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中国铸造中小企业的发展和应用技术分析

作者: 来源: 发布时间:2018/2/11 16:12:47  点击数:594
经济全球化、信息化和中国加入wto为中国铸造业的发展提供了机遇。中小企业在铸造业发展中具有特殊重要地位,有必要探讨其发展问题。
1. 发展现状
1.1 概况
中国铸造企业数超过12000家,其中年产量小于10000t的企业数占总数的99。9%,年产量小于5000t的企业数占87。8%,见表1[1]。中国铸造企业的平均年产量为1162t/年,这远低于发达国家的平均年产量,如美国(4527 t/年)、日本(10026 t/年)、德国(6415 t/年),与发展中国家墨西哥(988 t/年)、印度(624 t/年)处在同一水平,见表2。[2]据上海、沈阳地区的调查,中小企业承担大约40-50%的铸件生产任务,其余则由大型企业生产。
表1中国铸造厂生产规模分类(1997年)
生产能力(吨/年)铸造厂数占总数的比例(%)
≤300404033.7
301~2000344028.6
2001~5000293624.7
5001~10000145412.1
≥100001030.1
合计12000100
表2各国铸造企业平均年产量规模(t/年)(2000年)
国家美国日本德国法国英国意大利加拿大比利时韩国中国墨西哥印度
企业平
均年产量
45271002664154264198481374739430921671162988624
在改革开放中,从计划经济向社会主义市场经济转轨,外国资本进入中国,出现了中外合资、合作以及外国独资企业。中小型国营企业转变为股份制、民营或私有企业。铸造行业也是这种变革状态。这次变革积极地促进了铸造业的发展,涌现出一大批极为活跃的铸造中小企业。从铸件品质、经营状况的观点可将铸造中小企业(以下简称中小企业)分为三类:优秀企业、一般企业、不良企业。
1.2.1 优秀企业:这些企业的部分典型列于表3。
(1) 杭州申达铸造厂
原为国营企业,1992年迁到杭州,2002年改为股份制。该公司总经理过去一直从事对日本出口业务。现在该厂产品80%出口日本,10%出口欧洲等地,日本许多企业采购该厂铸件。它生产机床、产业机械铸件。它是一个从国营转股份制的样板企业。用呋喃树脂砂铸型,生产中型铸件。
(2)宁波日月铸件有限公司
该公司为日月集团的核心企业,民营企业,正在准备股票上市。从1992年起它兼并了4个铸造厂,2001年生产能力达到6万吨。三菱重工曾购买该公司3000吨射出成形机用铸件。该公司出口占10%。厂房规模大,产品80%为球墨铸铁件,采用喂丝法球化及孕育处理工艺。看到这个厂使人想到日本经济高速成长期的情景。该厂技术上也有不成熟之处。该厂生产大型球铁件,重55t、10t以上的很多。浇冒口很小,工艺出口率高。该公司与清华大学共同合作开发技术。
(3)宁波康发建材有限公司
6年前从乡镇企业起步,目前主要生产球铁件,年产8000吨,销售额4000万元。主要为当地射出成形机厂供应铸件毛坯。在当地仅次于宁波日月铸造公司,明年扩建为年产13000t铸件的规模。
(4)山东莱州市忠耀机械制造有限公司
一家多品种小批量铸铁件专业生产企业,占地面积28000平方米,固定资产1000万,流动资金500万。该公司采用冲天炉和电炉双联熔炼法生产铸铁产品。主要产品种类有:工程机械配件、石油管道配件、汽车配件、耐压管件、农机配件、各种法兰盘、预制品构件等。铸铁牌号从ht150到ht300,从qt400-15到qt800-2。铸件重量从0。06kg到210kg。产品全部出口,销往英国、美国、日本、澳大利亚、德国及韩国等国家,其中与许多世界知名的国际大公司有着多年的合作经验,如世界500强企业的stanley(史丹利)、eaton(伊顿)、ge(通用)、mitsubishi(三菱)、福特、abb、ibcc等公司。公司以高度的信誉及无可挑剔的产品质量在竞争激烈的国际市场争得一席之地。年设计生产能力达到5000吨,现年生产2000吨,年产值1050万元,年利税208万元。
(5)大连旅桑铸铁有限公司
位于大连市旅顺口区小龙塘村,是大连明星乡镇企业,职工390人,厂房2000平方米,年产一万吨灰铸铁件,重量10~100公斤的电机铸件,全部出口日本。该厂有上海生产的disa线两条,造芯用覆膜砂,10台射芯机年用覆膜砂70吨。劳动生产率25.60吨/人?年。
(6)上海春源钢铁有限公司
建在上海郊区,全厂250人,厂房面积8000平方米,原为唐镇铸钢厂,有一定规模后与台商合资,年产铸钢箱角10万套,生产低合金钢铸件,80%出口。该厂采用水玻璃砂造型,造芯用覆膜砂,工艺比较先进,铸件质量好,年产9000吨铸件,劳动生产率36吨/人?年,是比较高的。
(7)上海通成机械有限公司
该公司1992年从一个小型机械厂起家,由机械厂和精密铸造厂、铝铸造厂三个厂组成。2000年销售额1500万美元。生产灰铸铁和球铁件1万t,铝铸件1500t,不锈钢铸件300t。几乎全部出口美国。主要生产泵,建立了从铸造到加工组装的全套新工厂,具有一种冒险精神。该公司经理曾留学加拿大,对市场经济理解比较早。
(8)上海华厂铸造有限公司
原为乡镇企业,2000年底变为私营企业。呋喃树脂砂造型,为上海地区的铸造中心,年产能力6000t,年销售额定2000万元,出口30%,是上海通成公司的铸件供应商之一。
(9)丰田工业(昆山)有限公司
该公司是丰田自动织机公司的子公司,与台商合资的企业。它专门生产发动机缸体和缸盖。技术水平高,可以保证交货后的外废率低于0.5%。可以说是中国国内水平最高的铸造厂。工厂环境,管理状况也良好。开业时铸件全部返销日本母公司。现在有40%在中国市场销售,价格也比较高。
(10)新乡汤川精密金属公司
密烘技术系列的日本汤川铸造所与中国新乡地区的机械企业合资建成,实质上经营方式与外资独资企业相同,由日本的母公司对大部分交货进行管理,铸件质量好,职工受到良好培训,管理水平与日本相同,木模也自己制作,与日本完全相同。是中国当地的模范铸造厂。其铸件质量与当地企业有很大差异。
(11)苏州勤美达精密机械有限公司
该公司是今年建成的台湾独资天津勤美达的分厂,全部装备世界一流的铸造机械,职工全部在天津培训。苏州与天津合计计划年产7万吨。以小铸件为主,多为家电零部件,主要供应国内的外资主机组装厂,出口占10%。该二厂均为对日本具有威胁的企业。装备世界一流设备略显奢侈,目的是为了设备可靠。
(12)旭东压铸(上海)(宁波)公司
该公司在上海、宁波建立压铸厂,其铸件并非出口日本,而是全部销售到中国国内的企业。厂房是租用的,投资减到最低程度。还进行压铸型加工、压铸件清理加工、涂镀等后续工序。从日本引进了真空压铸技术,压铸件品质良好,在中国市场很受欢迎。
表3列出的企业都取得了iso9000质量体系认证,其铸件大部分或全部直接出口或装机后出口或者供应国内优质产品制造商,市场稳定,价位较高,有些产品供不应求。这些企业拥有优秀人才、先进装备、良好管理,因此才能保证铸件品质优良,市场稳定,经营状况良好。这些企业大多是外资、股份、民营或私营企业,管理体制健全,是取胜的关键。
1.2.2 一般企业
这些企业的铸件品质可以满足国内一般机械产品制造商的要求,为农机、柴油机厂供应铸件,为矿山、水泥业供应磨球、衬板等耐磨件,为蓬勃发展的房屋城建供应铸铁管和暖气片等,有稳定的市场。例如为常州柴油机有限公司供应小马力农用柴油机缸盖的常柴奔牛柴油机配件公司,年产铸件40000t, 包括140万个缸盖,50万个缸体。职工1300人,人均年产30.7t铸件。武进寨桥铸造厂年产单缸柴油机缸体70000t。武进漕桥农具厂生产凸轮轴和汽缸盖,年产32000t。山东九羊集团口镇铸造公司年产农用车铸件30000~50000t。河北泊镇也有为天津、河北国营企业供应铸件的企业。此外山西晋城、清徐、太谷、河南林县等利用当地的廉价生铁、煤炭资源,大量生产铸铁管、暖气片、地沟盖、配重铁等低档产品。还有一些专业厂如安灰宁国的耐磨铸件,大连永宁的污水井盖、潍坊高密的灯具、北京宋庄的管件等具有特色,市场也较稳定。这类企业的铸件品质仅可满足中低档用户的需求。由于专业化生产成本较低,铸件价格低廉,但利润报薄,仅可维持简单再生产,没有发展的能力。市场目前尚较稳定,产品更新换代后,这部分市场将不断缩小。
1.2.3 不良企业
包括尚未彻底改制的国营企业、集体企业和乡镇企业。体制缺陷使企业陷于困境。铸件品质低劣造成市场萎缩。规模小,生产效率低,成本高,使经营亏损。耗能高,污染严重,属应淘汰企业。还有一些小作坊,管理紊乱、装备简陋、技术薄弱,使其陷入困境。这类企业数量很大,时消时长,很不稳定。体制缺陷是其致命弱点,如不改革,势必被淘汰。
2.面临的机遇和挑战
中国入世后,中小企业要在国内外两个市场面对国外企业和国内大企业的竞争挑战,因此有必要分析市场需求和竞争对手的发展策略。
美国、日本、西欧发达国家的设备制造公司为增强产品竞争力采取全球采购的策略,电子商务和国际互联网更提供了便利。不仅外国铸件用户、铸件供应商,甚至外国铸造生产厂商也来华采购铸件。各发达国家的铸造业对此反应十分强烈。例如美国foundryt&m杂志2001年的调查表明,美国铸造业认为面临的首要困难是低价铸件的进口。他们说:“进口铸件猛增,2002年会对美国市场发生巨大冲击”“来自中国的进口铸件正在缓慢地摧毁美国铸造业”“深感进口铸件在扼杀美国钢铁铸造业”“最为关切的是中国和国外的铸造厂夺走了美国人的工作”“在价格方面美国无力竞争,而大多数客户仅关心价格”“中国拥有我们不具备的无限资源——为最低收入而去工作的百万人群”。他们要求政府“征收更高的进口税,严格限制进口,对美国制造业予以保护”。[3]
日本田中启治今年在日本素形材杂志发表的中国铸造业调查报告的标题就叫做“威胁性发展的中国铸造业”,他看到中国私营和股份制企业的发展,使他们回忆起日本经济高度成长期的景象[6]。但是日本人中也有另一种意见。日本对华投资促进机构北京事务所首席代表服部健治指出,“日本商品价格高昂的结构和国际竞争力的削弱并不是中国的责任,这是日本泡沫经济破灭后日本政府、日本企业的怠慢和策略无能的结果。中国摆脱了贫困和各种困缚,正在以富裕和自由为目标而努力奋斗。如果说日本感受到中国的“威胁”,并不是中国制造的商品的竞争力,而是中国企业家的能力、朝气蓬勃的活力以及冒险精神。这些精神也是从二战后的废墟中站立起来的日本人在高度经济成长期曾经具备的活力,这是和团结合作、充满创造、致力于创意、奋发进取的气概,忍受失败和压力并存一致的精神,但是今天日本的青年一代正在丢失这种精神。”
服部健治还指出“中国的发展,不是全部,但可以说其中一部分成果是日本的支援和出资的结果。因此,我们的邻国经济发展,丰衣足食了,难道不应该是让我们高兴的事情吗?另外进一步考虑,日中贸易的一半实际上是“日日贸易”,日本对华投资企业中将近7成是赢利的。如果这样看待的话,中国的发展应该说是对日本有利的事情吧。”[5]
面对这种变化,美国、日本、德国、澳大利亚等发达国家铸造业调整了发展策略,可归纳为几点:
(1)开发和生产高附加值铸件,例如美国在波音客机、f-15战斗机、导弹上采用薄壁复杂形状铸件代替锻造后经机械加工后若干零件组装的部件或者焊接结构件,可以大幅度提高结构合理性,减轻重量,节省工时,降低成本并提高可靠性,计算机数值模拟为基础的cad、cae,保证结构设计、工艺方案的水平并防止铸件缺陷产生,先进可靠的检测技术和冶金技术保证材质组织性能的稳定,使设计安全系数低到1.0。例如,`howmet公司今年为f-22 raptor喷气式战斗机生产价值800万美元的新型机身侧面和副翼的钛铸件,用户成本降低30-50%。波音采用铸件代替组装件,降低成本25-35%。用精密铸造钛铸件代替铝锻件制造人造卫星发射载体的推进器,断裂强度提高30%,推进器重量减轻,载运重量增大。波音767飞机驾驶员座舱主工具嵌板,用11个a357精铸件代替296个零件, 减少50%的费用,160小时的装配时间,90%的工具和600个紧固件。[8] 航空航天及军事工业对这类铸件需求日增,为铸造业带来很可观的利润。在美国,adi正以每年8%的增长速度领先于世界。
日本则在汽车铸件材质和结构的轻量化方面取得进展。大力开发了各种复合材料、复合工艺,例如镁合金半固态成形,铝基复合材料,球铁与陶瓷或有色合金的复合结合等,大大提高铸件的性能和价值,也就具有了性能/价格比优势。单纯的价格竞争就变成了品质和技术含量的竞争。
(2)开发快速制造技术,绿色环保技术,采用信息技术实现cad、cam、cae。例如利用激光积层成形等快速制造技术大幅缩短交货期,以满足制造业多品种、个性化、迅速更新换代的商品生产需求。、
(3)改造铸造企业,使其从附属于制造企业的地位转变为具有开发产品能力,主动为用户设计或合作设计产品,提供从铸造到机械加工和装配的高附加值部件产品的独立企业。
(4)在中国采购铸件或投资建立铸造厂。著名的日本铸造企业,如久保田、日本铸造株式会社,近几年都在中国大量采购铸件供给自己的客户。但是日本、美国、意大利近来转变为在中国投资建铸造厂。〔4、7〕开始阶段,外国人对中国经济政策和市场不熟悉,还存在文化差异,因此与中方合资或合作。最近多数合资企业经营走上正轨,企业逐渐本地化。技术同步后,投资方式将逐步改为独资建厂或并购中国企业。目前日本、中国台湾地区、美国、意大利在大陆投资建铸造厂最为积极。据日本方面的报告,在华投资的日资铸造企业全部赢利,特别是在华采购原辅助材料生产铸件后销往欧美日本用户的企业,赢利最为丰厚[6]。在华外资制造厂商也积极采购在华外资铸造厂铸件。采用国外技术的产品制造厂,如空调压缩机制造厂也是外资铸造企业的重要用户。
(5)减少高能耗、劳动密集型的常规技术中低档铸件的生产。在中国等低劳务费地区采购低附加值常规技术铸件和高能耗铸件,如可锻铸铁管件、配重铁、地沟盖、机床座等。这意味着降低发达国家的资源消耗和环境污染,输出了污染。把中低档常规铸件市场,放弃给中国等发展中国家。
3.存在问题和困难
前述第三类企业存在的主要问题是铸件品质低劣、劳动生产率低、能源资源消耗大、劳动条件恶劣和环境污染严重。
如表1所示,优秀企业的劳动生产率30~133t/人?年,但全国平均仅为8~9 t/人?年。与此相比,日本铸铁业员工平均产量为140.85 t/人?年,员工平均产值为2531.62万日元/人·年。中国铸铁件能耗比美国、日本高70~120%(见表4)。
表4国内外铸造生产能耗对比
国家单位产量综合能耗(kg标煤/t铸件)能源利用率(%)
铸钢铸铁
中国
美国
日本
德国
法国
英国
前苏联
820~1000
701
800
430~860
1280
550~700
323
308
356
368
536
400~600
15~25
25~30
产生这些问题的原因是企业体制缺陷严重、管理水平低、生产规模过小(表2)。铸件品质低劣使市场萎缩、经营恶化,人才流失,技术装备落后,无力投入改造,形成恶性循环,陷入困境。第二类企业问题程度较轻,但由于产品技术含量和附加值低,在产品不断更新的市场竞争中,前景也不容乐观。
4.发展目标和趋势预测
铸造业总体目标是变铸造大国为铸造强国,中小企业是其中的重要组成。6月29日江泽民主席令,自2003年1月1日起施行“中华人民共和国中小企业促进法”,国家将对中小企业实行积极支持、加强引导、完善服务、依法规范、保障权益的方针,并将制订一系列资金支持、创业扶持、技术创新、市场开拓,社会服务的配套政策。中国经济高速发展带来的市场需求和政府支持是促进中小企业发展的外部动力,企业完成体制改革并拥有一批优秀的企业家、管理和技术人才则是发展的内部条件。
建议中小企业的发展目标是:
(1)完成体制改革 例如股份制改革或私营,建立起适应市场经济和世贸规则的健全管理体制。
(2)取得准入国际市场的通行证,即三项国际认证:iso9000国际质量体系认证、iso14000国际环保体系认证、oshms职业安全健康管理体系国际认证。这就意味着依靠稳定质量,发展绿色铸造,安全生产提高企业竞争力。安全生产提高了控制风险能力、职工凝聚力和生产效率。
(3)发展两类专业化生产。
第一类是常规铸件经济规模企业。 建议各种铸造厂的经济规模如表5。这类企业可发挥成本优势,扩大常规铸件市场占有率。
表5建议各种铸造厂的经济规模
序号工厂类别批量经济规模(t)
1
2
3
4
5
6
7
8
汽车、内燃机、拖拉机铸件、灰铸铁管
离心球墨铸铁管
机床、阀门、铁道机车、通用机械铸件
重、大型矿山、电站、冶金机械铸件
液压机、小型压缩机、高新技术用精密小铸件
熔模精铸件
铝合金压铸件
铝合金低压铸件
大批量
大批量
成批量
单件小批
成批量
小、成批量
成、大批量
成、大批量
>;15000~20000
>;50000
>;7000
>;7000
>;1000~2000
>;500
>;500~1000
>;3000
第二类是高新技术企业 采用信息技术,如cad、cae、cam,快速成形技术,新材料技术,生产高附加值高品质铸件以及经深加工的零部件或产品。这类企业依靠人才技术优势和不断的投入研发新产品,将逐步占领高品质高附加值铸件及其深加工产品市场。
预计高能耗、高污染、低效率、低效益的一批分散生产劣质铸件的企业将被优胜劣汰的市场竞争无情淘汰。欧美大公司嘲笑日本人的株式会社。日本人说中国还没有真正意义的企业。这些言论主要是认为中国企业及一部分日本企业缺乏创新能力和开拓新市场的能力。中国铸造业的振兴寄希望于具有创新精神的新一代企业家。
5.应用技术分析
铸铁熔炼 以冲天炉为主,冲天炉一感应电炉双联熔炼正在逐步增加,电弧炉很少。冲天炉采用大排距双排送风,冷风酸性炉衬,2~5t/h小型冲天炉为主,焦碳固定碳偏低(85~88%),含硫(≤0。5%)偏高,出炉温度(1380~1420oc)偏低,铁液含s(0。06~0。10%)偏高,少量企业采用气动或摇动脱硫。
球化孕育技术
稀土镁球化剂适用于含硫较高的铁液。铁液温度逐步提高,采用了冲天炉——电炉双联工艺以及脱硫技术、球化剂中mg与re的比例及含量在逐步变化,过去常用含mg8~10%re5~8%球化剂。现在则逐步改用低稀土或低镁化稀土球化剂。mg8~10%,re1~2%甚至re0。5~1。0%的中国球化剂的品质,品种已达到日本水平,大量出口。
中国已建立了商品化孕育剂系列,包括75fe-si硅铁、钡硅铁、锶硅铁、稀土钙钡硅铁、碳硅孕育剂、含氮孕育剂、铋球铁用孕育剂、孕育块等。
球化孕育工艺方面,除常用的冲入法外,还有喂丝法、型内球化、型内孕育等。、
球墨铸铁 最近adi在铁道、齿轮、磨球等方面应用扩大,高韧性球墨铸铁、厚壁大型球墨铸铁件生产取得进展。、
抗磨铸铁 高铬抗磨白口铁磨球和衬板。中锰球墨铸铁是中国特有的材料,用于磨球。adi的应用,采用金属型铸造或消失模铸造磨球。
金属型铸造 最近铜型金属型铸造技术开发取得进展,铜型寿命可达10万次(铸铁型寿命为 5000次),因此可降低成本,铜型冷却快,提高生产率,改善球墨铸铁组织和性能。
铸铁水平连续铸造 已拥有年产2万吨的能力,连续铸铁型材晶粒细小,组织致密,疲劳性能、减摩性、加工性、耐压性、涂镀性明显改善,节材节能。适用于液压、汽车齿轮、玻璃模具、铁道高速列车轴套、空调压缩机活塞、轧纲机辊道、高速纺机等。
消失模铸造 在铸钢、铸铝、铸铁等方面都取得进展。是一种绿色铸造技术,节材节能、改善环境、减轻劳动、简化工序、降低成本方面取得效益。
其他:大型薄壁铝合金铸件,适用于高泥砂河流的发电用水轮机过流部件用的含稀土马氏体不锈钢及精炼技术、电渣熔铸技术等。在造型材料方面,最近研制出用废骨胶作原材料的动物胶粘结剂,其资源丰富,性能良好。
中小企业采用的一些实用技术适用于低成本生产,以提高产品竞争力。但是还有许多问题需要解决。
5 结论
(1) 中国中小铸造企业具备良好的发展条件,包括广阔的市场和政府和支持,资源和人员优势,中小企业能否健康发展关键在于企业体制是否健全。
(2) 中国中小企业拥有一些特色技术,也存在许多问题,愿与韩方进行技术交流和技术合作。
(3) 根据日本在华投资的成功经验,目前韩国企业在中国铸造业投资是一个极好的时机。中国廉价铸件也可供韩国用户选择。加强双方铸造中小企业经济技术合作有利于中韩两国的经济发展。

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