我國中小鑄造企業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)代化

我國中小鑄造企業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)代化

改革開放以來，中國的中小鑄造企業(yè)，尤其是市政鑄造企業(yè)，迅速發(fā)展，成為中國造業(yè)中的重要力量。該市的制造公司數量遠遠超過國有企業(yè)，占全國各地剩余的2400多家制造公司大多。其鑄件產量約占全國鑄件總產量的60%以上,近年來中小鑄造企業(yè)既獲得發(fā)展的機遇又面臨激烈競爭的挑戰(zhàn)。1中小鑄造企業(yè)進行技術改造的緊迫性從總體來說中小鑄造企業(yè)存在諸多問題,生產規(guī)模小、工藝落后、設備簡陋、管理混亂、產品檔次低、質量差、環(huán)境污染嚴重、專業(yè)技術人員奇缺等等。鑄造廠點的無序增長和產量的激增,國內鑄件市場供過于求,競爭激烈。隨著鑄造原材料和能源的大幅漲價,一些依靠低價賤賣維持的企業(yè)陷于困境、甚至倒閉。即使能出口鑄件的一些中小鑄造企業(yè)亦大部分是低檔次技術含量低的灰鐵、馬鐵鑄件,價格很低,純粹用廉價勞動力和資源換取菲薄的出口收益,決非長久之計。當前,科學技術迅猛發(fā)展,制造業(yè)產品創(chuàng)新和工藝更新速度加快,越來越多的中小鑄造企業(yè)的廠長(經理)已強烈地意識到適者生存的危機,產生了必須進行有效持續(xù)技術改造的迫切需要。中小鑄造企業(yè)對當前鑄造工藝技術的狀況和發(fā)展態(tài)勢知之較少,缺乏進行技術改造的技術能力,難以決策適合其具體條件的技術改造方案及內容。中小鑄造企業(yè)財力小、籌資難,如何將有限的,來之不易的資金充分有效使用在最必須的技術改造上卻往往不得其法。一些已進行技術改造的中小鑄造企業(yè),有的由于沒有進行充分的市場調研,市場和產品定位不明確,技術改造方案與市場需求不對路;有的由于選用的設備不合適或不配套,資金投入了,但設備不能正常發(fā)揮作用;有的由于選購的設備質量差,無法投入生產,技術改造的不成功反而使企業(yè)陷于困境,造成不改造是等死,改造了是找死的怪圈。因此中小鑄造企業(yè)如何進行技術改造是非常緊迫的課題。由于鑄造企業(yè)的范圍很廣,有鑄鐵、鑄鋼、非鐵合金;有單件小批大件、成批大量中小件;情況各不相同,限于篇幅和經歷,筆者僅就成批大量中小鑄鐵件企業(yè)的技術改造談談體會和應特別注意的若干環(huán)節(jié)和問題。2基于企業(yè)變革的目標和計劃的確定2.1技術改造的可能性中小鑄造企業(yè)在進行技術改造前,首先要對自身條件進行認真分析。分析自身的條件和現(xiàn)狀是為了從企業(yè)的實際出發(fā),以分析企業(yè)存在的主要問題為基礎,同時注意發(fā)揮現(xiàn)有的優(yōu)勢和有利條件。中小鑄造企業(yè)自身情況的分析主要包括:(1)現(xiàn)有產品的類型、品種、數量、要求、成本、價格情況及發(fā)展態(tài)勢。(2)現(xiàn)有產品的生產方式、采用工藝及設備情況。(3)現(xiàn)有廠房、場地、發(fā)展余地和周圍環(huán)境情況。(4)設備維修基礎條件、設備維修人員專業(yè)技術人員情況及發(fā)展可能性。(5)現(xiàn)使用的水、電、氣供應情況及擴展的可能性。(6)主要原輔材料的質量、價格和供貨情況。(7)企業(yè)財力及資金籌措的可能性。其次是對產品市場進行調研,不僅要了解鑄件銷售的市場,而且要了解采用鑄件的產品市場;不僅是這些產品目前的市場銷售情況,而且包括今后的發(fā)展動態(tài)和趨勢。以前我們搞技術改造是在大行業(yè)規(guī)劃的體制下進行,產品、市場、生產綱領、增長速度都是比較明確的,技術改造目標和方案容易確定?，F(xiàn)在需要改造的中小鑄造企業(yè),面對的是不太熟悉的、各種產品的國內外市場,市場很大,很熱,但沒有方向,沒有意向,更沒有訂單。因此要先明確產品和數量是不可能的,但如果沒有先進的工藝設備,客戶連門都不會上,國際市場上的客戶更是要實地考察,仔細評審后才會確定供貨的意向。因此,需要先栽梧桐樹,后引鳳凰來,這樣做要冒一定的風險。2.2按產品類別分類市場是龐大而包羅萬象的,對鑄鐵件的需求也是各式各樣的,中小鑄鐵企業(yè)在市場中要定位,主要產品也要定位。是生產單件小批的大鑄件,還是生產成批大量的中小鑄件;是生產常規(guī)鑄件,還是精密特殊鑄件,都要根據自身條件和特長做慎重決定。按應用鑄件的產品類別細分則更多,主要有十大類:汽車,拖拉機、柴油機、農業(yè)機械,鐵道車輛、鐵道機械及運輸業(yè),冶金礦山機械,鑄鐵管及管件,能源設備,工程機械及建筑工程配件,通用機械,機床,紡織機械。不同的定位有不同的技改方案。如果生產單件小批的大鑄鐵件,要采用樹脂自硬砂技改方案;如是成批大量的中小鑄件,則應上機械化自動化的生產線;如是精密或特殊鑄件,則需要考慮采用熔模鑄造、殼型鑄造、鐵模覆砂、金屬型、消失模鑄造等不同的技改方案。至于鑄件的產品類別不同,其大小、重量、批量、材質和結構特點往往大相徑庭,即使采用濕型上線改造方案,有箱還是無箱;水平分型還是垂直分型;大線還是小線;造型生產線的類型等等都有完全不同的選擇。2.3一些小型制造企業(yè)對市場和產品定位的一些看法2.3.1藝術設計的特色中小鑄造企業(yè)要在市場競爭中生存、發(fā)展壯大,一定要形成自己的特色,要有產品的特色、工藝技術的特色、技術裝備的特色、管理的特色。譬如上海圣德曼鑄造公司的產品定位就是汽車尤其是轎車鑄件,采用自動線大批量生產轎車各類中小鑄件是其產品特色,殼型鑄造和垂直分型無箱擠壓鑄造是其工藝和裝備特色,推行全面質量管理和人人都是經營者管理模式是其管理特色。2.3.2實行專業(yè)化生產,最大限度調動企業(yè)資源社會分工細化的必然結果是走向專業(yè)化生產,中小鑄造企業(yè)尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)鑄造企業(yè)規(guī)模小、能力和財力有限,更要搞專業(yè)化。事實上,西方發(fā)達國家的先進鑄造企業(yè)都是專業(yè)化生產的。例如我公司的合資外方德國勃呂爾公司專業(yè)生產汽車(主要是轎車)發(fā)動機缸體,1600人年產400多萬件缸體,20萬噸鑄件,不僅生產效率高,質量一流,而且經濟效益很好。又如北美的維斯.卡斯特鑄造公司專業(yè)化生產汽車發(fā)動機排氣歧管3個鑄造廠,6條生產線,生產三大汽車公司80%的排氣歧管,不僅加工交貨而且能按新發(fā)動機要求同步設計開發(fā)排氣歧管。國內像華東泰克西鑄造公司、山東天潤曲軸公司、河南西峽排氣管廠等也都是按專業(yè)化生產鑄件的成功例子。實行專業(yè)化生產的優(yōu)勢:(1)能簡化企業(yè)的生產經營和管理,提高效率。(2)能把企業(yè)有限的力量集中于一處,重點深入地搞好產品的開發(fā)、生產、質量和市場營銷。(3)更能通過專業(yè)化產品的積累做到精益求精,做到人無我有,人有我精。(4)更有利于企業(yè)產品向上下游延伸和拓展。專業(yè)化生產是中小鑄造企業(yè)走向“小而精”“小而強”并發(fā)展壯大的必由之路。2.3.3鑄件深加工,生產企業(yè)市場的競爭優(yōu)勢隨著市場經濟的發(fā)展,過去經濟體制下的“大而全”“小而全”的企業(yè)模式已被逐步擯棄,主機廠、整車廠的生產方式越來越核心化,專業(yè)化,從采購鑄件向直接采購完全加工好的零件轉變。國外市場的全球化采購及OEM配套方式,使用鑄件的顧客早就要求提供經加工完成的零件或部件,這都給鑄造企業(yè)帶來鑄件深加工,鑄件成品化,增加產品附加值的契機。國內很多成功的臺資、外資和民營企業(yè)都已這樣做了,如制動盤(鼓)鑄造廠、曲軸鑄造廠、渦輪增壓器殼鑄造廠、排氣歧管鑄造廠等都提供可直接裝配的零件。鑄件加工和成品化不僅增加了企業(yè)效益,而且提高了企業(yè)能級和市場競爭力。因此中小鑄造企業(yè)在確定市場和產品定位時,一定要爭取鑄件深加工的機會,出口鑄件更要加工為成品,以避免退貨、索賠等風險。并將鑄件加工作為技術改造方案中的重要內容。3中小型制造企業(yè)實施附加值化的方法和原則3.1整合社會資源,發(fā)揮智力資源企業(yè)的技術改造需要有技術人才來施行,企業(yè)家除了自身要努力學習以外,還要尊重科學、珍惜人才,千方百計引進適用人才。然而,對中小鑄造企業(yè),確實不易尋覓與引進有豐富實踐經驗的鑄造人才。因此,充分利用和發(fā)揮社會的智力資源是解決矛盾的辦法。借助各地有活動能力并掌握相當社會資源的鑄造行業(yè)協(xié)會(學會)進行咨詢或合作,甚至委托進行策劃和方案設計,將能為你尋找并提供一條成功的捷徑。其非營利性質對中小鑄造企業(yè)來說,可能比專業(yè)的設計公司更合適。3.2適用的工藝問題中小鑄造企業(yè)技術改造采用的工藝技術必須是成熟的、過關的、有成功的實例證明是行之有效的。判斷采用的技術是否先進,主要看其是否能達到企業(yè)技術改造的目標,比如是否提升鑄件的技術含量和檔次,是否能保證鑄件的質量,是否能提高勞動生產率,以及鑄件的成本與價格能否保證企業(yè)效益等。適用的就是最好的。當前各種工藝技術競相發(fā)展,呈多元化態(tài)勢,每項技術都有其優(yōu)點,也都有一定的局限性和適用范圍,先進的,技術含量高的工藝并不一定是適用的。高速自動造型線不適合于批量很小的鑄件,氣壓塞桿澆注爐并不適合球鐵生產。有的工藝很好,但成本高,也不會給企業(yè)帶來效益,是不合適的。因此根據鑄件的質量要求、生產批量、價格水平以及企業(yè)廠房場地、資金、能源等自身條件,選用技術上適用、經濟上合理的工藝,注重技術經濟的結合,才能作出切合實際的選擇。達到技術改造的目的。3.3積累經驗及能力對中小鑄造企業(yè)的技術改造,不主張再像40多年前那樣從單機改造-半機械化-機械化,積累經驗逐步提高的路子,這樣太慢了,將喪失競爭發(fā)展的機會?，F(xiàn)在完全有條件實現(xiàn)快速跨越式發(fā)展,中小鑄造企業(yè)中誰有能力和魄力率先這樣做,誰就能脫穎而出,獲得成功和發(fā)展。3.4各部門匹配原則在實施技術改造時要著眼現(xiàn)實、兼顧長遠、統(tǒng)籌考慮,一次規(guī)劃。這里所說的一次規(guī)劃是指全面考慮的意思,實際上企業(yè)的技術改造規(guī)劃是要隨時間推移不斷修改、完善和發(fā)展的。為使最先的改造成為以后改造的基礎而不是妨礙,必須總體考慮各工部、各環(huán)節(jié)的匹配和平衡,尤其是造型、制芯、砂處理、熔煉之間的匹配。首先是生產能力上的匹配。如采用造型線,則制芯,砂處理和熔煉都要圍繞造型線的生產率進行設計,其生產能力都要略大于造型能力,以使造型線能無障礙運行,充分發(fā)揮其生產效率。同時要使各工部相互間性能要求以及保證鑄件質量的能力上匹配。當采用高速造型線時,還應考慮各工部間的緩沖環(huán)節(jié),以使整個生產鏈有一定的柔性。3.5注意分步實施是合理的,有利于提高投資效益在實施技術改造時,因中小鑄造企業(yè)在財力和能力上的限制,可采用分步實施辦法,由于市場訂單的獲取、產品的試制,需要相當的時間,設備開始運行達到設計綱領也需要時間,技術改造后能力是逐步提高的,因此有些工部的改造可緩一緩,如生產內腔不復雜的鑄件制芯工部可第二步上,如其他車間有熔煉能力可借用時,熔化工部可緩上或上一部分,如清理工部改造也可以增加人工辦法緩上或少上。這樣做不單是資金問題,而是適時投資,提高投資的時效性的問題,因此分步實施是合理的,有利于提高投資效益。技改項目要做經濟分析,注意提高投入產出比和投資收益率。3.6同步開展技術培訓技術改造解決了硬件,軟件一定要跟上,光有先進的設備,管理、使用和維修跟不上,仍然無法提供客戶滿意的鑄件產品。在技改項目開始之初,就要同步抓管理、技術、操作和維修人員培訓。要與設備制造商簽好人員培訓的協(xié)議,在設備安裝和調試階段配備好相應的技術、操作、維修人員積極參加安裝調試,接受培訓。有可能的話,要創(chuàng)造條件到有類似設備的工廠去學習培訓。使技改項目驗收后能盡快地投入正常運行。先進的設備往往是機電一體化的,普遍采用PLC或計算機控制,中小鑄造企業(yè)在這方面沒有基礎,因此配備和培訓好電氣技術人員和維修人員更要放到突出的位置,否則后患很大。4中小型和大型制造企業(yè)的內容和應用技術如前所述,僅就成批大量中小鑄鐵件工廠主要工部的技術改造應用技術作簡要介紹。4.1關于造型勞動部的變革4.1.1鑄鐵件的工藝設計由于濕砂造型工藝成熟,適應性強,大批量生產時成本較低,故對大批量鑄鐵件的生產而言,仍將是主導的造型工藝。對于現(xiàn)仍在手工造型的鑄造廠,若有大批量的中小鑄鐵件,不要再搞造型機加地面澆注的改造了,而要上造型線。即使用震壓式造型機、滾道、輕型吊也要組成造型線生產。4.1.2箱造型線質量有待提高濕型工藝推薦采用現(xiàn)代的造型自動線,但取決于批量、產量和鑄件要求。對于10kg以下的小件,采用垂直分型無箱造型線較佳,其速度快、效率高、占地小。雖然早就有國產的垂直線,但在自動下芯、同步、合型精度等方面與進口線有較大差距,DISA線已是第6代了,每小時500型,合型精度達0.1mm,日本光洋研制出可一機兩用(既可垂直亦可水平)的造型線,而國產垂直線基本沒有大的進步。如資金允許,進口DISA線或光洋線是理想的選擇。4.1.3無箱線、大箱線目前在國內生產比較可靠的水平無箱線主要有天津亨特爾的東久線和上海HUNTER公司的亨特線。前者采用主機進口,輔機國產;后者是在國內組裝。如選全進口的無箱線有丹麥DASA、日本新東、光洋、東久、浪速等。價格上,國內生產的較有優(yōu)勢。對于產品不很確定的企業(yè),在選用時要考慮下芯和鑄件冷卻的變化,適應性要強。對于大于10kg的鑄件則要考慮有箱造型線,由于有箱線較為復雜,目前國內性能優(yōu)良、成熟可靠的線基本沒有,而進口則價格昂貴。4.1.4汽車制動系統(tǒng)材料的選擇對于曲軸、凸輪軸、渦輪增壓器殼類鑄件最適合的是殼型鑄造;軸類零件采用水平制殼,垂直立澆,鐵丸緊固的工藝最佳,若曲軸批量不是很大,鐵型覆砂工藝也是好的選擇;對空調冰箱壓縮機曲軸、殼體,汽車制動系統(tǒng)鑄件可采用金屬型鑄造(包括水冷銅型),但鑄件必須經高溫熱處理。至于現(xiàn)在很時髦的消失模鑄造,鑒于國內對泡沫材料的研究和生產水平限制,相對成本較高、有些鑄造缺陷的解決尚需時日等原因,除非產品有特殊的要求,中小鑄造企業(yè)應持謹慎的態(tài)度。4.2嚴格控制技術、鑄鐵和不銹鋼的性能熔煉工部的改造是中小鑄造企業(yè)改變鑄件定位,提升鑄件材質和質量十分關鍵的環(huán)節(jié)。要提高鑄件的技術含量、就要生產有嚴格材質要求的合金鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵件,要控制好化學成分、金相組織和加工、使用性能,不能不對熔煉和冶金質量提出高的要求。毫無疑問的是沖天爐-感應電爐雙聯(lián)和感應電爐直接熔煉工藝將更新傳統(tǒng)的沖天爐,需要討論的是究竟采用雙聯(lián)熔煉還是電爐單熔煉。4.2.1保溫電弧到國外考察過的人都知道,真正意義上的雙聯(lián)熔煉是水冷無爐襯熱風沖天爐和與之直連的大容量保溫電爐雙聯(lián),其沖天爐鐵液成分穩(wěn)定,溫度超過1500℃,用鐵液槽直接流入保溫爐時間很短、溫降少,不需要升溫更不需要調整成分,大容量保溫電爐既儲存了鐵液,成為緩沖熔化和造型之間的柔性環(huán)節(jié),又起了鐵液成分和溫度大均衡器的作用,這樣的雙聯(lián)熔煉盡管設備復雜,投資很大,但對于大規(guī)模、單一類別鑄鐵件,尤其是灰鑄鐵件的生產是最理想,最經典的配備。發(fā)達國家由于鑄件生產的高度集約化、專業(yè)化,一個發(fā)動機缸體鑄造廠就年產幾百萬件缸體,產量十幾萬噸以上,更需要采用這種先進合理的工藝,國內如一汽鑄造廠、華東泰克西鑄造公司也是如此。但中小鑄造企業(yè)顯然投不起、用不了這樣的大設備。4.2.2鐵液包爐的運行成本目前國內雙聯(lián)熔煉多數是3～5t小沖天爐加10t以下無芯感應保溫爐組成,其問題是:(1)小沖天爐熔化的鐵液溫度低、成分波動大,要指望保溫爐調整成分和升溫。(2)沖天爐鐵液出在鐵液包內,人工扒渣后再用吊車運送至電爐,人工倒入,環(huán)節(jié)多、時間長、溫降大,包子未充分預熱時尤甚。(3)保溫電爐功率小,升溫速度有限,還要調整成分并連續(xù)地提供合格鐵液澆注,根本難以兼顧。(4)使用雙聯(lián)熔煉原是為了節(jié)約能源,卻把鐵液倒來倒去、運來運去,溫度降了再升溫,反而增加了能源消耗。(5)與電爐直接熔煉相比,其一次投資不少,日常運行成本因元素燒損多、修筑爐和人工成本多而高于電爐。此種已經變味的雙聯(lián)熔煉并沒有優(yōu)越性,對提高我國熔煉工藝技術而言,并不值得宣傳和推廣。4.2.3交流變頻電爐中小鑄鐵企業(yè)熔煉技術改造值得推薦的是變頻感應電爐直接熔煉工藝,尤其適用于球鐵、蠕鐵、合金鑄鐵和多種材質要求鑄件的熔煉,中小鑄鐵廠只要1～2套功率共享(一拖二)的變頻電爐,就能連續(xù)提供高質量的鐵液。這與過去工頻感應爐比已是更新?lián)Q代,不可同日而語了?？v觀國內外,摒棄沖天爐,采用變頻電爐的中小鑄鐵企業(yè)正越來越多。而且5t以下的國產變頻電爐質量已基本過關,雖與進口電爐還有差距,但價格能為中小鑄造廠所接受。4.2.4u2004工藝在談熔煉技術改造時還不能不簡單講一下鐵液的處理工藝,包括球化、蠕化和孕育處理,因為先進合理的鐵液處理工藝對于保證鑄件質量十分重要。球化和蠕化工藝相似,工藝方法較多,壓力法、沖入法、轉包法、喂絲法等等,中小鑄造企業(yè)究竟選用什么工藝?沖入法當然是最簡便的常用工藝,在此,我并不推薦很熱門的喂絲法而推薦近年來國外中小鑄鐵企業(yè)廣泛應用的很實惠的加蓋包法,挪威?？瞎驹鴮Ω鞣N球化(蠕化)工藝進行比較分析,結論是推薦加蓋包。4.2.5澆道的設計和施工對孕育處理要說的是要采用瞬時孕育方法,主要是隨流孕育和型內孕育,前者要配備定量輸送裝置,后者要有孕育塊和正確的澆道設計。對一般的鑄件,若采用了后孕育,則孕育劑采用75SiFe即可,要注意的是孕育劑的純凈和粒度質量控制。當然若材質有特殊金相要求或其他問題,亦應選用更好的孕育劑。熔化工部改造還要說的是必須配備能快速測定鐵液成分、溫度和重量的儀器和裝置,如爐前光譜分析儀、碳硫快速分析儀、快速熱電偶、電子稱等。這是保證質量,贏得客戶之必需。4.3型砂處理系統(tǒng)砂處理是與造型線配套的,要能及時提供符合造型要求的型砂,需要有現(xiàn)代化的砂處理系統(tǒng),包括舊砂處理分系統(tǒng)、型砂制備分系統(tǒng)和合理的工藝流程和設備布置。4.3.1采用不出速度和不壓縮產生冷卻的設備砂處理中舊砂處理是關鍵,而舊砂處理難點在熱砂冷卻。根據我們的經驗,生產大批量中小鑄鐵件的工廠,其舊砂處理的起點在鑄型捅出落砂處,以前大多數采用震動落砂機,不但粉塵多、噪聲大,設備故障頻繁,而且舊砂沒有冷卻作用,舊砂團塊亦不能破碎,必須增加專門的破碎和冷卻設備,而國內廠商又提供不出效果好的此類設備,進口則價格昂貴,成為難點。上世紀九十年代以來,DISA公司落砂冷卻滾筒的應用,提供了解決此問題的辦法。該滾筒直徑大,轉速慢,內壁不裝導流板,密封性好而且配備了噴霧冷卻和大風量抽塵設備,集開箱、落砂、冷卻、破碎、分離于一體。使舊砂在此得到破碎和增濕冷卻,只要在接下來的皮帶上經二次增濕冷卻并在滾筒篩中風冷后能達到冷卻的要求。省去了破碎冷卻設備,大大簡化了系統(tǒng)和流程。已有越來越多的中小鑄鐵件工廠采用這種滾筒,值得推薦給中小鑄鐵企業(yè)。此外,若有條件增加一臺雙盤冷卻機的話,則由于其具有冷卻和預混的雙重作用,冷卻效果更可靠,可以取消皮帶二次增濕冷卻裝置,還能提高型砂的混制質量,因此是一個更佳的方案。目前國內已有帶噴霧和測溫控制的雙盤冷卻機產品。由于舊砂增濕冷卻產生大量濕熱含塵空氣,在除塵管道和除塵設備中極易結露而堵塞,影響運行,需配置熱風裝置和抗結露除塵系統(tǒng)。4.3.2混砂機的研究砂處理系統(tǒng)中另一個關鍵點是混砂機系統(tǒng),現(xiàn)在混砂機種類很多,五花八門,但國產混砂機好的不多,大量重復生產的是技術含量少,性能低的,不帶自動定量和性能測定的“赤膊”混砂機。相對而言,幾家仿制國外較著名的混砂