铸造原辅材料业如何适应向铸造强国的转变

作者：华中科技大学 黄乃瑜

欢迎访问e展厅 展厅 11 铸造机械/压铸设备展厅 造型机, 压铸机, 消失模铸造设备, 混砂机, 烘砂机, ... 目前我国铸件年产量超过1100万吨，成为世界上产量仅次于美国的第二大铸件生产大国，中国低档铸件的出口量超过100万吨，成为世界铸件商品市场的主要供应国之一。与此同时，中国的造型材料行业也有飞快的发展，从2001年11月在上海举办的首届中国国际铸造材料商品市场已经建立起来，年产1100万吨铸件所需的铸造材料已基本实现自给，可以毫不夸张地说，中国也是世界铸造材料商品化发展最快的国家之一。 但是，与美、德、日、法等世界铸造强国相比，我们还有很大差距，铸造行业的归口单位中国机械工程学会铸造分会制定的中期发展规划指出：要用10-15年的时间，将中国变为世界铸造强国。相应地对铸造材料也提出了更高的要求。 2001年中国正式成为WTO的成员国，标志着中国的改革开放进入一个前所未有的崭新阶段，中国的铸造业将面临着与国际接轨，处于与国际知名的厂商完全平等的竞争地位，市场完全开放，外商可以平等地利用中国的资源和廉价的劳动力，他们的管理经验（特别是对世界市场的精通），资金和技术上的优势将突显出来，使我们处于极其不利的地位。当然，国际市场对中国的平等开放，国外优良的资源，也将为我们提供了极好的机遇。 如何应对加入WTO以后而面临的严峻竞争形势？如何满足由铸造大国变为铸造强国提出的更高的要求？这是中国铸造材料行业必须面对并作出回答的问题。 1．中国的铸造材料业必须勇敢地登上更高水平的新台阶 建国以来，我国的铸造材料业大体上可以划分为三个阶段：1978年改革开放以前是第一阶段，其主要特点是企业自行生产和采购铸造材料，"自给自足"，铸造材料的商品市场基本上还没有建立起来；从1978年-2001年是第二阶段，人们对铸造材料及其商品化的重要性有了新的认识，铸造材料商品化市场得到空前的发展，据2000年统计，铸造商品硅砂超过1000万吨，树脂粘结剂约2.5-3.0万吨，商品涂料2.0-2.5万吨，孕育剂3.0-4.0万吨，球化剂2.5万吨，一个年产值200亿元的铸造材料大市场已经形成，我国千万吨以上铸件所需的铸造材料基本上实现了自给。中国成为世界上铸造材料市场发展最快的国家之一。当然，在铸造材料的质量、品种、数量上，在技术上与管理上我们与世界先进水平还有较大的差距，中国铸造材料业必须不失时机地进入更高水平的第三阶段，建立起一个高质量、少污染，相对稳定，有序供应，高度发达的中国铸造材料市场，以适应加入WTO和向铸造强国迈进的需要。第三阶段的主要目标是： （1）完成产业结构调整，淘汰一批技术水平低，产品质量差，污染严重，经济效益不好的小厂，形成相对集中的"小型巨人"和"明星企业"，实现"专业化、规模化"生产。其中，要涌现一支势力可与世界知名企业Foseco，Ashland，HA抗衡的骨干企业，它们的技术水平高，工艺装备精良、资金丰富、管理水平先进、能不断向市场提供高档、优质的铸造材料商品，市场占有率在50%以上，这支队伍将成为我国铸造材料行业的中坚力量。 （2）完成在增长方式上由劳动、资源密集型向技术资本密集型的转变，由粗放污染型向绿色集约型的转变，产品的质量、品种、数量与世界先进水平相当，优质材料的比重迅速增加，整个铸造材料行业的生产效率、经济效益成倍增长；环境污染得到有效治理、初步建成了环境协调一致的中国铸造材料产业系统； （3）形成结构合理，整体水平高的产学研结合研发和教育培训基地，能不断向企业输送专业人才、不断开发出高质量、高档次铸造材料新品种，满足对铸造材料日益增长的需要，同时，逐步加大技术出口的力度。中国的铸造材料必须勇敢地登上更高水平的新台阶，前景一片光明，后退是没有出路的。 2．激烈竞争的铸造材料市场要靠优质的品牌，优良的服务去占领 要提高我国铸件的竞争力，要向铸造强国迈进，必须提高高品质铸件和高中档铸件的比重，臂如高品质铸件由目前的18%提高到40%以上；铸铁件中，球铁件的比例由目前的14%提高到25%以上；铸钢件中合金钢件的比例由现在的25%提高到40%以上，铝铸件的比例由现在的5%提高到10%以上，而高品质的铸件和高中档铸件必须采用优质的铸造材料才能得到保证，举几个实例。 （1）为了生产高质量的球铁件，要求原生铁成分稳定，纯度高，除了C、Si、Mn、P和S符合标准外，对微量元素的总和要严格限制。德国球铁用生铁微量元素总和小于0.0745%，其中的Ti元素量不超过微量元素总和的50%；日本规定这两个数据分别为小于0.089%和不超过0.004%；而我国生铁中的微量元素总和除本溪生铁和邯郸生铁比较低（分别为0.068%和0.164%）外，大都超过0.3%，往往成为球铁性能达不到要求的主要障碍。 （2）某厂生产出口的低碳双相不锈钢件，采用树脂砂造型制芯，钢液原含碳量0.08%，要求铸件表层增碳后的碳量不超过0.095%，采用一般的涂料，表层碳量高达0.18-0.2%严重超标，采用高质量的烧结玻璃体涂料，表层增碳后最大碳量不超过0.093%. （3）某厂采用金属型低压铸造工艺生产ZL101铝合金康明斯发动机齿轮室，原工艺在冒口和铸型处均采用一般的ZnO涂料，由于涂层导热能差，铸件几个凸台处均有缩松缺陷，后来采用优质的金属型系列涂料，即在冒口处采用绝热保温涂料，其余部分采用导热涂料，强化了顺序凝固，消除了凸台处缩公缺陷，铸件的废品率由30%下降到5%。 该厂铸铁坩埚原采用ZnO保护涂料6小时增铁0.044%，后改用高质量的保护性涂料18小时增铁0.008%，小时增铁量为原先的1/15。同时涂层的使用寿命也由1-2个班次延长到6-8个班次。 （4）近年来，一汽无锡柴油机厂在提高柴油机缸体缸盖、曲轴等主要铸件品质方面卓有成效，铸件综合废品率由改进前的15-18%下降到3%-5%，他们的一条重要经验是：使用优质的原辅材料，譬如通过采用粒度均匀、成分合格的优质随流孕育剂消除了缸体气孔，浇不足和黄斑点等缺陷；通过采用耐热性好的优质过滤网生产球铁曲轴，不仅明显减少了铸件废品率，还使总成本有所降低。 该厂在原辅料的使用原则是：只要通过降低废品损失额能抵消原辅材料上升的成本，一定采用好的原辅料，能国产则国产，国产解决不了则进口。可见，在精明企业家眼里，优质优价是完全可行的。 今后，铸造市场的竞争，主要是产品质量的竞争，没有优质的品牌，市场的份额会越来越小，企业无法生存，更谈不上发展。 如何创立优质的品牌，持续不断地扩大产品的市场份额，"仙山之石"是可以借鉴的。 德国Marl市的IKO公司是一个以膨润土、煤粉为主导产品的百年老厂，该公司有120名职工，年销售额1.5亿马克，占有德国膨润土市场份额的70%。他们靠什么取得这么好的效益？据我了解，主要有以下几点：A. 优良的品牌，按照不同类型铸件的特点和需要，生产不同型号的优质膨润工艺，容易定量，容易混匀，配出的型砂性能稳定，深受用户的欢迎；B. 使用先进的测试仪品，实现对生产过程的严格监控，保证了产品质量的一致性；C. 从世界各国采购最好的原料，包括中国的黑山膨润土和山西的煤粉；D. 完善，周到的售后服务系统，该公司有用户回访循徊车，经常进行售后服务，主动了解用户反映与用户一道解决生产中出现的问题，他们汇集了多年的实践经验，编写了"废品手册"，对湿型砂常见的19种缺陷的特征，缺陷产生的可能原因，解决措施作了十分简明的归纳，为方便现场操作的技术人员，还列出了缺陷解决的程序图，型砂性能调整表，主要的和进一步参考资料。为用户服务的周到实在令人佩服；E. 高素质的职工队伍，高投入的科技开发，公司120人有60人经过专门职业培训，达到大专水平，还有6名博士生领导着新产品的开发，该公司每年利润的15%用于科技开发，近年来，不仅扩大了铸造膨润土市场的占有率，还开发了石油工业，医药方面的新品种。 在激烈的市场竞争中，IKO公司这个以生产膨润土、煤粉为主导产品?quot;百年老店"的成功经验，确实值得中国铸造材料业效仿，我们需要一批向IKO公司这样严谨求实，精益求精的"百年老店"。 3．建立与环境协调一致的铸造材料业 21世纪需要"绿色铸造"，从铸造原材料及产品的生产使用到回收及废弃物处理的每一个环节，都应符合环境的要求，对环境无害，并且最大限度地利用自然资源和节约能源，以实现"既能满足当代人需要，又不对子孙后代满足其需要能力构成危害"的可持续发展。 铸造材料业不仅是矿产资源和能源的重要消耗者，也是污染环境的主要责任之一，如何保持自身生产过程的"清洁化"，和向用户提供与环境协调一致?quot;生态铸造材料"这是摆在我们企业家面前一项艰巨任务，也是必须遵循的客观规律。 （1）采用少无污染、节约能源的新材料、新工艺 对于树脂砂，要千方百计降低游离甲醛和游离酚等有害物质的含量；通过增加树脂的比强度和韧性，降低其加入量；降低热芯盒、壳芯砂的固化温度；逐步扩大冷芯盒法制芯比例等措施，减少树脂砂对环境的污染，实现达标排放。譬如德国HA公司新近用甲酯代替芳香烃做冷芯盒树脂，使苯、二联苯等有害气体含量下降50%，生产效率上升10-50%。 值得注意的是，各国的环境标准是不同的，而且是逐年提高的，譬如美国规定空气中的三乙胺含量限度：1998年以前的标准是25×10-6；1986年为10×10-6；1989年为3×10-6（长期接触）和5×10-6（短期接触）。对于游离甲醛的浓度目前英国的标准2×10-6，日本为5×10-6，德国为1×10-6。 近年来，新开发的低污染、高强度、易溃散、可以回用的改性动物胶粘结剂，代替呋喃树脂砂用于有色金属和铸铁件，是一种很有前途的少、无污染的新材料，值得企业家的重视。随着对水玻璃砂的基本组成，老化现象等基础理论研究取得突破性进展和新型酯固化工艺的开发，使水玻璃加入量下降到2.5-3.5%，同时，采用机械，物理和化学结合的综合方法实现旧砂的干法回用和湿法再生，为年产120万吨铸钢行业提供了环境良好的材料和工艺，有着广阔的发展前景。 （2）节约原材料消耗，实现材料的"闭环循环"。 我国每年消耗新砂1000万吨以上，旧砂排放的污染，以及新砂资源的耗废，不堪重负，旧砂再生利用势在必行，目前先进工业国废砂排放量已下降到10%以下，我们应该向他们看齐。另外，他们新生铁的用量也下降到12.4%，再生铝的回用量增加到85%（我国仅3%），因此，我国要加快铝和回炉铁的再生利用，"要把铸造工厂变为储备废料，二次利用原料的加工工厂"。 （3）21世纪的铸造要大力发展有利于节约能源，改善环境的少、无余量的精确成形新工艺必须建立与这些新工艺相适应的铸造材料系统。 譬如开发适用于Al、Mg合金铸件的易溃散权脂，无毒精炼剂，喂丝孕育和晶粒细化剂。开发Al缸体缸盖在可控制气氛和压力下成形的树脂砂组芯造所需要的造型材料、消失模铸造所需的涂料，以及显著提高铸件精度和改善表面粗糙度的不占位涂料。 4．铸造材料业必须熟练掌握计算机、网络通讯等现代化技术 近年来，计算机在铸造工艺的模拟仿真，模具设计的CAD/CAM等方面都取得了飞快的发展，相对而言，在铸造材料业中还很少应用，这是十分可惜的事，有人说："进入新世纪，一个企业若不能充分地利用计算机和Internet，恐怕很难成为有竞争力的、现代化的企业；一个工程技术人员，如果不能熟练运用计算机和Internet进行有效的工作，很快就会为前进的时代所抛弃"。这是中肯的忠告，对于铸造材料业也不例外。铸造材料业的计算机应用可以从以下方面着手。 （1）计算机信息系统和Internet 开发包括市场营销、物料进出、生产组织协调，行政管理，与外界信息交换等方面的软件，使企业的管理更加科学化；建立企业的主页与网点，实行商务模式，网上刊登广告，网上主订货与销售，与供应商、用户及合作企业进行最快速的信息传递；抓住商机，快速报价，签订合同组织协作，为敏捷响应用户需求提供保证。 （2）实行企业内部工艺过程的计算机检测和监控，以及建立产品性能和用户回访数据库。包括原材料的进厂检验数据，生产过程各工艺参数的检测和自动控制、产品出厂的性能检验，用户使用效果和废品分析数据等等。 （3）建立从生产计划、采购、制造、销售过程的信息、物料、资金流的供需链管理模型，使整个企业建立在科学管理的基础上。(end)

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