(1)中國鑄造行業基本情況
根據相關數據的分析估算,我國現有鑄造場地2萬多個,從業人員約654.38+0.2萬人,年產鑄件約654.38+0.2萬噸,鑄件產值超過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。從產業結構來看,有大量隸屬於主機廠或公司的鑄造分廠或車間;在推進專業化生產的過程中也發展了大量獨立的專業代工廠(主要以工藝專業化為主);還有大量改革開放以來在鄉鎮建立的小代工廠。從規模和水平上看,有技術先進、機械化程度高的大型鑄造廠,年產鑄件數萬噸;也有技術落後,設備簡單,基本靠手工操作的小鑄造廠,年產鑄件100噸。整體勞動生產率,以鑄鐵件為例,全國平均水平約為8~10噸/人·年。壹般鑄造廠每噸鑄鐵件和鑄鋼件的能耗分別為550 ~ 650kg標準煤和900 ~ 1000kg標準煤。近十年來,通過技術改造,壹批企業有了很大的進步和提高,形成了壹批先進的鑄造骨幹生產廠,但從總體上看,我國鑄造行業仍面臨著經濟效益差、鑄件質量低、能耗物耗高、勞動條件差、環境汙染嚴重等問題。
1989-1992的統計分析表明,鑄件的市場需求正在蓬勃發展。按合金類型分,我國鑄件產量占81%~83%,鑄鋼件占13%~15%,有色合金鑄件占3.5%。熔模鑄造年產量654.38+0.7萬噸,壓鑄年產量約25萬噸,占2%。
1994期間全國各種鑄件產量見表1-1,各地區各種鑄件產量見表1-2。
(2)中國鑄造工業近5-10年的技術進步與發展。
隨著改革開放以及“七五”和“八五”技術改造,中國鑄造工業發生了許多變化。鑄造工藝、技術水平和鑄造質量水平較之前的10年有了壹定程度的提高,湧現出壹批具有80年代國際水平的重點鑄造廠。中國鑄造工業的技術進步和發展主要表現在:
新設備的應用提高了我國鑄造生產的機械化水平。
-80多條樹脂砂生產線已在機床、石油、通用和重型機械行業投入批量生產。同時,我國5~20噸/小時能力的樹脂砂技術和設備的應用,形成了壹批以樹指砂技術為主的鑄件生產,提高了鑄件生產的技術水平,使我國大中型鑄件尺寸精度達到CT9-11,表面粗糙度達到Ra12.5~50μm,質量接近80年代國際水平。目前,我國已形成年產70多萬噸樹脂砂鑄件的生產能力,成功生產樹脂砂鑄鋼件150噸。國內壹些工廠已能滿足國際市場的要求,用樹脂砂工藝生產出口機床鑄件和其他鑄件。
-31沖壓線已引入汽車、內燃機等行業的大批量流水生產。在消化吸收的基礎上,我國自主開發了29臺空氣沖擊成型機和生產線。隨著這些自動造型線的投產和優質細鋼丸的清理,國內形成了壹批生產工藝先進鑄件的工廠,使壹些鑄造廠生產的缸體、缸蓋、箱體等鑄件尺寸精度達到ISOCT 6-8級,表面粗糙度達到Ra12.5~25μm,接近國外同類鑄件的質量水平。此外,我國還引進了縱橫分型高壓、註射壓力、擠壓靜壓、“V”法等70多條先進的成型生產線,對提高我國高強度薄壁鑄件的質量水平發揮了顯著作用。
──由於消失模鑄造具有尺寸精度高(可達0.2毫米)、表面光滑(Ra5~6 μm)、生產成本低、投資少等優點,近年來在歐美得到迅速發展。中國應用消失模鑄造技術生產汽車用鋁合金進氣管,以及閥門、管件等鑄鐵件。
-鑄鐵管已引進直徑1m以下中型球墨鑄鐵管離心鑄造成套設備約10套,各廠產能3-5萬噸/年。與此同時,中國還開發了水冷金屬離心機和各種輔機。預計在未來2~3年內,我國離心球墨鑄鐵管的年產量將迅速增加。
——重機行業引進了AOD、VOD等爐外精煉技術和設備,擁有自動控制的80噸大型電弧爐等先進設備,大大提高了高級合金鋼鑄件的內在質量。
——近年來,我國引進各種制芯機110多臺套。中國已經可以批量生產各種類型和型號的熱箱機和殼芯機。三乙胺法冷芯盒設備和制芯機組經消化吸收後已研制成功或投入使用。制芯水平大幅提升。
——近年來引進壓鑄機100多臺,自主研發成功16000 Kn壓鑄機。鋁壓鑄的水平也有了很大的提高。
2)新材料的開發和應用提高了整機的使用壽命和可靠性。
中國豐富的稀土資源廣泛應用於鑄造生產。稀土鎂球墨鑄鐵已廣泛應用於汽車、柴油機等機械產品中。稀土中碳低合金鑄鋼和耐熱鑄鋼在機械和冶金產品中得到了很好的應用,並取得了可觀的技術經濟效益。
高強度、高彈性模量的灰鑄鐵已成功應用於機床鑄件,提高了機床精度;高強度薄壁灰鑄鐵鑄造技術的應用,使缸體和缸蓋鑄件的缸體斷面硬度差最薄處只有4~6 mm HB
-蠕墨鑄鐵已用於汽車排氣管和大功率柴油機氣缸蓋,使汽車排氣管的使用壽命提高了4-5倍,達到10萬裏以上。
高磷硼釩鈦耐磨鑄鐵已廣泛應用於機床導軌、氣缸蓋和活塞環,耐磨性和使用壽命提高了1~2倍;高鉻和低鉻耐磨鑄鐵已廣泛應用於耐磨件,其使用壽命分別是原材料的8~10倍和2~3倍。
——研制出ZL206高溫耐熱鋁合金、ZM6耐熱高強度稀土鎂合金等航空新材料。
3)新技術的推廣應用,促進了鑄造技術水平和鑄件的內外質量。
經過十幾年的研發,我國形成了自己的孕育劑、球化劑、蠕化劑系列,逐步形成了按國家標準商品化供應三劑的生產基地,有力地促進了我國鑄鐵件內在質量的提高。
——近年來,各種先進的鑄鐵冶煉設備得到開發和推廣,進壹步提高了鐵水溫度,減少了鐵水氧化。外置式熱風沖天爐(風溫500~600)已在國內應用,使鐵水溫度達到1500。沖天爐-電爐雙聯熔煉工藝已廣泛應用於大批量生產。
——濾網技術應用於缸體、缸蓋等高強度薄壁鑄件的批量生產,提高了鑄件內在質量,減少了渣孔缺陷。
──覆膜砂金屬型鑄造技術已成功應用於柴油機曲軸,有效地提高了曲軸的質量和成品率。
——成功生產汽輪機高中壓缸體60萬千瓦、水輪機不銹鋼葉片12.5 ~ 17萬千瓦、毛重330噸的大型鑄鋼件、毛重5噸凈重2.7噸的大型鋁合金鑄件。
-熱芯盒、殼芯盒、冷芯盒等先進的樹脂砂制芯技術已廣泛應用於汽車、內燃機、拖拉機、機床等行業的鑄件,大大提高了鑄件的尺寸精度。
——我國研制成功水平連鑄技術和設備,生產出60~200和40×40 ~ 200×200斷面的墨鑄鐵和灰鑄鐵。這種材料具有結構致密、強度高、耐壓、尺寸精度高、表面光滑等壹系列優點。
我國熔模鑄造技術有了很大進步,采用近凈成形技術生產航空發動機葉片,無余量,達到80年代國際水平。目前,不銹鋼熔模鑄件生產能力達到654.38+0萬噸/年,尺寸精度和表面粗糙度達到國際水平,滿足出口要求。
4)原輔材料供應開始好轉。
鑄造原輔材料的質量和供應長期制約著我國鑄造工業的發展和鑄件質量的提高。經過鑄造工人40多年的呼籲和艱苦奮鬥,這種情況開始好轉。
——對鑄造用原砂、膨潤土等資源進行了系統調查和基礎工作。在統壹規劃下,大林、八戶塔、東廠場、正安、福建東山、平潭等30多個采砂場均實現了原砂淘洗,使原砂含泥量低於0.8%。目前,這些采砂場的洗砂年產量為1.50 ~ 200萬噸,擦洗砂年產量在50萬噸以上。
——中國已能批量生產和商品化供應樹脂砂造型和制芯用的各種樹脂、硬化劑和輔助材料,並商品化供應覆膜砂。
-各種輔助材料,如塗料和粘合劑,已經進口並商業化,為未來的系統開發奠定了基礎。
——生產高溫優質鐵水所需的鑄造焦在國內已初步建成生產基地,形成壹定規模,為穩定球墨鑄鐵件和高強度灰鑄鐵件質量創造了有利條件。
5)先進的檢測手段和電子技術在鑄造生產中得到應用和發展。
——近年來,直讀光譜儀和熱分析儀在許多重點失業的重點鑄造廠得到了廣泛應用,對爐前熔融金屬和雜質元素的會計進行了快速有效的控制,通過音頻、聲速等檢測手段控制鑄件質量,保證了鑄件內在質量的可靠性和穩定性。
三坐標測量儀已在少數大型鑄造廠得到應用,有效地保證了模具、芯盒乃至鑄件的尺寸精度。
——電子計算機已應用於鑄造生產。目前,它已經應用於生產管理和各種數據處理、生產過程自動控制以及鑄造工藝輔助設計等領域。
-機械手和機器人已用於鑄件生產中的落砂和清理過程,以及壓鑄的熔模鑄造。
1.2市場需求分析
(1)基於鑄件生產現狀和產量增長趨勢的鑄件需求分析。
根據中國國民經濟總體發展規劃,九十年代中國國民生產總值將以8%~9%的速度增長。經濟建設規模將繼續擴大,鑄件出口量也將增加。預計中國的鑄件產量將繼續增加。同時,由於技術進步因素,如提高鑄件尺寸精度、降低鑄件壁厚、延長鑄件使用壽命、擴大輕合金鑄件應用、使用工程塑料沖焊結構件等,預計鑄件產量將繼續以年均4%左右的速度增長。到2000年,我國鑄件年產量將達到1350萬噸左右。
(2)從關鍵主機產品開發看鑄件的需求分析。
汽車鑄件大幅增加。到2000年,汽車鑄件的年消費量將達到654.38+50萬噸。
——由於建築業的繁榮和國家大力發展水、油、氣的管道運輸,鑄鐵管產量將以較快的速度增長,到2000年將超過230萬噸。其中,由於引進主機近10臺,到2000年離心球墨鑄鐵管產量將超過50萬噸,在鑄鐵管中的比重將由目前的5%提高到20%~25%。
——由於國家投資向基礎設施傾斜,鐵路機車、發電設備、冶金礦山和各種專業機械大幅增加。預計到2000年,產量將比目前增加30%以上,鑄件產量也將增加。
——農業機械和內燃機鑄件產量仍將穩步增長,預計到2000年產量將超過200萬噸。
——機床、閥門、液壓鑄件的產量也會有壹定程度的增長,由於樹脂砂的應用,這類鑄件的出口量會增加。機床鑄件占鑄件總重量的比例可能還在7%左右。
(3)從關鍵主機產品開發看各種鑄造合金的需求分析。
1)鑄鐵件產量繼續增加,但其在鑄件總產量中的比重仍保持在80%~82%左右,其內部成分比例將發生較大變化。
-球墨鑄鐵件由於汽車產量的急劇增加和近65,438+00套離心隊墨鑄鐵管生產線的連續生產而大幅增加,並進壹步取代了部分鑄鋼件和可鍛鑄鐵件。預計到2000年,中國隊的墨水鑄鐵件比重將超過15%,年產量200萬噸。
雖然可鍛鑄鐵在管接頭、緊固件、電路配件等產品上仍有壹定市場,但在汽車行業的消費量已大幅減少。預計到2000年,其比重將降至2%~3%,年產量為30 ~ 40萬噸。
灰鑄鐵件仍廣泛應用於汽車、柴油機、拖拉機、機床和各種專業機械等幾大產品中,產量還將繼續增加。預計到2000年,年產量將達到900萬噸,占全部鑄件重量的比重將略有下降,約為65%。
2)有色合金鑄件產量和比重大幅增加。
-由於未來5~10年我國汽車、摩托車和休閑辦公用品產量的快速增長,我國鋁合金鑄件和鋁鋅合金壓鑄件產量將大幅增長。預計到2000年,鋁合金鑄件產量可能達到80萬噸左右,占鑄件總產量的6%。由於有色產量的限制,增速也會受到限制。
-銅合金鑄件的產量不會有太大變化,但所占比重會降低。
3)鑄鋼件年產量將減少,約為654.38+0.2萬噸,其在所有鑄件中的比重將略有下降,但對合金鋼鑄件的需求將進壹步增加,使其在所有鑄鋼件中的比重上升至25%~30%。
(4)國際市場需求分析
近年來,世界鑄件年產量穩定,壹般在7000萬~ 7500萬噸之間,其中球墨鑄鐵件和鋁合金件增長幅度較大,壹般灰鑄鐵件、可鍛鑄鐵件和鑄鋼件有所減少。由於能源、勞動力價格和環境的影響,西方工業化國家的鑄件產量會逐漸減少,他們會從發展中國家采購普通鑄件,但同時會向發展中國家出口高附加值、高技術含量的優質鑄件。如果從1990年到1993年中國鑄件出口年均增長率為15%,到2000年中國鑄件出口量可能達到100萬噸,比現在高出1倍以上。
1.3振興目標
(1)振興的總體目標
可以想象,要從根本上改變我國鑄造生產的落後狀況,力爭基本滿足國家支柱產業——機械工業、汽車工業和高新技術產業對高質量鑄件的需求,以及國民經濟基礎設施和人民生活的需要,使我國鑄造工業的整體技術水平接近世界水平,還需要十五年甚至更長的時間。
2000年以前,是第壹階段的振興。在加快消化吸收引進技術和設備的同時,結合我國具體的生產條件和資源,積極研發鑄造新工藝、新材料、新技術和新設備,有效解決鑄造原輔材料的商品化,使其質量和品種滿足鑄造技術發展的要求,形成壹批在國際市場上有競爭力的骨幹鑄造生產企業。提高國產鑄造機械和工藝裝備的質量和可靠性,從而促進我國鑄造生產的優質、低耗、高效、少汙染,為振興總體目標奠定基礎。
第二個振興階段是2001到2010。主要鑄造產品的性能、質量和可靠性達到當時國際水平,在國內形成了較為完整的原輔材料供應體系和自主研發的鑄造機械及工藝裝備體系。
(2)近期目標
預計到2000年,中國的鑄造產量將達到1350萬噸。主要矛盾是提高鑄件質量、技術經濟效益,解決勞動條件和環境汙染問題。力爭在“九五”或更長時期內,通過市場競爭、優勝劣汰、深化體制改革和宏觀調控,使我國鑄造場地逐步調整到更合理的水平,形成6000個左右、從業人員60萬至80萬的鑄造場地基本隊伍,使其中的1/4成為重點鑄造廠,實現規模效益。這些重點代工廠中的10%(約150)成為各行業的骨幹工廠,達到或接近80年代末90年代初工業化國家的生產技術水平。90%(約1400)的重點代工廠達到了80年代中期工業化國家的水平。
1.4規模經濟生產的近期發展目標
根據產品生產手段和方法的不同,各種鑄件的骨幹鑄造廠規模經濟生產的發展目標是:
1)汽車、內燃機、拖拉機鑄件、鑄鐵管大批量生產,規模經濟批量1.5 ~ 2萬噸/年?工廠上方。其中,壹些大型鑄造廠(集團公司)和離心球墨鑄鐵管廠應達到5萬噸/年?工廠上方。首先,失業汽車鑄造廠在“九五”期間在鑄造質量、機械化自動化、工藝水平、人員素質、環保素質等方面都有了進壹步的提高。總體生產水平已達到發達國家80年代末的水平,部分達到90年代初的水平,在國際市場上具有競爭力。
2)批量生產的機床、閥門、鐵路機車、通用特種機械鑄件,規模經濟70萬噸/年?工廠上方。樹脂砂技術要在工藝和設備上推廣,使這類鑄件在內部質量、尺寸精度、表面粗糙度等方面達到現行國際標準,整體生產水平包括機械化達到發達國家九十年代初的水平,環保質量達到國家標準,並建立了這類鑄件的出口基地。
3)礦山、電站、冶金等重型、大型機械鑄件。,單件小批量生產的,應該生產7000噸/年?工廠上方。技術裝備水平和環保質量達到發達國家80年代末90年代初的水平。能為國家重大工程項目的關鍵設備提供優質可靠的鑄件,在國際市場上具有競爭力。
4)精密小型鑄件(如液壓元件、小型壓縮機、高科技鑄件等)的批量生產。)應根據工藝要求盡可能集中,規模經濟批量應達到1000~2000噸/年?工廠上方;熔模鑄造在相對集中和專業化生產的基礎上,努力提高經濟規模,達到500噸/年?工廠上方。通過應用當時國際先進的技術、材料和設備,徹底解決了液壓件質量粗糙的問題,熔模鑄件的精度和表面粗糙度達到了同類產品的國際水平。環保質量達到國家標準,建立了壹些高附加值的鑄件出口基地。
5)鋁合金鑄件的規模經濟批量應為500~1000噸/年?工廠上方。鑄件的質量和經濟效益應達到90年代初先進工業國家的水平,滿足汽車、儀表等行業的需要,環保質量應達到國家標準。
(3)長期目標
到2010,采用適合我國國情的先進鑄造技術和裝備,形成較為完整的鑄造原輔材料供應體系和能夠自主開發的鑄造機械與技術裝備體系。鑄件的數量和質量完全能滿足機械行業的需要,部分中高檔鑄件出口。將鑄造企業調整到5000家,使其中60%(約3000家)成為重點鑄造企業,其中30%(約900家)為骨幹企業。他們的生產技術水平、鑄造產品性能和環保質量達到了當時的國際水平,70%(約2000輛)達到了90年代後期工業化國家的水平。