能金属材料及其复合材料)的制造及其零部件的开发与产业化,突破某些重要产品主要依赖从国外购买的局面。在铸造行业,将研究开发先进的铸造环保新技术、新工艺、新材料、新设备为己任,获得一系列的科研成果,将之推广到铸造企业,推动铸造企业的技术升级,提高竞争力。
(2)加强铸造共性技术的研究
在进行新技术、新工艺等研究开发的同时,还应加强对铸造共性技术的研究,充分发挥在基础研究领域的优势和科技创新的生力军作用,成为科技创新的源泉,着力提高为落实科学发展观提供知识基础和技术支撑的能力。铸造共性技术是铸造行业的基础。目前,我国铸造行业的整体技术水平还不高,“一口吃成个大胖子”是不可能的。只有铸造行业的整体共性技术水平提高了,才能进行新技术、新工艺、新设备等的应用,否则难免会在技术的消化吸收上出现“消化不良”。
(3)加强“校一校”或“校一研”联合
高校和科研院所的研究方向一般均具有较强的专业性。对于重大成套的铸造设备的研制来说,将涉及到如材料学、电路设计、系统控制等很多方面,单*某个高校或科研院所是难以完成的。这就需要多个高校或科研院所联合起来,发挥各自的研究优势,共同完成。面对着中国人世给铸造行业带来的机遇和挑战,中国的铸造行业应把握时机,正确定位企业的发展方向,发展、振兴中国的铸造行业。
综合来看,采取的主要措施有:
(1) 通过技术改造,采用新材料、新技术、新工艺、新设备,提高铸件质量。
人世后,铸造行业应尽快提高产品质量,使产品上档次,从而在市场竞争中占据优势。这就要求铸造企业通过技术改造,引进适合本企业的先进、成熟的工艺技术与装备;同时,注重对技术的消化与吸收,以及自主开发能力的培养。采用高新技术对铸造行业进行改造,重在提高计算机技术,如计算机辅助设计、数值模拟等,近净成形、机械化、自动化、智能化等在铸造生产中的应用,促进企业技术升级,使企业产品质量不断提高。
(2) 调整产品结构,加强产业结构调整,实现产品的专业化、多元化和经济规模化。
据世界工业国家的铸件产品构成可以发现,球墨铸铁件和铝合金铸件的产量持续增长,镁合金的应用也得到日益广泛的关注。在工业发达国家,球墨铸铁件的产量在铸件总产量中占25%以上,而我国仅占16%左右,铝合金铸件也只占6%左右。我国铸件的档次较低,因此应尽快调整产品结构,增加球墨铸铁件和铝合金铸件的产出。同时,以产权、所有制调整为契机,切实调整和优化产业结构,形成产品生产的专业化,树立企业品牌形象;通过兼并、重组、联合等形式,形成以多个产品专业化生产方向为重点的多元化生产经济规模,在提高铸造企业竞争力的同时,向规模要效益。
(3) 对市场进行调查研究,确定铸件生产战略性方案。
企业投人生产前,对采用铸件的产品市场进行充分的调研。不仅掌握产品在市场上目前的销售状况,更重要的是它们今后发展的趋势,而且实时跟踪市场的动态变化。这样,才能正确确定企业产品的生产方向,使企业本身得到发展的同时,更好地为用户服务并取得信任,在市场竞争中取得主动。以汽车对铸件的需求市场为例,我国的汽车用铸件量只占铸件总用量的11. 7%,美国则达到33%;再者, 21世纪亚洲汽车用量将以每年7%速度增长,我国也将成为世界上最大的汽车用户。据国务院发展研究中心预测,到2015年,我国汽车总需求量为1457万辆,其中轿车为1126万辆,按照一般汽车零部件约占整车产值的60%计算,零部件的市场前景十分广阔。据悉,美国通用、福特等汽车公司,去年在中国市场采购以铸件部分的汽车零部件订单就达50亿美元,今后5年将达65亿美元。随着国民经济的发展和居民收入增加,汽车工业受消费结构升级拉动, 2002年起进入快速成长时期,汽车行业景气指数直线攀升。
(4) 降低能耗、清洁化生产,走可持续发展的绿色铸造行业发展之路。
铸造行业正在向清洁化、绿色制造的方向发展,而我国铸造行业资源消耗大、污染严重也是一个不争的事实。企业要从可持续发展的战略高度出发,大力抓好节能、清洁化生产。在铸造生产中,企业除了要加大资金投入,引进新技术、新工艺、新设备外,加强领导和员工的环保意识,对员工提出的节能、环保性措施和建议进行鼓励或奖励,形成良好的环保氛围。铸造企业要相继进行质量 (IS090000)、安全、环境 (IS014000)体系的认证工作,加快采用国际标准的步伐,以增强参与国际市场竞争的能力。
(5) 熟悉世贸规则及相关法律,提高国际化经营水平。
随着中国人世,国家虽然对一些出口政策进行调整,为企业的改革和发展创造良好的外部环境。但同时中国的铸造行业遇到越来越多的反倾销诉讼。铸造行业一定要熟悉世贸组织规则,学习运用世贸反倾销法和我国相关法律法规,进行自我保护;在企业内部建立适应市场经济和世贸规则的健全管理体制:加强管理,规范操作;以诚信为本,严格履行产品合同和交货期,提高国际化经营水平。
 
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