Публикации
Проблемы литейного производства и автопром
Евсеев В.И., к.т.н., президент Некоммерческого партнёрства «Союз литейщиков Санкт-Петербурга»;
Ищенко А.А., исполнительный директор Некоммерческого партнёрства «Союз литейщиков Санкт-Петербурга»
Литейное производство страны и региона многие годы находилось в сложных экономических условиях: в стране остро проявлялся кризис государственной инвестиционной системы, глубина и продолжительность которого привели к тяжёлым, а в ряде случаев к катастрофическим последствиям для целых научных направлений, институтов, больших и малых предприятий этой важной отрасли.
В таких условиях консолидация научных сил, использование производственного потенциала, формирование инновационной политики, решение проблемы подготовки кадров стали насущной задачей экономической и промышленной политики государства и промышленных предприятий, заботой учёных и специалистов, научных организаций и учебных заведений. Можно сказать, что в настоящее время стоит задача возрождения литейного производства как отрасли промышленности на современном мировом уровне с использованием новейшего оборудования и передовых технологий.
Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения, его развитие зависит от уровня машиностроительного комплекса в целом. Общее количество предприятий, входящих в машиностроительный комплекс России, составляет около 7500 единиц. Доля машиностроения в общем промышленном выпуске продукции составляет около 20%.
В современных условиях отдельным отраслям промышленности присущи различные темпы развития. Удельная доля отраслей в общем объёме машиностроительного производства составляет: автомобильная – 56%; электротехническая – 14%; тяжелое и энергетическое машиностроение – 8%; химическое и нефтяное машиностроение – 4%; дорожное и коммунальное машиностроение – 3,5%; станкостроение и приборостроение – 2,5%. В каждой из перечисленных отраслей важное место занимает изготовление комплектующих современными методами точного литья. К сожалению, большая часть литейных производств не в состоянии обеспечить высокие требования сборочных производств по качеству литых деталей и комплектующих. Это вызвано наличием устаревшего и изношенного оборудования, на котором невозможно обеспечить необходимые режимы технологического процесса, применить современные материалы.
Литейное производство выгодно отличается от других заготовительных производств (поковки, штамповки, сварки) тем, что методом литья возможно изготавливать заготовки, максимально приближённые по геометрии к самым сложным деталям машин. При современных литейных технологиях коэффициент использования металла достигает 95-97% в цветном литье и более 80% - в чугунолитейном производстве. Без сомнения, литейное производство и в будущем сохранит лидирующее положение среди заготовительных производств /1/.
В настоящее время в России насчитывается около 1650 литейных предприятий, которые по экспертной оценке произвели в 2006 году 7,68 млн. тонн отливок, в том числе из чугуна – 5,28 млн. тонн, из стали – 1,3 млн. тонн, из цветных сплавов – 1,1, млн. тонн /2/. В 1980 году в СССР объём производства отливок из сплавов чёрных и цветных металлов составил 25,8 млн. тонн /1/.
Объёмы производства литых заготовок находятся в пропорциональной зависимости от объёмов производства машиностроительной продукции, так как доля литых деталей в автомобилях, тракторах, комбайнах, танках, самолётах и других машинах составляет 40-50%, а в металлорежущих станках и кузнечнопрессовом оборудовании доходит до 80% массы и до 25% стоимости изделия.
Резкое снижение выпуска продукции энергетического, тяжёлого машиностроения, судостроения, металлорежущих, деревообрабатывающих станков и кузнечнопрессового оборудования, тракторов, военной техники и др., начиная с 90-х гг., привело к тому, что выпуск отливок в России сократился с 18,5 млн. тонн в 1985 г. до 4,85 млн. тонн в 2000 г. /1/.
Серьёзной проблемой литейного производства остаётся экология. При производстве одной тонны отливок из сплавов чёрных металлов выделяется около 50 кг пыли, 250 кг окиси углерода, 1,5-2 кг окиси серы, 1 кг окиси углеводородов. Весьма важной проблемой является утилизация твёрдых отходов литейного производства. Отработанные формовочные и стержневые смеси, относящиеся к 4-й категории опасности, составляют 90% отходов /2/. Поэтому для каждого предприятия с точки зрения экономической целесообразности и экологической безопасности производства требуется регенерация отработанных смесей в местах их образования. С этой целью необходима срочная реконструкция литейных цехов, которая должна осуществляться на базе новых, экологически чистых технологических процессов и материалов, прогрессивных плавильных агрегатов, смесеприготовительного и формообразующего оборудования, обеспечивающих получение высококачественных отливок, которые будут отвечать европейским и мировым стандартам.
Поэтому необходимо смелее и увереннее использовать отечественное литейное оборудование (формовочные машины, линии) производимые одним из крупнейших в Европе заводов литейного машиностроения "Сиблитмаш" (г. Новосибирск), плавильное оборудование компании "РЭЛТЕК" (г. Екатеринбург), отечественные формовочные связующие материалы, лигатуры и модификаторы. Для получения качественных литых заготовок в разовых песчаных формах в России имеются все необходимые исходные материалы (пески, глины, бентониты), выпускаемые Миллеровским, Хакасским, Воронежским, Лужским, Серпуховским горно-обогатительными комбинатами и другими предприятиями.
Для производства форм и стержней с использованием холоднотвердеющих смесей (ХТС) выпускается достаточное количество различных связующих материалов и отвердителей отечественными предприятиями: "Уралхимпласт" (г. Нижний Тагил), ОАО "Карболит" (г. Орехово-Зуево), ОАО "Тверьхимволокно" (г. Тверь), НПО "Карбохим" (г. Дзержинск) и другими.
К сожалению, оборудование для ХТС в России не производится, и заводы вынуждены закупать итальянское, немецкое и английское смесеприготовительное оборудование. Сегодня у нас на станкостроительных заводах имеются незагруженные мощности, свободные конструкторы, и проблему изготовления этого несложного оборудования вполне можно решить.
Для выплавки чугуна и стали в России производятся плавильные комплексы высокой надёжности и качества, не уступающие немецким и американским. Компания "РЭЛТЕК" (г. Екатеринбург) по праву является лидером по производству электроплавильного и электротермического оборудования в России /1/.
Для литейного производства современной России характерно следующее /2/:
- 35% всех действующих литейных цехов выпускают литья менее 1, 0 тысяч тонн в год, а от 1,0 тысячи до 5,0 тонн в год – 32% цехов;
- в песчано-глинистых формах в 2006 году было изготовлено 67,5% всех отливок, а в формах из холодно-твердеющих смесей только 10,2%;
- около 80% литейного оборудования в литейном производстве эксплуатируется более 20 лет, а современное (импортное) оборудование составляет всего около 6%, примерно 14% отливок получают вручную;
- из действующих около 2780 единиц чугуноплавильного оборудования 67,5% составляют вагранки, 30% - индукционные печи и миксеры и 2,5% - дуговые электропечи;
- наметилась ошибочная тенденция применения в качестве шихты некачественного дешёвого лома с целью снижения себестоимости отливок, что часто приводит к повышению себестоимости литья за счёт увеличения брака;
- за последние 6 лет реконструкции подверглись более 50 литейных производств, в основном, крупных предприятий, таких как ОАО «Автоваз», ОАО «КАМАЗ-Металлургия», ОАО «Балтийский завод», ФГУП «ПО Уралвагонзавод» и других;
- за последние годы резко сократилось число научных работников, практически все отраслевые научно-исследовательские институты по литейному производству после приватизации распались, а проектных организаций в неполной комплектации остались единицы;
- предприятия не получают необходимого кадрового пополнения, практически всех категорий работников; выпускники ВУЗов в основном работают не по специальности из-за экономической несостоятельности предприятий и их неспособности решать социальные вопросы.
Предприятиям литейного профиля города Санкт-Петербурга присущи в основном такие же характерные черты, что и для российских литейных производств. Для оценки состояния и перспектив развития отрасли в нашем регионе проводится ежегодный мониторинг. Основной вклад в эту работу в последние годы осуществляло ОАО «Проектно-технологический институт литейного производства». Например, в 2004 году под руководством д.т.н. Ткаченко С.С. и к.т.н. Кривицкого В.С. было подвергнуто инвентаризации 27 объектов г. Санкт-Петербурга, представляющих действующее литейное производство или до 80% мощностей работающих цехов и участков. Более половины этих предприятий имеют машиностроительный профиль. От 50 до 70% по массе в их продукции занимают литые заготовки.
Исследование выявило, что для регионального литейного процесса характерно преимущественно единичное или мелкосерийное производство /3/.
Мощность литейного производства г. Санкт-Петербурга составляет около 200 тысяч тонн в год, коэффициент использования мощностей – менее 30%. До 80% технологического оборудования в литейных цехах изношено, имеется дефицит квалифицированных кадров, по выделяемым вредным отходам литейное производство занимает второе место после теплоэнергетики, отсутствуют долгосрочные инвестиции.
В городе проводится последовательная политика по выведению за его пределы наиболее экологически вредных производств, в том числе и литейных производств. Если при этом не принимать мер по замещению выводимых из эксплуатации мощностей путём создания новых, то машиностроительный комплекс города и региона начнёт испытывать дефицит литья как одного из своих важных заготовительных производств.
За 2004 год на литейных предприятиях произошли существенные изменения: по разным причинам прекратили существование литейные цехи на ряде предприятий, получили развитие узкоспециализированные цехи и участки на ОАО «Концерн «Авента», ООО «Технолит», ООО «Завод АКС».
Многие годы наблюдался процесс разделения крупных литейных комплексов на отдельные производства со статусом юридического лица и правами экономической самостоятельности (Кировский завод, Ижорские заводы, Армалит и др.), которые ведут работу по повышению качества выпускаемой продукции. Так сертификаты системы качества получены фирмами «Авента», «Армалит -1», « Завод АКС», «РУСТ-95». Однако в последние годы прослеживается тенденция интеграции литейных производств, что позволяет сконцентрировать усилия и финансовые средства на реконструкции и модернизации оборудования, реализовать новые технологии и повысить качество литейной продукции.
В регионе значителен удельный вес точного литья: под давлением – легкие сплавы («Топливные системы», «Эскалада-С», «Вагонмаш», «ЛОМО»), по выплавляемым моделям – сталь («Завод АКС», «РУСТ-95»), в кокиль – чугун, цветные металлы («Звезда»), центробежное – чугун, цветные металлы («Балтийский завод», «Охталит»).
Системы автоматизированного проектирования используется на ЛОМО и «Заводе турбинных лопаток» при проектировании пресс-форм для литья под давлением, на заводе «Звезда» - для компьютерного моделирования литейной технологии.
Мониторинг показал, что практически возможно обеспечение существующей потребности региона в отливках из любых сплавов:
- чугунов (серых, высокопрочных, жаропрочных, специальных);
- сталей (углеродистых, средне- и высоколегированных, жаропрочных, жаростойких, износостойких);
- цветных металлов (на основе алюминия разных марок, на основе меди, латунь, бронза);
- из титана и титановых сплавов со специальными свойствами.
Возможная масса отливок: чугунные до 5 тонн (Невский завод); стальные до 130 тонн (ОМЗ-Спецсталь); бронзовые до 70 тонн (Балтийский завод).
Для проведения мониторинга производственных возможностей литейных цехов региона была разработана методика выполнения этой работы /4/. В ней было введено понятие «производственные возможности цеха (участка)», отличающееся от статистического понятия «мощность» и фактического выпуска отливок, а объёмы производства литых заготовок дифференцированы по группам массы и серийности. Под производственными возможностями понимается ресурс производства на текущий момент с учётом износа оборудования, наличия кадров и материалов, наличия или отсутствия автоматизированных систем управления и т.д. Такой подход является наиболее объективным и достоверным показателем для использования в действующей сегодня системе субконтрактинга.
По экспертной оценке мониторингом было охвачено до 90% производственных возможностей литейных цехов в регионе. Эти возможности в настоящее время оцениваются в объёме около 200 тысяч тонн отливок в год из стали, чугуна и сплавов цветных металлов. На начало 90-х годов производственные возможности региона составляли 450 тысяч тонн.
Наряду с известными болезнями мониторинг выявил ряд прогрессивных тенденций в литейных цехах региона. В их числе отмечаются следующие тенденции:
- Подавляющий объём производства жидкого металла обеспечивается в электрических печах, что является одним из непременных условий обеспечения качества основной продукции.
- Высокими темпами развивается производство стержней и форм из холоднотвердеющих смесей различного состава, что в полной мере соответствует преобладающему в регионе индивидуальному и мелкосерийному характеру производства. Это позволило расширить применение безопочной формовки отливок для более крупных групп по массе. Важным фактором повышения качества поверхности отливок явилось расширение применения вакуумно-плёночной формовки.
- Обеспечивается до 15% от общего выпуска продукции в производстве отливок специальными способами (по выплавляемым моделям, по газифицируемым моделям, под высоким давлением, в оболочковые формы, в кокиль и другие). Это один из самых высоких показателей в стране. Рядом цехов освоено производство отливок из сплавов на основе титана, цинка, магния.
За последние годы меняются приоритеты в развитии технологических процессов литейного производства в сторону их совместимости с окружающей средой. На первый план выходят экологические аспекты производства, которые определяются вредными выбросами в атмосферу, жёстко регламентируемыми Киотским протоколом.
Большим недостатком является ориентирование инвестиционной политики в регионе на иностранный капитал. Отсутствие собственных инвестиций – основная преграда развитию машиностроения и литейного производства. Наши надежды связаны с реализацией проектов по созданию особых экономических внедренческих зон в регионе и специальных технопарков для обеспечения перспективного развития литейного производства.
В последнее десятилетие наблюдается активное вхождение в экономику России и города сборочных электротехнических и автомобильных производств таких компаний, как Электролюкс, Нокиа, Форд, Нисан, Тойота, Дженерал Моторс и других. Заявленная мощность в России к 2010 году автомобильных сборочных заводов должна составить свыше 1,2 млн. единиц техники в год /5/. К этому времени автосборочные производства потребуют примерно 300 тысяч тонн высокоточного литья.
Мощности петербургских литейных предприятий не смогут обеспечить требуемые автосборщиками объёмы продукции точного литья. Кроме того, качество продукции предприятий нашего города не в полной мере соответствует требованиям зарубежных производителей электробытовой и автомобильной техники. В настоящее время усилиями ОАО «Кировский завод» осуществляются проектные работы по созданию современного литейного производства в Ленинградской области.
Правительство города и руководители промышленных предприятий понимают, что только активная инновационная деятельность поможет придать развитию базовых отраслей промышленности динамичный характер на уровне современных мировых требований. Именно на этом пути возможно решить проблемы машиностроительного комплекса и литейного производства, в том числе и для поставок комплектующих изделий для развивающейся автомобильной промышленности.
Приведём пример. По данным аналитического агентства «Автостат» на начало 2008 года в России числится 29,4 млн. легковых автомобилей. Подержанные автотранспортные средства составляют 42% от эксплуатируемого парка.
В 2007 г в России произведено 830 000 легковых автомобилей и 267 000 грузовых.
Однако в обозримом будущем автомобильный парк нашей страны ощутимо помолодеет за счёт притока новых автомобилей. По данным НП «Объединение автопроизводителей России» /6/ объём продаж новых автомобилей в России в 2010 г составит 3,2 млн. шт., в 2015 г. – 3,8 млн. шт., в 2020 г. – 5,2 млн. шт. в год.
Уже сегодня успешно осваивается на авторынке России сборочное производство ведущих мировых автомобильных марок: Форд, Дженерал Моторс, Тойота, Нисан, Судзуки, Фольксваген, Рено, Пежо-Ситроен. Совместные проекты осуществляются с ИжАвто, Северстальавто, АВТОВАЗ, ГАЗ. В стадии реализации находятся 22 производственных проекта, новые мощности которых составят к 2010 г. – 1,2 млн. шт., к 2012 – 1,8 млн. шт. в год. В Северо-Западном регионе имеются 3 подобные работающие объекта и 4 строящиеся.
Приведём ещё один факт: по информации группы Volkswagen AG, средний европейский автомобиль имеет массу около 1185 кг, в составе которых имеются следующие материалы: 540 кг листовой стали, 130 кг чугуна, 75 кг поковок, 80 кг легких сплавов, 120 кг пластиков, 90 кг резины, 50 кг стекла, 35 кг краски и 65 кг других материалов. Содержание в среднестатистическом автомобиле деталей из чёрных и цветных металлов, произведенных путём литья, составляет 25-30 % от общей массы машины.
Одним из основных условий размещения в России заводов иностранных автоконцернов является требование о не менее чем 40% локализации производства комплектующих на местных российских предприятиях.
Мощность литейных предприятий Санкт-Петербурга составляет около 200 тыс. тонн в год. Литейное производство города представляет широкий спектр различных видов и способов литья, как чёрных, так и цветных металлов.
Однако поставщиками автокомпонентов сегодня являются единичные предприятия литейного профиля с незначительным объёмом выпуска готовых изделий (обеспечивают не более 1% от потребности сборочных производств).
Руководители Некоммерческого Партнёрства «Союз литейщиков Санкт-Петербурга» видят следующие причины сложившейся ситуации:
- отсутствие в региональной государственной программе развития промышленности города и региона статуса литейных предприятий, как производителей и поставщиков автокомпонентов;
- отсутствие необходимой информации у руководителей литейных предприятий о существующей системе подготовки предприятий для вхождения в кластер поставщиков комплектующих для российских и зарубежных автосборочных производств;
- отсталость технического литейного парка от современных требований к производству автокомпонентов.
Есть и еще ряд причин объективных и субъективных. Но есть и решения, и пути выхода из ситуации, в которой литейные предприятия оказались отодвинутыми на обочину в общей схеме развития автомобильной промышленности Северо-Западного региона России.
Для преодоления сложившейся ситуации Союз литейщиков Санкт-Петербурга разработал концепцию с целью создания в регионе литейных заводов для производства автокомпонентов. Основными условиями реализации концепции являются: решимость руководителей существующих заводов переоснастить свои мощности и осуществить организацию производства на новых принципах, состоявшееся участие ведущих европейских компаний (например, we plan GmbH, Германия) в процессе подготовки и запуска современного производства автокомпонентов и ряд других.
Руководители Союза литейщиков сознают всю сложность столь масштабных проблем, однако решать их придётся в любом случае для успешного развития автомобиле строения в регионе. Стоящие проблемы и пути их решения уже обсуждались и нашли поддержку промышленников и предпринимателей, например, на прошедшем в Санкт-Петербурге Международном форуме «Российский промышленник», 22-24 сентября 2008 (конференция на тему: «Инновационная деятельность и проблемы литейного производства комплектующих изделий для автомобильной промышленности России и Санкт-Петербурга») /7,8/. Последнее подобное мероприятие было проведено Союзом литейщиков СПб в рамках «Петербургской технической ярмарки-2009», 11-12 марта в виде «Круглого стола» на тему: «Инновационная деятельность и проблемы литейного производства комплектующих изделий для автомобильной промышленности России и Санкт-Петербурга. Инфраструктура, технологии, оборудование, материалы»; данный семинар по тематике и формату соответствовал разделам выставок «Литейное дело» и «Автопром/ICTA» /9/.
Задачи «круглого стола»:
- Представить состояние и направления развития отечественной автомобильной промышленности в условиях мирового финансово-экономического кризиса.
- Обсудить направления и проблемы производства автокомпонентов. Создание инфраструктуры - парка производителей автомобильных компонентов.
- Рассмотреть состояние, возможности и направления инновационного развития существующего литейного комплекса в задаче обеспечения производства автокомпонентов на предприятиях России и Санкт-Петербурга.
- Обсудить возможные схемы и пути создания современной инфраструктуры (производственной и управленческой), реализации инвестиционной деятельности для обеспечения литейного производства автокомпонентов.
- Рассмотреть возможные варианты модернизации существующих и создания новых литейных производств автокомпонентов. Технологии, оборудование, материалы, сертификация.
11 марта «Круглый стол литейщиков» проводился в формате конгрессного заседания, где ведущие отечественные специалисты сделали доклады по заявленной тематике, а представители зарубежных кампаний рассказали о своем опыте решения проблем литейного производства для автопрома, состоялись презентации современного оборудования. Всего в работе «круглого стола приняли участие около 50 человек из 35 российских и зарубежных компаний, что оказалось меньше ожидаемого количества участников.
12 марта были проведены Биржа деловых контактов и Биржа субконтрактов, где состоялись переговоры и установлены контакты с рядом российских и зарубежных компаний по перспективным проектам и реальным заказам, в том числе для производства автокомпонентов.
Краткий анализ материалов о состоянии литейного производства говорит о том, что (наряду с рядом положительных тенденций развития литейного производства в России и регионе) продолжается его длительный и тяжёлый кризисный период, присущий, в основных системных вопросах, всему машиностроительному комплексу страны как базовому сектору её экономики. Инновационный путь развития машиностроения требует от руководителей всех уровней, предпринимателей, учёных и специалистов принятия срочных мер по модернизации и реконструкции литейных производств (как самостоятельных, так и в составе машиностроительных предприятий) для выведения их на уровень современных международных требований. Кроме того, необходимо приступить к разработке проектов создания специализированных литейных комплексов для удовлетворения потребностей различных заказчиков в высококачественной литейной продукции. Подобные комплексы могут включать в себя технопарки инновационного и технико-внедренческого характера, мощное современное серийное производство, управленческие и логистические инфраструктурные подразделения.
Большие надежды на активизацию деятельности промышленников и предпринимателей в области модернизации литейного производства как одного из основных элементов металлообработки в машиностроении возлагаются на предстоящий Съезд российских литейщиков, который будет проведён в г. Уфе 21-24 апреля 2009 года.
Литература
- Ткаченко С.С. Состояние литейного производства в станкостроительной отрасли. Доклад на конференции в рамках выставки «Российский промышленник-2007», г. Санкт-Петербург, 02-05 октября 2007 г.
- Дибров И.А. Состояние и перспективы развития литейного производства в России. Труды 8-го съезда литейщиков России, т.1, сс. 3-11. г. Ростов-на-Дону, 23-27 апреля 2007 г.
- Евсеев В.И., Ищенко А.А., Кривицкий В.С., Ткаченко С.С. Технопарки в России, машиностроении и литейном производстве, «Литейщик России», М, №3, 2006, сс. 44-49; «Бюллетень Союза литейщиков Санкт-Петербурга», №1, 2006, сс. 81-89; «Литейное производство», М, №2, 2006, сс. 20-22; «Российский деловой союз», М, №12, 2006, сс. 8-11; «Промышленный вестник», СПб, №11, 2005, сс. 8-11; «Петербургский рынок металлов» СПб, №№2;3;4, 2006.
- Кривицкий В.С. Мониторинг производственных возможностей литейных цехов региона. Труды 6-й Всероссийской научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра», СПб, 20-22 июня 2006 г.
- Автопрому нужны детали. Интервью с директором Департамента промышленности Минпромэнерго РФ Семёновым В.В. Вестник Петербургской технической ярмарки, №1, март 2008 г. с.3.
- Коровкин И.А. О проекте стратегии развития автомобильной промышленности России на период до 2020 года. Сборник докладов и презентаций на Московском международном форуме «Автокомпоненты», 29 февраля 2008 года, сс.15-20.
- Евсеев В.И. Литейщики – автопрому. Петербург в зеркале, 2008, №4, с.22.
- Евсеев В.И., Ищенко А.А. О состоянии и перспективах литейного производства в Росси и г. Санкт-Петербурге. Умное производство, август 2008, №2(25), сс.31-36.
- Евсеев В.И. Надо лить металл «на свою мельницу». Индустрия, 2009, №1(58), 2009, сс.41-43.
Опубликовано в журнале «Промышленный вестник» № 4/138-2009 г.
