我國鑄造技術的現狀及飛展趨勢
作者:化工綜合網發布時間:2022-02-10分類:膠粘劑瀏覽:97
鑄造是金屬成形的一種最主要方法,它是熱加工的基礎。鑄造的歷史與華夏文明的歷史一樣悠久,我們的祖先在4000多年前就鑄造出了“三星堆”那樣精美的青銅器,其技術水平令人嘆為觀止,然而到了現代,作為全球鑄件產量第一大國,中國的鑄造水平卻落后于發達國家。
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??? 一 我國鑄造業的概況
??? 我國鑄件產量從2000年起超越美國已連續6年位居世界第一,其中2004年為2242萬噸,2005年估計為2600萬噸,鑄件年產值超過2500億元,鑄件產量占世界總產量的1/4之多,已成為世界鑄造生產基地。根據全球主要鑄件生產國2004年的產量統計可以看出,十大鑄件生產國可分為兩類。一類是發展中國家,雖然產量大,但鑄件附加值低,小企業多,從業人員隊伍龐大,黑色金屬比重大。另一類是發達國家,如日本、美國及歐洲等,他們采用高新技術主要生產高附加值鑄件。
??? 發達國家總體上鑄造技術先進、產品質量好、生產效率高、環境污染小、原輔材料已形成系列化。歐洲已建立跨國服務系統,生產實現機械化、自動化、智能化。生產過程從嚴執行技術標準,鑄件廢品率約為2%—5%。重視用信息化提升鑄造工藝設計水平,普遍應用軟件進行充型凝固過程模擬和工藝優化設計。
??? 從批量和勞動生產率看,歐、美、日的優勢很大,日本的勞動生產率是人均年產鑄件140噸,我國估計約為20噸,相差7倍。我國人工成本低于1美元/小時,與發達國家相差幾十倍,因而出口鑄件具有優勢。但近年來材料價格猛漲,使我國出口鑄件在材料成本方面的優勢消失殆盡。在產品質量和檔次方面,我們遠落后于發達國家。近年我國鑄件出口雖有所增長,但出口只占我國總產量的97%,占世界鑄件市場流通量不到8%,總體增速緩慢,表現為質量較差、價格低。長期以來,出口的鑄件以中低檔產品為主,各類管件、散熱器、廚具及浴具占到36%。一些出口鑄件雖可達到國際標準,但要達到歐美客戶標準還有距離。
??? 在國內,鑄造業是關系國計民生的重要行業,是汽車、石化、鋼鐵、電力、造船、紡織、裝備制造等支柱產業的基礎,是制造業的重要組成部份。在機械裝備中,鑄件占整機重量的比例很高,內燃機占80%、拖拉機占50%—80%、液壓件、泵類機械占50%—60%。汽車中的關鍵部件幾乎全部鑄造而成;冶金、礦山、電站等重大設備都依賴于大型鑄鍛件,鑄件的質量直接影響著整機的質量和性能。
??? 我國鑄造生產企業主要分布在東部,西部產量較少。目前全國鑄造企業約有24000家、從業人員約120多萬。從產業結構看,既有從屬于主機生產廠的鑄造分廠或車間,也有專業鑄造廠,還有大量的鄉鎮鑄造廠。就規模和水平而言,既有工藝先進、機械化程度高、年產數萬噸鑄件的大型鑄造廠,如重型行業、汽車行業、航空工業的一些先進的鑄造廠;也有工藝落后、設備簡陋、手工操作,年產鑄件百余噸的小型鑄造廠。
??? 二 我國鑄造業存在的問題
??? 我國鑄造行業的技術水平比發達國家落后約20年,無法滿足國民經濟快速發展的需要。技術落后、設備陳舊、能耗和原材料消耗高、環境污染嚴重以及工人作業環境惡劣等問題,已經成為行業的共識。
??? 具體表現在:
??? (1)工藝水平低,鑄件質量差
??? ①鑄件加工余量大。由于缺乏科學的設計指導,工藝設計人員憑經驗難以控制變形問題,鑄造的加工余量一般比國外大1—3倍。加工余量大,鑄件的能耗和原材料消耗嚴重,加工周期長,生產效率低,已成為制約行業發展的瓶頸。
??? ②大型鑄件偏析和夾雜物缺陷嚴重。大型鑄鋼件和大型鋼錠在凝固結束后,在冒口根部、鑄件的厚大斷面存在宏觀偏析、晶粒粗大問題。
??? ③鑄件裂紋問題嚴重。
??? ④澆注系統設計不合理。由于設計不當,存在卷氣、夾雜等缺陷,導致鑄件出品率和合格率低。
??? ⑤模擬軟件應用不普及。鑄造過程模擬是鑄件生產的一個必要環節,在國外,如果沒有計算機模擬技術,就拿不到訂單。我國的鑄造業計算機模擬起步較早,雖然核心計算部分開發能力較強,但整體軟件包裝能力較差,導致成熟的商業化軟件開發遠落后于發達國家,相當一部分鑄造企業對計算機模擬技術望而卻步,缺乏信任。目前這種局面雖有所好轉,但在購買了鑄造模擬軟件的企業中,能夠發揮其作用的還不多見,急需對企業員工進行軟件應用培訓。
??? ⑥普通鑄件的生產能力過剩,高精密鑄件的制造依然困難,核心技術和關鍵產品仍依賴進口。
??? (2)能耗和原材料消耗高
??? 我國鑄造行業的能耗占機械工業總耗能的25%—30%,能源平均利用率為17%,能耗約為鑄造發達國家的2倍。我國每生產1噸合格鑄鐵件的能耗為550—700公斤標準煤,國外為300—400公斤標準煤,我國每生產1噸合格鑄鋼件的能耗為800—1000公斤標準煤,國外為500—800公斤標準煤。據統計,鑄件生產過程中材料和能源的投入約占產值的55%—70%。中國鑄件毛重比國外平均高出10%—20%,鑄鋼件工藝出品率平均為55%,國外可達70%。
??? (3)環境污染嚴重、作業環境惡劣
??? 我國除少數大型企業 如一汽、二汽、大起大重、沈陽黎明公司等 生產設備精良、鑄造技術先進、環保措施基本到位以外,多數鑄造廠點生產設備陳舊、技術落后、一般很少顧及環保問題。上世紀80年代,政府對規模小、技術水平低、污染嚴重的企業進行了專業化調整,提高了企業的集約化程度,但鑄造生產的粗放型特征沒有得到根本改變。生產現場環境惡劣、作業條件差、技術落后、粗放式生產的鑄造企業占90%以上;1998年在匈牙利舉辦的第63屆世界鑄造會議上頒發了環境保護獎,獲獎鑄造廠中沒有一個在中國,這與中國的鑄造大國地位極不相稱。我國鑄造業的環境問題還表現在對自然資源的超量消耗上。
??? 鑄造生產中爐料 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、樹脂等粘結劑、固化劑、舊砂等 的運輸、混砂、造型、制芯、烘烤、熔化、澆注、冷卻、落砂、清理和后處理等工序,就其作業內容來講是在機械振動和噪聲中進行,有的還在高溫 如熔化、澆注 中作業,有的產生刺激性氣味,粉塵作業環境更是惡劣。在我國鑄造車間每生產1噸鑄件,約散發50公斤粉塵,熔煉和澆注工序排放廢渣200公斤、廢氣20立方米,造型和清理排廢砂約13—15噸。以年產2200萬噸鑄件計,每年排污物總量為:廢渣440萬噸、廢砂近1650萬噸、廢氣4億立方米。這些數據足以說明我國鑄造行業環境問題的嚴峻程度,采用高技術實現綠色鑄造是當前需要重點解決的關鍵問題。
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