制造业是立国之本、强国之基。党的十八大以来，党中央、国务院高度重视制造业、尤其是装备制造业发展，要求要努力把关键核心技术和装备制造业的命脉掌握在我们自己手中。


《铸造行业“十四五”发展规划》分析了“十三五”时期铸造行业所取得的成绩以及存在主要问题，展望未来五年铸造发展趋势，提出“十四五”时期铸造行业发展主要目标和任务，明确指出亟待解决的铸造相关共性技术、关键铸件及关键装备等研发与应用；为进一步加快铸造行业迈上高质量发展的新阶段，提出相关建议。《规划》将推动我国铸造行业全面纳入科学发展轨道，对引领和推动行业发展发挥重要作用，将助力高端装备制造业发展，助推铸造强国目标早日实现。


“十三五”期间，铸造行业取得了明显进步。企业规模和产业集中度提高，铸件质量及能效稳步提升，绿色铸造可持续发展理念不断强化。但是，在关键核心铸件自给、特种工艺与配套装备等方面与国际先进水平仍然具有一定差距，环保治理和安全生产仍相对薄弱。同时，“十四五”期间，铸造行业迎来了新的发展机遇，国家继续深化产业结构调整，转变行业发展方式，加快补齐产业发展短板，提升铸造基础制造和协同创新能力，完善自身产业链协同水平，加速推进铸造行业向绿色、低碳、智能化方向发展，加快迈上高质量发展的新阶段。


1、十三五”我国铸造行业发展现状


1.1行业规模平稳发展


1.1.1铸件产量


铸造是装备制造业发展不可或缺的重要环节，是众多主机和重大技术装备发展的重要支撑。受益于装备制造业对铸件市场的庞大需求，2020年我国铸件总产量达5 195万t,同比增长6.6%，已连续21年位居世界首位，2001-2020年来中国铸件产量及增长率变化如图1所示。


图1 2001-2020年中国铸件产量及增长率变化


由图1可见，自2001年至今，我国铸件产量整体呈正增长态势；自2011年由“高速增长”转化为“中低速增长”；在此期间，2015年同比下降1.3%至谷底；2018年、2019年持续走低，2020年恢复正增长。


（1）自2008年美国爆发的金融危机及随后的欧债危机，2018年以来美国为首的国际贸易摩擦，以及2020年全球爆发的新冠疫情等势必影响了全球经济发展，我国的经济发展也不能独善其中。


（2）“十三五”中后期，随着世界产业分工变化以及下游行业对铸件需求增速放缓，铸造市场竞争加剧；随着可持续发展理念的深化，国家对工业污染防治不断强化，部分企业由于环保安全等因素被淘汰。


（3）铸造企业数量明显减少，企业平均规模有较大提高，产业集中度明显提高；一大批企业科技创新向质量效益型转变，实施智能化、绿色化发展，整体水平处于国际领先，成为国内铸造行业的领头军。


1.1.2主要行业铸件需求


在疫情管控常态化和复工复产加快恢复经济秩序的同时，国家陆续出台了如减费降税等多项惠企政策。2020年底，我国部分经济指标已经恢复到疫情前的水平，机械工业也得到快速恢复。受下游主机行业的带动，铸造行业发展也跑赢大势，主要行业铸件需求见表1。



表1 2019与2020年各主要行业铸件需求


从表1看，汽车工业是铸件最大需求用户，2020年汽车铸件占比为28.9%，由于商用车的拉动作用，铸件产量较2019年增长5.6%；发电设备及电力行业和通用机械及新兴产业等市场占比提升较大，铸件占比上升。


（1）2020年，汽车产销同比下降2.0%和1.9%，其中乘用车年度产销同比下降较大，降幅达到6.5%和6%；受国Ⅲ汽车淘汰、治超加严以及基建投资等因素的拉动，商用车全年产销呈现大幅增长，成为2020年车市恢复的重要动力；受商用车大幅增长的拉动，2020年汽车铸件产量增长5.6%。


（2）由于2020年大中型拖拉机等农机及商用车、工程机械的增长，农机和内燃机铸件产量增长4.9%；工程机械继续保持近年来强劲的增长势头，铸件增长11.4%；发电设备铸件（主要集中在风力发电设备）增长19.1%。


（3）矿冶重机铸件、机床工具铸件和铸管及管件保持一定幅度的正增长，分别为2.2%、0.9%和2.8%；轨道交通和船舶保持平稳，2020年通用机械产品和战略新兴产业铸件（如机器人等）增长较为强劲，也带动了铸件的增长。


1.1.3铸件材质


2019和2020年各类材质铸件占比情况见表2。



表2 2019与2020年各类材质铸件占比


从表2看，铸钢件产量保持增长，2020年占比上升至12.2%（2018年为11.7%；2019年为12.1%）；铝（镁）合金铸件产量占比下降至13.1%（2018年为14.5%；2019年为14.1%）；球墨铸铁件产量上升为29.5%（2018年为27.7%；2019年为28.6%）。


（1）受内燃机、农机、风电铸件和铸管及管件增加等的叠加影响，球墨铸铁（包括蠕墨铸铁）产量由2019年1 395万t增长至2020年1 530万t，增长9.7%，产量占比29.5%。


（2）2020年矿冶重机、工程机械和发电设备等行业增长，铸钢件产量增至635万t，产量占比12.2%。


（3）2020年新能源汽车、5G和摩托车带动了铝合金的增长，但受乘用车产量下滑、铝制车轮出口大幅下降的叠加影响，2020年铝（镁）合金铸件下降，产量680万t，产量占比下降至13.1%。


1.2我国铸造行业存在的主要问题


近年来我国铸造行业取得了显著的发展。但是，仍然存在一些亟需解决的问题。


1.2.1企业数量仍然偏多，影响行业整体健康发展


在激烈的市场竞争和安全环保要求下，部分生产工艺装备落后、环保治理不完善的铸造企业逐步退出。尽管目前企业数量有较大幅度减少，现有2万多家铸造工厂数量仍然偏多，企业平均规模偏小，企业间发展水平严重失衡，且仍有一批企业在工艺装备、产品质量及环保治理水平方面相对落后，平均劳动生产率与工业发达国家仍有一定差距。大多数批量铸件生产企业应走规模化生产模式；企业规模过小，不利于采用更为高效智能的生产装备，不利于提高劳动生产率，难以进行集约式生产以实现更高的规模效益，与此同时，企业的安全环保综合治理难度也较大。除此之外，企业数量偏多，也往往会在一些领域出现低价格、低质量的恶意竞争，扰乱市场竞争秩序，不利于产业整体健康发展。


1.2.2行业自主创新能力不强，公共技术服务体系不健全


长期以来，装备制造业发展存在的“重主机轻零部件”和“重冷轻热”的问题仍然比较突出，铸造在制造业产业链的重要程度仍被认识不足；多数主机行业长期采用低成本采购策略，高品质铸件在产业链上难以形成优质优价，铸造行业整体利润偏低，使得铸造企业的研发投入严重不足。行业创新需要铸造产业链中的基础材料、关键工艺和重大装备协同创新，与铸造相关材料和设备企业的研发投入也明显不足。目前行业研发机构较少，关键共性技术研究弱化，科研机构研究成果市场转化率低，产学研用相结合的协同技术创新体系作用不明显，行业内公共技术服务平台支撑严重不足。


1.2.3行业发展模式仍相对粗放


“十三五”期间，骨干企业具有了较高的精益化管理水平，在发展方式上也更加注重向质量和效益型转变，但我国企业数量众多、发展不平衡问题仍然突出。在激烈的市场竞争环境下，企业更多关注发展的规模和速度，偏重于以低价获得更多的市场订单，在研发投入方面重视不够，行业整体信息化建设滞后，精益管理水平不高，产品综合废品率偏高，节能减排和污染治理仍有很大提升空间。铸造产业集群（园区）的发展更多侧重新项目引进和区域规模总量增加，在产业链协同、特色企业培育、产品差异化发展和公共平台建设等方面的规划和建设不足。



1.2.4部分关键铸件不能满足主机要求


我国绝大多数领域关键铸件已实现自主化制造，但尚有少数关键铸件（如重型燃气轮机热端部件与燃烧室喷嘴室部位超大型单晶铸造动叶片和静叶片、核乏燃料储运罐、高铁铸钢制动盘、航空发动机叶片等）不能完全满足主机和重大技术装备的要求；同时，很多关键铸件（如高压大流量液压铸件、汽车发动机关键铸件、超大型舰船用的中低速柴油机的灰铸铁缸套等）在产品性能一致性和质量稳定性方面仍需进一步提升。


1.2.5环保治理和安全生产仍相对薄弱


行业面临的环保问题是一个长期积累的过程，适用于铸造企业的国家环保标准长期缺失和相关环保标准严重滞后是行业环保治理水平不高的主要原因。“十三五”期间，铸造企业环保治理投入大幅增加，但因为没有统一排放标准遵循，很多企业环保治理并不科学，重复治理现象突出，行业环保治理任务仍十分艰巨。行业企业数量众多，安全生产意识和水平参差不齐，部分企业安全生产预防能力不强、安全风险辨识不到位、安全生产投入不足，行业整体安全生产管理水平仍需进一步提升。


1.2.6从业人员短缺仍是发展中的突出问题


自20世纪90年代中期始，教育部学科目录将原来的铸造、锻压和焊接合并为材料成型及控制工程专业，高等院校学生在校期间对铸造专业知识学习不够系统，毕业后进入工厂实用性不强，而工作后的继续教育途径也不通畅；现阶段，我国设立材料成型及控制工程专业铸造方向的职业院校数量极少，无法满足铸造行业发展对技能人才的需求；与此同时，铸造企业就业吸引力相对较弱。多重作用下，目前行业各领域不同层次从业人员短缺仍是行业发展中的突出问题。


2、我国铸造行业的发展趋势


当前，世界铸造行业正朝着专业化、规模化、智能化和绿色化的方向发展，铸造技术的发展则是以优质、高效、绿色低碳为核心，通过机械化、自动化、智能化、数字化及在线化的生产流程，获得高质量、高得率、高性能、高精度的铸件。结合我国的具体国情，“十四五”期间我国铸造行业的发展趋势主要表现在以下几个方面：


2.1国内外市场竞争进一步加剧


铸件市场取决于主机行业需求以及参与国际市场的份额。汽车工业是铸件最大需求用户，国内乘用车、商用车、新能源汽车以及轻量化发展趋势对铸件需求影响非常大，从各主机行业的需求来看，未来对铸件的需求相对平稳。国际出口市场对于中国铸造发展规模同样举足轻重，当前全球制造业增长疲软，欧美“再工业化”实施吸引中高端制造业回流，贸易摩擦带来关税增加，提高了企业出口成本，发展中国家参与全球产业再分工承接制造产业转移加快，制造成本、贸易政策、环境容量等综合因素正在影响全球制造业产业链布局。


2.2铸件材质结构加速优化调整


“十四五”期间，我国铸造行业的总产量仍将保持持续平稳的增长，为了适应主机市场的需求，我国铸件材质结构将继续发生调整优化。高性能的球（蠕）磨铸铁材质的铸件占比将稳步上升；同时，在汽车轻量化、5G通讯基站快速建设的背景下，有色合金铸件将逐渐代替部分黑色铸件，铝镁合金的压铸件占比也会逐年上升。


2.3智能化、绿色化相互融合，加快铸造产业转型升级


“绿色铸造”是未来一段时间内行业发展、结构调整的主线[5]。绿色制造强调科技含量高、资源消耗低、环境污染少，其侧重降低消耗；智能制造强调互联互通、机器自学能力，其侧重提质增效。图3所示为已经应用的智能自动组芯机器臂。因此对铸造行业来说，应以铸造自身推动铸造行业的绿色智能制造，而且，绿色铸造与智能铸造相互补充，相互促进，不可分割。铸造行业中全流程虚拟制造的应用，通过全流程虚拟铸造数字化系统的实施，实现了铸造工艺和制作过程的信息化、智能化以及专业化[6]。通过智能化、绿色化改革，铸造企业可以提高效率、提升管理水平和转型升级发展。


2.4铸造技术水平将大幅提升


近年来，我国铸造技术水平已经有了很大提高，但是，与国外先进水平仍然存在差距。随着各行业对铸件质量和性能要求的日益提高，我国铸造技术水平的进步步伐将进一步加快。“十四五”期间，面对铸造技术的快速革新及进步，各铸造企业强化铸件的研发生产的同时将提高创新投入，以适应市场的激烈竞争，同时，加大快速铸造、挤压铸造、电渣熔铸等工艺技术难题的突破，提升国际竞争力。


2.5安全环保治理水平将持续大幅提升


铸造作为热加工制造工艺，生产工艺流程长、工艺装备和物流设施复杂众多，且存在高温作业、安全生产影响因素多等特点，对工人、设备等存在一定的安全隐患，因此，铸造企业需要将安全生产的发展理念牢固树立，同时，在国家相关政策的推动下，铸造企业也应该主动作为。随着近些年国家对污染治理的重视，铸造行业的环保治理水平普遍有了明显提升，但是，距离国家提倡的环保要求还有较大差距。


2.6产业结构调整力度加大


制造业的智能化、数字化转型升级是“十四五”期间我国经济转型的重要方向。对于铸造行业，只有加大产业结构优化调整，才能实现我国铸造业的健康持续发展。一些铸造企业必须改变以往低品质、低效率、高能耗、高污染的生产方式，提高产品的附加值；同时，通过整合兼并重组，建立行业准入制度，淘汰掉一部分落后产能。通过市场竞争及政策向导，淘汰掉一批落后企业，避免盲目扩张和重复建设，提高企业平均生产规模，形成一批有特色的产业集群。


2.7“绿色铸造”理念进一步加强


近年来，为加快工业领域的环保治理、节能减排，国家颁布了相关政策指导，例如《铸造工业大气污染物排放标准》、《排污许可申请与核发展技术规划金属铸造工业》的正式发布与实施，加大了对铸造行业节能减排、安全生产工作的力度，取得了一定的成绩，“绿色铸造”这一理念也得到了普遍推广。但是，我国铸造行业的能耗污染水平仍然较高，一些高能耗、高污染以及存在重大安全隐患的生产方式仍然普遍存在。“十四五”期间，我国铸造行业在节能降耗、降低排放、再生利用、杜绝重大事故及防治职业危害等相关方面都将加大工作力度，努力实现“绿色铸造”这一发展战略。


3、相关建议


（1）持续营造有利于铸造产业的发展环境


铸造与主机行业在产业链上高度关联，是装备制造业发展的重要支撑。近年来，铸造行业的产业发展环境面临不少困境，国家层面需要进一步优化产业发展环境，加快理顺铸造行业发展的政策规定，强化在涉及铸造的环保、安全、能耗方面标准的科学制定，依法依规特别是通过标准规范行业发展，破解企业在项目建设、环评立项和融资信贷等方面面临的困扰，强化上下游产业协同发展，促进各类要素合理流动和高效集聚，营造一个更有利于铸造基础产业发展的公平竞争环境。


（2）加大对铸造产业链“短板”工程的支持力度


强化制造业产业链协同，推进装备制造业高质量发展，需要对铸造等基础产业给予更多的关注。提升铸造基础制造能力，需要重点开发一批高性能铸造合金及先进铸造原辅材料、开展关键共性铸造技术和先进铸造工艺研究、突破铸造领域重大技术装备的自主化制造，最终实现影响主机和重大技术装备关键铸件的高质量制造。


（3）大力推进铸造产业转型升级


我国铸造产业在国际上都具有很强的竞争优势，在发展新兴产业的同时，应大力扶持铸造产业的改造升级，激发传统铸造产业的发展潜能，更有利于提升我国制造产业的国际竞争力。建议国家相关产业政策重点支持铸造行业节能减排技术与装备的研制，加大成熟节能减排技术与装备的推广应用，支持铸造企业进行提质增效、节能减排、环保提升等方面的改造，加快助推铸造行业新旧动能转换。


（4）重点支持铸造行业自主研发能力和技术创新水平的提升


支持企业提升自主研发和技术创新能力与水平，建议国家加大具有自主知识产权科技成果市场转化的资金、政策扶持力度，保持企业研发费用加计扣除等财税政策的延续性。重点认定一批“国家级企业技术研发中心”、“国家工程技术研究中心”和“国家重点实验室”等创新中心，支持“产、学、研、用”创新平台建设；在铸造不同细分领域扶持一批产业研究院，并依托这些平台开展关键共性技术研发和产业化工程化推广应用。建议重点建设一批国家认定的“铸造行业检测中心”，提升产品检测和生产全流程质量控制评价服务能力，支持产业集群（工业园）的产品开发、检验检测和咨询服务等公共技术服务平台建设。


（5）加强产业政策引导，推进铸造产业集群（工业园）建设


发展产业集群可以实现区域内企业专业分工，节约资源、提高效率和效益，共享公共服务平台，提高区域创新能力，创建区域品牌，实现集约化生产，形成规模竞争优势，是铸造行业未来转型发展的重点方向，也是我国实现铸造业由大变强的战略举措。铸造行业要改变产业集群发展不平衡、整体竞争力不强的现状，要把现有的“产业集聚”转型发展成为“产业集群”，建议国家重点扶持一批特色铸造产业集群（园区），进行科学规划引导，促进产业集群（园区）产业结构调整和升级，推进技术进步，优化产业集聚环境，突出优势和特色，提高专业化协作水平，增强自主创新能力，加强资源节约和环境保护，推进绿色生态型集群（园区）建设。


（6）进一步发挥社会组织在行业管理中的作用


建议进一步发挥行业组织熟悉行业、熟悉企业的优势，让行业组织充分参与或承担政府部门主导的行业发展规划、产业政策和相关标准制定。涉及行业发展的重大政策和法律法规，应充分听取行业组织的建议；在规范行业发展秩序、促进行业技术进步、开展行业数据分析与运行监测、制定行业标准、推进行业绿色智能发展、扩大企业国际交流与合作、开展职业教育与职业技能培训等各方面，让行业组织发挥更大的作用。


作者单位：1.中国铸造协会;2.《铸造工程》杂志社


来源： 铸造工程、洲际铸造