编者按 对我国《铸造行业“十四五”发展规划》进行解读和宣贯，旨在帮助读者对《规划》内容理解。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。 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
图1 2001-2020年中国铸件产量及增长率变化
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。
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“十四五”铸造行业发展趋势
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）墨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 两化融合及智能制造将加速助推产业转型升级
在国家发展数字化经济、加快实施工业和信息化深度融合的背景下，加速推进新一代信息技术与传统铸造行业的深度融合已经成为发展趋势，通过两化融合可以促进企业提高效率、提升管理水平和转型升级发展。另外，人力成本逐年上升、招工难是企业面临的最大压力，成本上升造成市场竞争力下降，铸造行业亟需通过关键工序自动化、关键岗位机器人替代、生产过程管理的智能优化控制，实现降低成本、提升产品质量、提高生产效率和降低作业强度的目标，让铸造业在产业链中更具竞争力。
2.4 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；全行业牢固树立起了安全生产的发展理念，企业主动作为，推动新工艺和新技术广泛应用，在安全生产相关法律法规和技术支撑下，安全生产的整体水平会有更大的提升。
尽管铸造企业环保治理水平普遍有了明显提升，但距离适应国家新的环保要求还有不小差距。目前铸造企业被纳入“一证式”排污许可监管范围，适用铸造企业的大气污染物排放标准指标更严、覆盖范围更宽，无组织排放全面纳入标准的控制要求，国家对生态环境重点区域制定了更为严格的管控要求，环保排放水平监测要求更高，各级环保部门对企业的环保监管更全面、更系统。“十四五”期间，铸造行业将深入开展工业污染治理，企业的环境管理水平将会进一步提高，铸造企业也将在环保压力下加速分化，行业内将涌现更多的绿色铸造企业，同时也将有相当数量的企业无法适应新的环保要求加速淘汰；铸造产业集群（园区）环保综合整治加速推进，集群（园区）建设将更加规范和有序。
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“十四五”我国铸造行业主要发展目标和任务
3.1 主要发展目标
3.1.1 铸件材质结构优化
预计到2025年，球（蠕）墨铸铁件产量占铸铁件总产量的比例达到47%以上，蠕墨铸铁及各种特殊用途的高端球墨铸铁、等温淬火球墨铸铁（ADI、CADI）在相关领域得到进一步扩大应用；铝（镁）等轻合金铸件产量占铸件总产量的比例达到18%以上。
3.1.2 产品质量提升
耐高温合金叶片、超大型单晶铸造叶片、舰船用超大型大功率中低速柴油机关键部件、大功率海上风电铸件、核乏燃料储运罐、高端液压铸件等关键铸件制造能力进一步提升，关键铸件自主化制造达98%以上，基本满足主机行业和重大技术装备的需求。推进并实施精益化管理，制定不同铸造工艺生产过程关键工艺参数检测以及生产全流程质量能力评价标准，进一步提高铸件的可靠性、性能一致性和质量稳定性。
3.1.3 加快创新发展
铸件、铸造材料和铸造装备企业及产业链协同创新能力得到进一步提升，先进铸造材料、先进工艺和关键装备能够实现有效突破，快速成型等创新技术与传统铸造进一步深度融合。
3.1.4 绿色低碳发展
通过铸造工业大气污染物排放标准及相关法律法规的实施，行业整体环保治理水平有大幅度提升，“十四五”期间行业颗粒物污染排放量较“十三五”减少50%以上。大力推进节能减排绿色铸造技术研发及推广应用，吨铸件综合能耗显著降低，行业绿色铸造发展水平持续提升，助力碳达峰、碳中和目标达成。
3.1.5 加快智能制造
加快行业信息化建设步伐，形成适用典型铸造工艺和不同产品的智能制造成熟模式，制订智能铸造及成熟度评价系列标准，通过典型数字化车间/智能工厂示范建设，引领行业智能制造快速发展。
3.1.6 产业集中度提升
通过市场竞争优胜劣汰，在安全、环保等强制法律法规要求及相关产业政策的引导下，到2025年，铸造企业数量较十三五末期预计下降20%，形成一批具有示范效应的产业集群（园区），实现产业集中度和聚集度的进一步提高。
3.2 主要发展任务
3.2.1 攻克装备制造业所需关键铸件的自主化制造
随着主机和重大技术装备的发展，对一些关键铸件提出了更高的质量要求。“十四五”期间，铸造行业需要重点攻克一批影响高端装备制造业发展瓶颈的关键铸件自主化制造（表3），同时要提高关键铸件产品的性能一致性和质量稳定性。
表3 关键铸件
3.2.2 强化关键共性铸造技术研究与应用
加强对高性能铸件材质、先进铸造原辅材料、关键生产技术、先进铸造工艺、质量检测及修复和热处理技术的研发与攻关，提升复杂关键铸件生产制造能力，开展对节能减排及资源再生循环利用、智能制造的研究与应用，推动行业智能与绿色发展。铸造行业需要在众多领域开展共性技术的研究与应用（表4）。
表4 关键共性铸造技术
3.2.3 提升关键铸造装备制造水平
通过技术引进、消化吸收、自主创新及国外并购等措施，我国铸造装备制造水平得到显著提升，基本可以满足国内铸造行业发展的需要，但尚有部分领域与国际知名品牌制造商存在一定差距，需要在大型设备、关键设备、快速制造及机器人智能制造设备上实现自主化制造，在设备效率、精度与稳定性方面取得突破并引领世界。“十四五”期间，我国铸造行业需重点发展一批高端铸造装备（表5），并加快其在行业中应用。
表5 重点发展的高端铸造装备
3.2.4 加强铸造工艺数值模拟仿真技术研究与应用
我国已经建立了覆盖主要铸造方法、主要铸件材质，相对完善的铸造过程模拟仿真研究体系，国产铸造数值模拟软件也逐渐从充型凝固过程扩展到生产全流程的模拟仿真，并在实际生产中发挥了越来越重要的作用。铸造数值模拟要加强全流程、多尺度、多相以及铸造工艺/组织/缺陷/性能的模拟仿真与耦合模拟的基础研究，“十四五”时期，我国铸造工艺数值模拟仿真重点发展方向见表6。
表6 铸造工艺数值模拟仿真发展方向
3.2.5 推进铸造行业绿色发展
（1）提升铸造企业环保治理水平
①严格贯彻落实《排污许可管理条例》和《排污许可证申请与核发技术规范 金属铸造工业》，推进铸造企业规范申请排污许可证，实现依法持证排污。②加快执行《铸造工业大气污染物排放标准》等环保强制标准，推进企业采用高效环保治理设施，强化无组织排放管控，推进企业达标排放；推进企业环保“一企一策”深度治理，创新行业“环保管家”等服务新模式，推行污染物集中治理和第三方环境管理，提升铸造企业环保管理水平。
（2）加大先进节能减排技术应用
①关注铸造生产重点用能设备，推进企业采用高效节能熔炼设备、热处理设备和节能压铸机等设备；关注铸造生产全过程能源管控，重点推进铸造生产余热回收及利用。②鼓励符合产业政策的铸造用生铁企业，采用“短流程”工艺生产铸铁件或开展铁液集中配送，鼓励具备条件的企业开展铝液集中配送生产铝合金铸件，减少金属的二次熔化并降低综合能耗。③大力开发和应用环保树脂、无机粘结剂、水基涂料、高效发热冒口、环保型精炼剂、低碳/无碳粘土湿型砂、熔融/烧结陶瓷砂等先进铸造原辅材料，减少污染物的产生量；建立一批绿色铸造原辅材料产业化应用示范基地。④建立全国铸造废砂再生处理基地，鼓励大型铸造企业购置废砂再生处理设备并协同周边企业废砂处理，推进铸造企业集聚区建立第三方废砂再生处理中心，提高全行业废砂再生处理比例。
（3）推进废旧金属循环再生与利用
积极推广“合成铸铁”生产技术和再生铝应用技术，进一步扩大铸造行业对废钢、废铝等废旧金属的使用量和应用范围，让铸造产业成为废旧金属循环再生与利用的重要应用领域。
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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
编辑审核：柳建国
微信编辑：蔡文娟
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