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鑄成是金屬成型的一種最主要方法,它是熱加工的基礎(chǔ)。鑄成的產(chǎn)業(yè)發(fā)展史與光大現(xiàn)代文明的產(chǎn)業(yè)發(fā)展史一樣古老,我們的先祖在4000多年前就鑄成出了“良渚”那樣精美的青銅器,其技術(shù)水準令人嘆為觀止,然而到了現(xiàn)代,作為全球模具出口量第一大國,中國的鑄成水準卻滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家。
一、我省鑄成業(yè)的概況
我省模具出口量從2000年起超越美國已連續(xù)6年位居當今世界第一,其中2004年為2242億噸,2005年估算為2600億噸,模具年產(chǎn)量值超過2500億元,模具出口量占當今世界總出口量的1/4之多,已正式成為當今世界鑄成制造基地。根據(jù)全球主要模具制造國2004年的出口量統(tǒng)計可以看出,十大模具制造國可分為兩類。一類是產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家,雖然出口量大,但模具技術(shù)含量低,小民營企業(yè)多,從業(yè)者隊伍龐大,黑色金屬比重大。另一類是產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家,如日本、美國及西歐等,他們采用高新技術(shù)主要制造高技術(shù)含量模具。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家總體上鑄成技術(shù)一流、產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量好、制造工作效率高、環(huán)境問題小、原輔金屬材料已形成系列化。西歐已建立跨國服務(wù)系統(tǒng),制造實現(xiàn)機械化、自動化、智能化。制造操作過程從嚴執(zhí)行技術(shù)標準,模具仿曬約為2%—5%。重視用信息化提升鑄成工藝設(shè)計水準,普遍應(yīng)用領(lǐng)域軟件進行充型凝結(jié)操作過程演示和工藝優(yōu)化設(shè)計。
從批量和勞動制造率看,歐、美、日的競爭優(yōu)勢很大,日本的勞動制造率是人均年產(chǎn)量模具140噸,我省估算約為20噸,相距7倍。我省成本增加低于1美元/小時,與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家相距幾十倍,因而出口產(chǎn)品模具具有競爭優(yōu)勢。但近年來鋼鐵價格猛漲,使我省出口產(chǎn)品模具在金屬材料成本方面的競爭優(yōu)勢消失殆盡。在產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量和檔次方面,我們遠滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家。近年我省模具出口產(chǎn)品雖有所增長,但出口產(chǎn)品只占我省總出口量的97%,占當今世界模具市場流通量不出8%,總體增速緩慢,表現(xiàn)為產(chǎn)品質(zhì)量極差、價格低。長期以來,出口產(chǎn)品的模具以中高檔產(chǎn)品為主,各類機械加工、風(fēng)扇、炊具及氯己定占到36%。一些出口產(chǎn)品模具埃坦縣達到國際標準,但要達到歐美國家客戶標準還有距離。
在國內(nèi),鑄成業(yè)是關(guān)系國計民生的重要金融行業(yè),是電動汽車、石化、鋼鐵、電力、造船、紡織、武器裝備制造等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),是制造業(yè)的重要組成部份。在機械武器裝備中,模具占整機重量的比例很高,內(nèi)燃機車機占80%、拖拉機占50%—80%、DAT160、泵類機械占50%—60%。電動汽車中的關(guān)鍵部件幾乎全部鑄成而成;冶金、礦山、電站等重大設(shè)備都依賴于大型鍛鑄,模具的產(chǎn)品質(zhì)量直接影響著整機的產(chǎn)品質(zhì)量和性能。
我省鑄成制造民營企業(yè)主要分布在東部,西部出口量較少。目前全國鑄成民營企業(yè)約有24000家、從業(yè)者約120多萬。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看,既有從屬于主機制造廠的鑄成分廠或車間,也有專業(yè)鑄成廠,還有大量的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鑄成廠。就規(guī)模和水準而言,既有工藝一流、機械化程度高、年產(chǎn)量數(shù)億噸模具的大型鑄成廠,如重型金融行業(yè)、電動汽車金融行業(yè)、航空工業(yè)的一些一流的鑄成廠;也有工藝滯后、設(shè)備簡陋、機械式,年產(chǎn)量模具百余噸的小型鑄成廠。
二、我省鑄成業(yè)存有的難題
我省鑄成金融行業(yè)的技術(shù)水準比產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家滯后約20年,無法滿足國民經(jīng)濟快速產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。技術(shù)落后、設(shè)備陳舊、可再生能源耗用和原料耗用高、環(huán)境問題輕微以及工人作業(yè)交通不便等難題,已經(jīng)正式成為金融行業(yè)的共識。
具體表現(xiàn)在:
(1)工藝水準低,模具產(chǎn)品質(zhì)量差
①模具加工穩(wěn)定度大。由于缺少科學(xué)的設(shè)計指導(dǎo),工藝設(shè)計人員憑經(jīng)驗難以控制變形難題,鑄成的加工穩(wěn)定度一般比歐美國家國家大1—3倍。加工穩(wěn)定度大,模具的可再生能源耗用和原料耗用輕微,加工周期長,制造工作效率低,已正式成為制約金融行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
②大型模具偏析和參雜物瑕疵輕微。大型鑄鋼件和大型鋼錠在凝結(jié)結(jié)束后,在冒口根部、模具的厚大斷面存有宏觀偏析、晶粒粗大難題。
③模具裂紋難題輕微。
④澆鑄系統(tǒng)設(shè)計不合理。由于設(shè)計不當,存有卷氣、參雜等瑕疵,導(dǎo)致模具出品率和符合要求率低。
⑤演示軟件應(yīng)用領(lǐng)域不普及。鑄成操作過程演示是鑄件制造的一個必要環(huán)節(jié),在歐美國家國家,如果沒有排序機演示技術(shù),就拿不出訂單。我省的鑄成業(yè)排序機演示起步較早,雖然核心理念排序部分開發(fā)能力較強,但整體軟件包裝能力極差,導(dǎo)致成熟的商業(yè)化軟件開發(fā)遠滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家,相當一部分鑄成民營企業(yè)對排序機演示技術(shù)望而卻步,缺少信任。目前這種局面雖有所好轉(zhuǎn),但在購買了鑄成演示軟件的民營企業(yè)中,能夠發(fā)揮其作用的還不多見,急需對民營企業(yè)員工進行軟件應(yīng)用領(lǐng)域培訓(xùn)。
⑥普通模具的制造能力過剩,高精密模具的制造依然困難,核心理念技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品仍依賴進口。
(2)可再生能源耗用和原料耗用高
我省鑄成金融行業(yè)的可再生能源耗用占機械工業(yè)總耗能的25%—30%,可再生能源平均利用率為17%,可再生能源耗用約為鑄成產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國家的2倍。我省每制造1噸符合要求鑄鐵件的可再生能源耗用為550—700千克標準煤,歐美國家國家為300—400千克標準煤,我省每制造1噸符合要求鑄鋼件的可再生能源耗用為800—1000千克標準煤,歐美國家國家為500—800千克標準煤。據(jù)統(tǒng)計,模具制造操作過程中金屬材料和可再生能源的投入約占產(chǎn)值的55%—70%。中國模具毛重比歐美國家國家平均高出10%—20%,鑄鋼件工藝出品率平均為55%,歐美國家國家可達70%。
(3)環(huán)境問題輕微、作業(yè)交通不便
我省除少數(shù)大型民營企業(yè)如一汽、二汽、大起大重、沈陽黎明公司等制造設(shè)備精良、鑄成技術(shù)一流、環(huán)保措施基本到位以外,多數(shù)鑄成廠點制造設(shè)備陳舊、技術(shù)滯后、一般很少顧及環(huán)保難題。上世紀80年代,政府對規(guī)模小、技術(shù)水準低、污染輕微的民營企業(yè)進行了專業(yè)化調(diào)整,提高了民營企業(yè)的集約化程度,但鑄成制造的粗放型特征沒有得到根本改變。制造現(xiàn)場交通不便、作業(yè)條件差、技術(shù)滯后、粗放式制造的鑄成民營企業(yè)占90%以上;1998年在匈牙利舉辦的第63屆當今世界鑄成會議上頒發(fā)了環(huán)境保護獎,獲獎鑄成廠中沒有一個在中國,這與中國的鑄成大國地位極不相稱。我省鑄成業(yè)的環(huán)境難題還表現(xiàn)在對自然資源的超量耗用上。
鑄成制造中爐料主要是生鐵、廢鋼、焦炭、石灰石等、型砂、芯砂。主要是原砂、粘土、煤粉、樹脂等粘結(jié)劑、固化劑、舊砂等的運輸、混砂、造型、制芯、烘烤、熔化、澆鑄、冷卻、落砂、清理和后處理等工序,就其作業(yè)內(nèi)容來講是在機械振動和噪聲中進行,有的還在高溫?如熔化、澆鑄中作業(yè),有的產(chǎn)生刺激性氣味,粉塵作業(yè)環(huán)境更是惡劣。在我省鑄成車間每制造1噸模具,約散發(fā)50千克粉塵,熔煉和澆鑄工序排放廢渣200千克、廢氣20立方米,造型和清理排廢砂約13—15噸。以年產(chǎn)量2200億噸模具計,每年排污物總量為:廢渣440億噸、廢砂近1650億噸、廢氣4億立方米。這些數(shù)據(jù)足以說明我省鑄成金融行業(yè)環(huán)境難題的嚴峻程度,采用高技術(shù)實現(xiàn)綠色鑄成是當前需要重點解決的關(guān)鍵難題。 (4)人才短缺
鑄成技術(shù)人才輕微短缺是制約我省鑄成技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。主要表現(xiàn)在:①技術(shù)及管理人員數(shù)量偏少,分布不均,最少的工廠技術(shù)及管理僅占總職工人數(shù)的12%,最多的工廠占到323%,相距27倍之多,國企尤其是軍工民營企業(yè)比例高。②高級人才數(shù)量少。鑄成民營企業(yè)技術(shù)管理人才基本以中專、大專和本科生為主,特別是中專、大專生數(shù)量為多,研究生很少。③新人才來源困難。很多高校在上世紀90年代后不再設(shè)置鑄成專業(yè),一些大中民營企業(yè)的廠辦學(xué)校也有下降趨勢,新人才的來源日益困難。
鑄成人才缺少的根本原因在于民營企業(yè)待遇低、工作環(huán)境差。國有民營企業(yè)在崗職工年齡40歲以上的占80%,20—40歲的人員很少,出現(xiàn)斷檔。民營民營企業(yè)從事鑄成的專業(yè)技術(shù)人才,從年齡上看,大部分也在60歲以上,絕大多數(shù)工人更是極少經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),許多是農(nóng)民工從事鑄成制造。整個金融行業(yè)的技術(shù)水準尤其是產(chǎn)品質(zhì)量意識和產(chǎn)品質(zhì)量控制水準不適應(yīng)市場競爭的要求。
三、我省鑄成業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策
我省鑄成業(yè)正處在從鑄成大國向鑄成強國起步的新階段。必須克服現(xiàn)實的可再生能源、資源、人才瓶頸和環(huán)境難題的困擾。因此,必須抓住機遇,利用高技術(shù)提升模具產(chǎn)品質(zhì)量,扭轉(zhuǎn)中國模具在國際市場上技術(shù)含量不高、價格低廉的形象。要扶持一批具有競爭優(yōu)勢的鑄成民營企業(yè)使之正式成為具有國際競爭力的帶動中國模具出口產(chǎn)品的龍頭民營企業(yè)。
(1)加強對鑄成新工藝、新金屬材料、新設(shè)備的研究
加強鑄成業(yè)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用領(lǐng)域研究,鑄成金融行業(yè)中許多金屬金屬材料都是通用的和關(guān)鍵的,因而應(yīng)注重工藝研究和改進,同時又要加強金屬材料工藝及排序機演示等一流技術(shù)的采用以穩(wěn)定產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量。實際上,國內(nèi)過分強調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新金屬材料而忽視通用關(guān)鍵金屬材料的工藝設(shè)計和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等方面研究,而制造設(shè)備上許多難題卻都出在這里,如三峽使用的水輪機轉(zhuǎn)輪金屬材料。 逐步減少和消除小沖天爐,產(chǎn)業(yè)發(fā)展10噸/小時以上大型沖天爐,并根據(jù)需要采用外熱送風(fēng)、水冷無爐襯連續(xù)作業(yè)沖天爐;推行沖天爐?感應(yīng)爐雙聯(lián)熔煉工藝;推廣沖天爐除濕送風(fēng)技術(shù),沖天爐變頻控制技術(shù),增加除塵裝置,減少電力耗費。
深入開展大型鑄鋼件的冶煉和澆鑄工藝研究。采用精煉技術(shù)、氣體保護澆鑄技術(shù),AOD精煉技術(shù)和選擇合適的耐火金屬材料提高模具的純凈度,提升模具產(chǎn)品質(zhì)量。采用新型澆鑄系統(tǒng)和冒口設(shè)計原則,提高模具產(chǎn)品質(zhì)量和工藝出品率。以可視化鑄成技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來的新型無氣隙澆鑄系統(tǒng)設(shè)計是鑄成工藝的一項重大創(chuàng)新,金屬所與一重集團利用此技術(shù)已能夠制造大型鑄鋼支承輥。
(2)開發(fā)環(huán)保型鑄成原輔金屬材料
建立新的與高密度粘土型砂相適應(yīng)的原輔金屬材料體系,根據(jù)不同合金、模具特點、制造環(huán)境、開發(fā)不同品種的原砂、無污染的優(yōu)質(zhì)殼芯砂;抓緊我省原砂資源的調(diào)研與開發(fā),開展取代特種砂的研究和開發(fā)人造鑄成用砂;研究并推廣使用清潔無毒的原輔金屬材料,使用無毒無味的變質(zhì)劑、精煉劑、粘結(jié)劑,開發(fā)環(huán)保型砂芯無機粘結(jié)劑;用濕型砂無毒無污染粉料光潔劑代替煤粉等;采用高潰散性型砂工藝,如樹脂砂、改性酯硬化水玻璃砂工藝、新型酯固化水玻璃,納米改性水玻璃;加強對水玻璃砂吸濕性、潰散性研究,尤其應(yīng)大力開發(fā)舊砂回用新技術(shù),環(huán)保型砂處理及再生技術(shù);盡可能再生回用鑄成舊砂,研究鑄成用后的舊砂用于高速公路路基金屬材料,特別是鉻鐵礦砂的回收利用。產(chǎn)業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,以“減量化?REDUCE、再利用(REUSE)、再循環(huán)(RECYCLE)”為金融行業(yè)準則(3R原則),走集約化清潔制造之路,合理使用資源,使用可再生金屬材料和可再生能源,確保鑄成業(yè)的可持續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(3)構(gòu)建共性技術(shù)和高技術(shù)傳輸平臺
①針對民營企業(yè)存有的共性難題,提高產(chǎn)品的符合要求率和工藝出品率,降低可再生能源耗用和原料耗用,實現(xiàn)綠色鑄成。支持科研單位面向制造需求、著力解決制造實際難題,這應(yīng)當正式成為鑄成技術(shù)研究的主攻方向。
②建立高技術(shù)傳輸平臺。開發(fā)關(guān)鍵件的鑄成技術(shù),實現(xiàn)國產(chǎn)化。通過與歐美國家國家的研究機構(gòu)和民營企業(yè)合作,引進消化高新鑄成技術(shù),與工廠一道開發(fā)關(guān)鍵件的鑄成技術(shù)研究,并轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品進入市場。希望政府在這方面加強投入,鼓勵大的科研機構(gòu)與大型民營企業(yè)集團共同合作,解決事關(guān)國計民生的關(guān)鍵件的國產(chǎn)化難題。
(4)注重可再生能源與環(huán)保立法
鑄成金融行業(yè)勞動條件惡劣,對環(huán)境的危害也較大。應(yīng)加大政策法規(guī)對這方面的限制力度,環(huán)保勞保的準入門檻也應(yīng)升高,已有的技術(shù)滯后、污染輕微的鑄成廠點應(yīng)關(guān)閉。提高從事冶煉、澆鑄和清理作業(yè)的工人和臨時工的待遇,并為其提供保險。加強可再生能源的科學(xué)管理,加強節(jié)能技術(shù)改造或高耗能設(shè)備的更新?lián)Q代。
(5)制定人才政策,加強技能培訓(xùn)
由于鑄成是個苦臟累的金融行業(yè),待遇也低,因此學(xué)生不愿學(xué),工人不愿干,許多跨入這個金融行業(yè)的人也想盡辦法跳槽,造成人才短缺。國家應(yīng)從長遠考慮,制定吸引和穩(wěn)定人才的政策。針對目前許多高校不設(shè)鑄成專業(yè)的情況,可采取民營企業(yè)委托培養(yǎng)及廠校聯(lián)合辦學(xué)方式培養(yǎng)人,并且要特別重視對其排序機軟件的培訓(xùn)。通過建立全國性和地區(qū)性的技術(shù)培訓(xùn)基地,提高技術(shù)人員和工人的鑄成水準。同時還要加強鑄成民營企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和管理人員的培訓(xùn),使其掌握現(xiàn)代管理知識,建立起現(xiàn)代管理體系,使民營企業(yè)依靠管理出效益。
(6)注重自主創(chuàng)新加大鑄成民營企業(yè)的重組和結(jié)構(gòu)調(diào)整,進行專業(yè)化制造,實現(xiàn)地域化聚集,壯大龍頭民營企業(yè),使中小民營企業(yè)圍繞產(chǎn)業(yè)鏈集聚,實現(xiàn)基礎(chǔ)配套、特殊工序武器裝備、檢測設(shè)備、信息網(wǎng)絡(luò)、環(huán)保設(shè)施等資源共享;充分權(quán)衡當?shù)氐馁Y源、人力、資本和市場,把握競爭優(yōu)勢,突出集群的特點。在民營企業(yè)、產(chǎn)品集聚的同時,實現(xiàn)信息的集聚、人才的集聚、技術(shù)的集聚,甚至競爭的集聚,產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。不應(yīng)盲目地購買技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品,必須加強自主創(chuàng)新,制造更多滿足國民經(jīng)濟和國防安全的高精尖鑄件,并將金屬材料研究融入其中,參與國際競爭。
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