第一编 工艺与边界

第1章 铸造的工序位置:成形先于切削

机械零件的成形路径大体有四条:从整块材料上切除多余部分,靠塑性变形重塑形状,把金属粉末压制成形后烧结,以及把金属熔化成液体充入型腔后凝固。铸造属于最后一条。它的产物叫铸件,多数铸件在出厂时仍是毛坯,需要经过切削才能成为零件。铸件的精度因此多了一层意义:它决定后续加工要留多少余量、要切除多少材料。

这个位置带来两条特征。铸件的形状来自型腔,型腔做到什么精度,铸件就停在什么精度,后续每一条加工线都要为型腔的误差承担余量。铸件的性能来自凝固,金属从液相冷却到固相时的收缩、补缩与冷却速度,决定内部是致密还是疏松。前一条是几何问题,后一条是组织问题,两者都不在切削工序的范围内,也无法靠后续加工挽回。铸件越接近成品,切削的工时越少,模具与工艺的投入越高,这条替代关系贯穿全部五类工艺。

按中国铸造协会的数据,2024 年我国铸件产量 5075 万吨,约占全球铸件总量的 45% 以上,自 2000 年起连续 25 年位居全球首位(中国铸造协会)。这样的体量使铸造处在几乎所有机械行业的上游,而「铸造」二字内部的技术跨度,比铸造与锻压、切削之间的跨度更大。

五类工艺的分野可以用三个判据划分:铸型是否重复使用,金属液靠什么力充填,型腔由什么材料构成。

砂型铸造使用一次性的砂质铸型,金属液靠重力充填,开箱取件后铸型即溃散。熔模铸造同样使用一次性铸型,型腔由陶瓷质型壳构成,型壳的精度来自蜡模与制壳工序,取件时敲碎型壳。金属型铸造使用可重复使用的金属模具,金属液仍靠重力充填,模具寿命以浇注次数计。压力铸造也使用金属模具,金属液在高压下高速充填,充填时间常以毫秒计。离心铸造把金属液浇入旋转的铸型,靠离心力使其贴附在型壁上成形,产品以回转体为主。

五类之下还有交叉与派生。消失模铸造的铸型是干砂,模样是泡沫塑料,浇注时模样气化消失,属于一次性铸型加重力充填的组合;壳型铸造的铸型是覆膜砂结成的薄壳,背后用砂丸支撑。低压铸造使用金属模具,充填靠气压,压力低于压铸而高于重力浇注;差压铸造再在铸型外增加一个压力罐,让金属液在反压条件下完成充填与结晶。这些派生的位置由三个判据共同确定,单独看任何一条都会归类错误。

判据之所以有用,是因为它们各自对应一种成本结构。一次性铸型的前期投入低,单件成本随批量下降得慢;金属模具的前期投入高,单件成本随批量下降得快。重力充填的设备简单、充型平稳,薄壁处容易浇不足;高压高速充填能做出薄壁与精细结构,代价是卷气与模具磨损。工艺的选择因此很少由单一指标决定。同一批零件可能同时落在三种工艺的能力范围内,最终的选择还要看模具摊销、交期与供应商的装备余量。

对采购方而言,工艺名称提供的是分类,询价时需要落实的是四件事:单件重量落在哪个区间,最薄处有多厚,哪些尺寸带公差要求,一年需要多少件。 这四个变量确定之后,候选工艺的范围就基本收敛。

2023 年工业和信息化部等三部委的文件把一体化压铸成形、无模铸造、砂型 3D 打印列入需要推进产业化应用的方向(工业和信息化部等三部委指导意见)。这三项分处压铸与砂型两端,说明具体工艺仍在移动。判据提供的是分类框架,具体装备的归属需要按当下的能力重新确认。

第2章 砂型铸造:手工造型、机器造型与自硬砂

砂型由原砂、粘结剂与附加物混制而成。原砂以硅砂为主,粘结剂决定砂型靠什么获得强度:粘土加水形成湿型砂,树脂靠固化剂交联,水玻璃靠二氧化碳或有机酯硬化。附加物包括煤粉、淀粉、木屑,用来改善溃散性与表面质量。型砂要同时满足几组相互拉扯的指标:湿压强度要够,否则起模时塌箱;透气性要够,否则浇注时型腔内的气体排不出去;流动性要够,否则砂型各处的紧实度不均。这三项在配方上彼此制约,砂处理工段的大部分工作是在它们之间找平衡。旧砂经破碎、筛分、冷却后回用,回用比例影响型砂的稳定性,也决定废砂的排放量。

砂型分为上箱与下箱,分型面是两者的接合面。铸件的内腔由砂芯形成,砂芯在浇注后被打碎清出。分型面与砂芯决定了铸件的形状上限:分型面越多,错箱与飞边的风险越大;砂芯越多,装配累积误差越大,排气路径也越复杂。浇注系统同样要在砂型内布置,直浇道、横浇道、内浇口的位置影响金属液的充填顺序与温度分布。

手工造型依靠人工完成填砂、捣实、起模与修型,适合单件、小批量与大型铸件。它的模样多用木材制作,成本低、修改容易,缺点是砂型紧实度依赖工人经验,批次之间的尺寸一致性较差。手工造型的砂型通常不经过烘干,称为潮模,水分在浇注时汽化,是气孔的一个来源。大型铸件的地坑造型把砂型直接做在地坑里,省去砂箱,对起重能力的要求相应提高。

机器造型把填砂、紧实、起模分解为机器动作,常见方式有震压、微震压实、气冲与静压。造型线的节拍以每小时造型数计,砂型的紧实度由设备参数保证,一致性明显优于手工。水平分型造型线需要砂箱,垂直分型造型线可以无箱造型,后者在中小件的大批量生产中占有一席之地。机器造型的前期投入是模板与砂箱,模样必须固定在模板上,改型的成本高于手工造型。造型线的产能一旦形成,就必须由持续的订单支撑,停机换模的时间直接进入成本。

自硬砂是第三条路线。型砂在混砂时加入固化剂,填入砂箱后自行硬化,不需要烘干,也不依赖造型机的紧实动作。呋喃树脂自硬砂用酸催化,碱酚醛树脂自硬砂用酯硬化,水玻璃砂可用二氧化碳或有机酯。自硬砂的溃散性好,尺寸精度高于粘土砂,适合中大型铸件与单件小批生产。某砂型铸造厂公开的能力页给出的区间是,砂铸件单重从 0.3 公斤到 20 吨,树脂砂线的单件范围为 60 至 15,000 公斤(砂型铸造能力页)。这是单一企业的装备口径,不能当作行业统计,用来说明砂型工艺的重量覆盖范围。

砂型的精度以行业百科词条(非国标、非手册)的参数衡量:表面粗糙度 Ra 为 50 至 12.5 微米,100 毫米基准上的尺寸公差约 ±1.0 毫米(行业百科工艺词条);最小壁厚随材质变化,铝合金大于 3 毫米、铸铁 3 至 4 毫米、铸钢大于 5 毫米;壁厚一项属行业常见工艺区间,本文未取得可引的具体来源。这组数字反映的是砂型铸造的常规水平,精密的机器造型与自硬砂可以做得更好,改善的幅度受型砂颗粒与铸型刚度限制。

砂型铸造的产量基础在材质结构。据《中国压铸杂志》在新浪的报道,数据源为中国铸造协会《2025年度中国铸造行业数据》,2025 年我国灰铸铁件占铸件总量的 40.2%,球墨铸铁件占 27.2%(新浪转载),两者合计接近七成,而铸铁件最主要的生产方式就是砂型。砂型对铸铁、铸钢、有色合金都适用,模样费用低,尺寸范围宽,这些条件使它在小批量与大型件上难以被替代。

砂型的固有缺陷同样稳定:砂眼来自型砂强度不足或冲砂,夹砂来自型壁在高温下剥落,气孔来自型砂水分与砂芯排气不畅,缩松来自补缩不足。这些缺陷都产生在型腔与浇注系统里,与切削工序无关,只能在铸造环节解决。 采购时把缺陷名称与验收方法写进合同,比笼统要求「表面光洁、无缺陷」更可执行。

第3章 精密铸造:熔模、消失模与壳型

「精密铸造」是一组工艺的合称,共同点在于铸型一次性使用、型腔精度高于砂型。三种主要做法在型腔的形成方式上完全不同,工序链条的长短也不同。

熔模铸造的起点是一个蜡模。蜡料在压蜡机上注入金属模具,得到与铸件同形的蜡件;蜡件修整后焊到浇口棒上,组成模组;模组反复浸入陶瓷浆料并撒砂,逐层干燥,形成一定厚度的型壳;型壳经脱蜡、焙烧后成为中空的耐高温型腔,浇入金属液,冷却后敲碎型壳取出铸件。脱蜡釜的温度与压力影响型壳是否开裂,焙烧温度决定型壳的残余强度。整条链条上,尺寸精度由三道环节传递:压蜡模具的精度、蜡料的收缩、型壳在焙烧与浇注中的热膨胀。

熔模的精度取决于粘结剂体系。水玻璃型壳成本低,尺寸公差等级大致在 CT7 至 CT9;硅溶胶型壳配低温蜡可达 CT5 至 CT7,配中温蜡可达 CT3 至 CT5。重量覆盖范围同样分档:水玻璃与复合工艺约 0.1 至 100 公斤,硅溶胶工艺约 0.1 至 60 公斤(熔模铸造工艺说明)。这组区间来自企业技术页,可作为行业常见范围的参照,不宜当作全行业统计。粘结剂体系的选择由材质与精度共同决定,硅溶胶的成本高,水玻璃的型壳强度好但精度低。

按行业百科词条(非国标、非手册)的口径,熔模铸件的表面粗糙度 Ra 为 12.5 至 1.6 微米,100 毫米基准上的尺寸公差约 ±0.3 毫米(行业百科工艺词条);最小壁厚通常 0.7 毫米,最小铸出孔径 1.5 至 2 毫米,这组数字属行业常见工艺区间,本文未取得可引的具体来源。熔模能做出薄壁与细孔,代价是工序长、周期长、单件成本高,单件重量上限明显低于砂型。它适合不锈钢、耐热钢、高合金钢等难切削材质的小型精密件。型壳是一次性的,每一件铸件都要消耗一套型壳,制壳工序的工时在成本中的比重高于砂型的造型工序。

消失模铸造的型腔来自泡沫塑料模样。泡沫珠粒经预发、成型、熟化后粘结成模样,表面涂挂耐火涂料并烘干,放入砂箱,用干砂振动紧实,浇注时金属液使模样气化,气体通过涂料层与干砂排出,金属液占据模样原来的位置。消失模没有分型面,也没有砂芯,铸件不产生飞边与错箱,复杂内腔可以一次成形。

消失模的难点在泡沫的气化产物。模样气化要吸收热量,浇注温度需要相应提高;气化产物若排出不畅,会在铸件表面留下皱皮、在内部形成气孔,对低碳钢还有增碳的风险。负压浇注是常用的对策,在砂箱内抽真空,把气化产物抽走。消失模适合箱体、壳体、管件一类有复杂内腔的中小件,中等批量时的模具摊销压力小于压铸。

壳型铸造的型腔是覆膜砂结成的薄壳。覆膜砂由硅砂表面包覆酚醛树脂制成,射入加热的金属模板后树脂固化,得到分型面两侧的薄壳,合型后放入砂箱,用砂丸或铁丸背衬,再浇注。壳型的表面粗糙度优于粘土砂型,尺寸精度介于砂型与熔模之间,适合中小件的中批生产。壳型的成本由覆膜砂与模板决定,模板寿命长,型壳一次性使用。射砂与固化在加热的模板上完成,模板温度与射砂压力决定壳厚,壳厚不足会在浇注时胀裂。

三种工艺的共同点是铸型在取件时被破坏,每一件铸件都需要一个新的铸型。这个共同点决定了它们的成本曲线:批量越大,制型工序的重复劳动越多,自动化制型的价值越明显;批量越小,模样与模具的摊销越重。熔模的工序链最长、尺寸精度高,消失模的形状自由度最大、缺陷控制最难,壳型处在两者之间;三者的选择取决于精度要求与批量规模的组合。

第4章 压铸:高压、低压与差压

压铸的金属液在压力下充填型腔。高压压铸的完整循环是合模、压射、增压、冷却、开模、顶出、去除浇口与排气包。压射分两段,慢压射把金属液推到浇口附近,快压射以高速把金属液送入型腔,随后增压建立凝固压力,让缩孔在压力下得到补偿。

高压压铸的工艺窗口很宽。行业技术资料给出的充填速度为 0.5 至 120 米每秒,充填时间 0.01 至 0.2 秒,压射比压从几兆帕到 500 兆帕(压铸技术资料页)。充填时间以毫秒计,金属液在型腔内的流动接近紊流,型腔里的气体来不及从排气槽排出,被卷入金属液内部形成气孔。气孔是压铸件的固有特征,也是压铸件一般不进行淬火、焊接难度大的原因:热处理时气孔受热膨胀,在铸件表面形成鼓泡。真空压铸在充填前把型腔抽成负压,卷气量随之下降,设备与模具的密封要求相应提高。

高压压铸的精度在五类工艺中处于前列。表面粗糙度 Ra 为 6.3 至 1.6 微米,100 毫米基准上的尺寸公差约 ±0.3 毫米,部分教材给出的最好表面可达 Ra 0.8 微米(行业百科工艺词条)。最小壁厚与合金种类有关,锌合金可做到 0.3 毫米,铝合金 0.5 毫米;最小铸出孔径 0.7 毫米,最小螺距 0.75 毫米。这组数字属行业常见工艺区间,本文未取得可引的具体来源。薄壁与细小的铸出孔减少了后续加工,这是压铸件在壳体类零件上占优的原因。

压铸的经济批量门槛较高。某铸造企业的工艺页给出的经验值是年需求 5,000 件以上(铸造工艺对照页)。这个门槛来自模具摊销:压铸模在高压与热循环下工作,模具费用高,批量不足时单件摊销过重。压铸件的单件重量受设备与模具限制,行业资料列出的铝合金压铸件能力为 0.1 至 5 公斤与 0.5 至 50 公斤两组区间,锌合金压铸件在 0.02 至 2 公斤(压铸能力介绍页)。这一页属于商业推广材料,区间只能当作行业常见的举例。

低压铸造把充填压力降到另一个量级。坩埚密封在炉体内,压缩空气把金属液沿升液管从型腔底部压入,金属液自下而上平稳充填,压力保持到凝固结束。充型平稳减少了卷气,补缩由升液管内的金属液持续提供,铸件的致密度高于重力浇注。行业工艺页给出的参数是壁厚 3 至 15 毫米、公差等级 CT5 至 CT7、年需求 1,000 件以上;某厂低压线的铝合金单件重量为 0.5 至 25 公斤(铸造工艺对照页)。按行业百科词条口径,低压铸造的表面粗糙度 Ra 为 12.5 至 3.2 微米,100 毫米基准公差 ±0.4 毫米(行业百科工艺词条);最小壁厚通常 2 毫米、最薄 0.7 毫米,属行业常见工艺区间,本文未取得可引的具体来源。

差压铸造在低压铸造的基础上增加一个压力罐。铸型置于密封罐内,罐内与坩埚同时加压,金属液在压差作用下充填,充填完成后罐内压力继续升高,铸件在高于常压的环境中结晶。压力提高了补缩能力,也抑制了气体的析出,适合大型、薄壁、对致密度要求高的复杂件。差压铸造的设备复杂度高于低压铸造,工艺窗口更窄,对密封与压力控制的要求更严。罐内的压力曲线要与浇注温度同步,试错的成本高于低压铸造。高压压铸以速度换取薄壁与精度,低压与差压以充型平稳换取致密度,取舍取决于零件对薄壁与致密度的要求。

重力金属型铸造介于砂型与压铸之间。金属液靠重力充填金属模具,模具可重复使用,冷却速度快,晶粒较细。行业百科词条给出的表面粗糙度为 Ra 12.5 至 6.3 微米,100 毫米基准公差 ±0.4 毫米(行业百科工艺词条)。典型件是进气歧管、泵体与厚壁件,这些零件对内部致密度有要求,对薄壁与精细结构的要求低于压铸件。

2023 年三部委文件把一体化压铸成形列为先进工艺方向(工业和信息化部等三部委指导意见)。一体化压铸把原本由多个零件拼接而成的大型结构件一次成形,对压铸机的锁模力、模具尺寸与充填控制提出更高要求,也把压铸的单件重量上限向上推。

第5章 参数对比:表面粗糙度、尺寸公差、最小壁厚、重量区间

工艺 表面粗糙度 Ra(微米) 尺寸公差(毫米,100 毫米基准) 最小壁厚(毫米) 典型单件重量
砂型铸造 50 至 12.5 ±1.0 铝大于 3、铸铁 3 至 4、铸钢大于 5 0.3 公斤至 20 吨
熔模铸造 12.5 至 1.6 ±0.3 0.7 0.1 至 100 公斤(硅溶胶 0.1 至 60)
金属型重力铸造 12.5 至 6.3 ±0.4 — —
高压压铸 6.3 至 1.6 ±0.3 锌 0.3、铝 0.5 铝 0.1 至 5 公斤
低压铸造 12.5 至 3.2 ±0.4 通常 2、最薄 0.7 0.5 至 25 公斤
离心铸造 决定于铸型材料 决定于铸型材料 — DN40 至 DN3000

表为行业百科词条(非国标、非手册)与企业工艺页口径整理。粗糙度与公差两列取自行业百科工艺词条;最小壁厚一列非国标、非单一来源,仅供横向比较;熔模的重量区间取自熔模铸造工艺说明;砂型的重量区间取自砂型铸造能力页;压铸与低压的件重取自铸造工艺对照页与压铸能力介绍页;离心铸管的尺寸范围取自 GB/T 13295-2026 摘录页。

粗糙度、公差与壁厚三项参数分别描述三件事。表面粗糙度 Ra 是轮廓算术平均偏差,数值越小,表面越光;它影响密封面的贴合、涂层的附着与摩擦副的磨合,与尺寸精度并不等价。尺寸公差描述的是实际尺寸偏离名义尺寸的允许范围,表中的数值以 100 毫米为基准,基准长度变化时公差随之变化。最小壁厚描述的是工艺能稳定充填的极限,它由金属液的流动性、型腔的排气能力与冷却速度共同决定。

表中的数值来自行业百科词条与企业工艺页,可以作为横向比较的参照,不能写成国家标准的规定。尺寸公差的国家标准体系另有一套语言:GB/T 6414-2017 于 2025 年 12 月 1 日废止(国家标准全文公开系统),由 GB/T 42124.3-2025 代替,后者于 2025 年 5 月 30 日发布,2025 年 12 月 1 日实施(国家标准全文公开系统)。新标准修改采用 ISO 8062-3:2023(标准信息页),用 CT 等级表达铸件尺寸公差。图纸上写 CT 等级,比写「精密铸造」更能约束供应商。

参数之间存在耦合。壁厚越薄,冷却速度越快,收缩应力越集中,公差越难保证;同一公差带放在大件上相对误差更小,放在小件上则可能占满全部加工余量。重量与壁厚共同决定浇注系统的大小,浇注系统又反过来影响工艺出品率。粗糙度与模具温度相关,金属型与压铸的型温控制不稳时,同一副模具做出的表面会出现批次差异。表格把各项参数分行列出,实际的能力边界是几项参数的联合约束。

读表时有四点需要说明。公差一列以 100 毫米为基准,零件尺寸偏离这个长度时,公差带按标准的分段规则调整,不能直接照搬。重量一列指单件铸件的净重,不含浇注系统与冒口。批量在表中没有列出,因为批量门槛取决于模具摊销,而模具费用随型腔数量与自动化程度变化,同一工艺的批量门槛可以相差数倍。金属型重力铸造一行的重量与最小壁厚留空,原因是它的适用范围随模具与设备变化,公开资料没有一致口径,填入任何数字都会造成误导。

最小壁厚的排序与充填方式一致。砂型靠重力充填,薄壁处的金属液冷却快、流动阻力大,浇不足的风险随壁厚减薄而上升,所以铸钢的最小壁厚大于铸铁,铸铁又大于铝合金。压铸靠高速充填,0.3 至 0.5 毫米的壁厚可以成形,代价是薄壁处的气孔与冷隔更难控制。低压铸造的充型平稳,最小壁厚介于砂型与压铸之间。

重量区间的跨度同样来自设备与铸型。砂型的 20 吨上限对应地坑造型与大型起重设备,压铸的 5 公斤上限对应锁模力与压射能力,熔模的上限对应型壳强度与焙烧炉尺寸。离心铸造的产品以回转体为主,尺寸用公称直径表达。GB/T 13295 的规格范围覆盖 DN40 至 DN3000(标准摘录页,该页为 GB/T 13295-2026 的英文版摘要)。GB/T 13295-2026 已于 2026 年 5 月 25 日发布,2027 年 3 月 1 日实施,届时替代 2019 版;本文的 DN 范围取自 2026 版摘要页。

参数表的价值在于把「精度高一点」翻译成可检验的量。 采购图纸上写清工艺、标准号与 CT 等级,再对关键尺寸单列公差,比笼统标注「精密件」更接近可执行的约定。

第6章 批量与模具寿命对工艺选择的影响

铸造的成本里有一笔与其他工序不同的支出:模具。模具是一次性投入,按件摊销,摊销额等于模具费用除以批量。批量翻倍,单件摊销减半;批量不足,模具费会压过材料与人工,成为报价的主要部分。工艺选择的第一层判断因此落在批量上。

各工艺的模具形态不同。砂型的模样可以反复使用,木模、铝模、树脂模的成本依次上升,砂型本身一次性消耗。熔模的压蜡模具反复使用,蜡模与型壳一次性消耗,模具费摊在蜡件上。压铸的钢模反复使用,寿命以模次计,模具费摊在每一件压铸件上。消失模的发泡模具反复使用,泡沫模样一次性消耗。同是「开模」,一次性投入的量级与摊销的对象并不相同。

模具寿命影响三件事。第一是摊销,寿命越长,单件承担的模具费越低。第二是停机,换模与修模占用机时,批量小的订单在换模上的时间占比高。第三是一致性,模具在服役过程中磨损,型腔尺寸缓慢漂移,后期件与首件之间存在系统偏差。压铸模长期承受高压与热循环,型腔表面会出现热疲劳裂纹与粘模;熔模的压蜡模具磨损较慢,型壳的尺寸稳定性受浆料与干燥条件影响更大。模具寿命的差别最终表现为批量中后段的尺寸分布,而不只是单件成本。

模具的设计寿命应当与订单批量匹配。寿命远大于批量的模具会让模具投资长期闲置,利用率不足;寿命短于批量的模具在中途换模,第二副模的制造周期进入交期。批量稳定的订单可以按年产量设计模具与备模,订单断续的零件则倾向选择模具费用低、可以快速改型的工艺。模具的维修与备模同样计入成本,压铸模的型芯与顶针属于易损件,熔模的压蜡模具需要定期修整型腔。

经济批量的门槛可以量化。某铸造企业的工艺页给出的经验值是压铸年需求 5,000 件以上、低压铸造 1,000 件以上(铸造工艺对照页)。这两个数字来自单一企业的报价逻辑,用来说明两类工艺对批量的不同要求:压铸的模具投入大、单件工时短,需要较大的批量摊薄模具;低压铸造的模具投入小一些,批量门槛相应下移。

一个算例可以说明判断顺序。设某铝合金壳体单重 2 公斤、最大轮廓 300 毫米、壁厚 4 毫米,年需求 800 件。按件重与壁厚,压铸、低压与砂型都在能力范围内;按批量,压铸的模具摊销过重,砂型与低压更合适。若同一零件的年需求变为 8 万件,模具摊销在单件成本中的占比降到很低,压铸的短工时与少加工余量开始占优,工艺选择随之转向。零件的几何没有变化,变化的只是批量。

批量之外还有三个约束会把选择拉回。其一是件重与轮廓,砂型可覆盖到 20 吨级,压铸的常见件重停在数十公斤;其二是材质,高铬铸铁、耐热钢的熔点在压铸模具的承受范围之外,只能用砂型或熔模;其三是精度与表面,压铸的 Ra 与公差优于砂型,要求高的密封面难以用砂型直接铸出。三个约束与批量共同构成一个交集,交集里通常只剩一两种工艺。

交期也参与选择。开模需要时间,压铸模与压蜡模的制作周期长于木模;制壳需要逐层干燥,熔模的生产周期长于砂型。小批量的试制订单用砂型或消失模,可以在不开钢模的前提下拿到铸件,等设计定型后再转压铸,这条路径在样品阶段很常见。批量决定模具能否摊销,模具结构决定单件成本的下限,工艺选择是批量、重量、材质与精度四项约束的交集。

第7章 工艺对应的典型下游

铸件的下游分布可以从两个角度读:按需求行业读,按材质读。两个角度的结论指向同一组工艺。

按需求行业,汽车是第一大用户。2025 年汽车行业对铸件的需求量为 1580 万吨,占铸件总需求的 30.2%,增幅 5%(2025 年度铸造行业数据)。2024 年这一比例为 29.6%(2024 年度铸造行业数据)。汽车之后的主要领域是铸管及管件、矿冶重机、工程机械、内燃机及农业机械、机床工具、发电设备及电力(2025 年度铸造行业数据)。这组名单覆盖了重型装备、能源、农业与建筑,它们的共同点是单件批量不大、件重与材质跨度大。

按材质,2025 年我国铸件总产量 5230 万吨,同比增长 3.1%,在 2022 至 2024 年的负增长与持平之后恢复增长,为历史第二高点(2025 年度铸造行业数据)。其中灰铸铁件占 40.2%,球墨铸铁件占 27.2%,铸钢件占 12.3%,铝镁合金铸件占 17.3%。铝镁合金铸件产量 905 万吨,增长 8.8%,占比由 2023 年的 16.4% 上升到 2025 年的 17.3%;与 2020 年的 680 万吨相比,五年增长 33.1%,年均复合增长率 5.88%(2025 年度铸造行业数据)。镁合金铸件的消费量约 18 万吨,占铸件产量的 0.3%(2025 年度铸造行业数据)。2024 年的总产量为 5075 万吨,同比下降 2.2%(2024 年度数据转述,该页数据以图片呈现,文字页未列这三个数字),2020 年的基数为 5195 万吨(铸造行业「十四五」发展规划)。

两个角度合起来,工艺与下游的对应关系就清楚了。

砂型对应的是铸铁与铸钢的大件、重件。机床床身、泵体阀体、风电轮毂、工程机械的结构件、柴油机缸体,件重从几十公斤到几十吨,批量从单件到数千件,砂型的模样费用低、尺寸范围宽,正好覆盖这一段。2025 年铸钢件占 12.3%,铸钢的浇注温度高、收缩大,砂型的耐火度与退让性能够容纳,熔模与压铸则受型壳强度与模具寿命限制。

熔模对应的是不锈钢、耐热钢、高合金钢的小型精密件。泵阀的阀体与阀芯、汽车的精密件、五金件、医疗器械的零件,件重多在 0.1 至 100 公斤,精度要求高于砂型,表面要求接近成品。熔模的型壳一次性使用,能做出砂型做不出的薄壁与细孔,代价是单件成本高,适合附加值较高的零件。2024 年铸钢产量 628 万吨,占全国铸件的 12.37%(2024 年数据转述),这组数字是二手转述,只能用来说明铸钢的体量。

矿冶重机、工程机械与发电设备对应的是另一段。破碎机的颚板与锤头、挖掘机的斗齿与履带板、水轮机的转轮与汽轮机的缸体,材质多为高锰钢、耐热钢与合金铸钢,件重从数百公斤到数十吨,批量常以台套计。这一段由砂型与部分熔模承担,对材质与内部致密度的要求高于尺寸精度,检测约定的分量重于公差等级。煤炭机械、水泥机械与船舶配套的铸件也落在这一段。

压铸与低压铸造对应的是铝合金、锌合金的薄壁壳体与结构件。汽车的变速箱壳体、发动机缸体缸盖、电机壳体、通信设备的滤波器腔体、消费电子的中框,件重多在 0.1 至 50 公斤,批量以万件计。铝镁合金铸件五年增长 33.1% 的曲线,与压铸和低压铸造的产能扩张方向一致,新能源汽车的三电壳体与一体化结构件是这条曲线的主要拉动项。2023 年三部委文件把一体化压铸成形列入先进工艺方向(工业和信息化部等三部委指导意见),对应的正是这一类件。

离心铸造对应的是管材与回转体。GB/T 13295 覆盖 DN40 至 DN3000 的球墨铸铁管(GB/T 13295 摘录页,版本说明见第 5 章)。铸管及管件是汽车之后的主要需求领域之一(2025 年度铸造行业数据),供水与燃气管道是它的稳定市场,工艺参数以公称直径与壁厚表达,与一般机械铸件的表达方式不同。

下游的材质结构决定工艺结构:铸铁与铸钢的体量支撑砂型,铝镁合金的增速支撑压铸与低压铸造。 这条对应关系在订单层面表现为一种筛选:零件的材质与件重先划掉一批工艺,精度与批量再划掉一批,剩下的候选通常不超过两种。

第二编 规模与地理

第8章 本院企业库里的 5.66 万家铸造主体

本院企业库收录制造业主体约 480 万家,行业字段只登记到制造业大类,共 31 个。铸造在《国民经济行业分类》(GB/T 4754-2017)中分属两个小类:C3391 黑色金属铸造与 C3392 有色金属铸造,二者同属中类 C339(铸造及其他金属制品制造),位于大类 C33 金属制品业之下。库内没有 C339 与 C3391/C3392 的代码,要在小类粒度上取数,只能用三个文本字段做关键词匹配:company_service(主营产品摘要)、business_scope(经营范围)与 title(企业名称)。

匹配词分两组。通用词为「铸造」「铸件」;工艺与材质词包括砂型铸造、熔模铸造(失蜡)、消失模、压铸、低压铸造、重力铸造、离心铸造、铸钢、铸铁、球墨铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、铸铝、铸铜、铸镁等。一个主体在任一字段命中任一词即计入,按企业唯一标识去重。这样得到 56,563 家。

这个数字的性质需要先交代。它统计的是名称、经营范围或主营摘要里写到过铸造及其工艺、材质的企业法人,与按行业代码登记的存量分属两个体系。凡本文使用「本院企业库」四字,均指这一口径;后文的占比、倍数、均值,分母都是这 56,563 家,不能与统计局的行业统计互换。

参保人数合计 2,710,793 人,其中参保人数大于零的主体 35,283 家,占 62.4%。按全部主体平均每家 47.9 人,按有参保记录的主体平均每家 76.8 人。参保人数取自企业年报公示项,零值不等于没有雇员,可能是当年未填报、未参保或以劳务派遣用工,因此 62.4% 只说明填报覆盖,不能读作就业覆盖率。

表为本院企业库铸造相关主体分省统计整理(关键词匹配口径,2026 年 10 月)。表中只列主体数前八位的省份。

省份 主体数(家) 占全国比重
山东省 8,602 15.2%
江苏省 7,357 13.0%
广东省 6,440 11.4%
浙江省 6,204 11.0%
河北省 4,243 7.5%
辽宁省 2,782 4.9%
河南省 2,761 4.9%
福建省 2,322 4.1%
八省合计 40,711 72.0%

山东、江苏、广东、浙江四省合计 28,603 家,占 50.6%;加上河北为 32,846 家,占 58.1%。前八省合计 72.0%,其余省级单位分摊 15,852 家。分布的重心在东部沿海:前八省中七个位于沿海,河南是唯一的内陆省份。

县级单位的前八位合计占全国 8.6%,低于省级前八位的 72.0%;两级单位的基数不同,两个比例不能直接比较。表为本院企业库铸造相关主体数前八位的县级单位整理(含不设区的地级市,统计层级与县相同)。

县级单位 所属省 主体数(家) 占本省 占全国
东莞市 广东 971 15.1% 1.7%
博罗县 广东 829 12.9% 1.5%
泊头市 河北 692 16.3% 1.2%
武进区 江苏 639 8.7% 1.1%
南海区 广东 483 7.5% 0.9%
北仑区 浙江 464 7.5% 0.8%
诸暨市 浙江 406 6.5% 0.7%
博山区 山东 394 4.6% 0.7%
八地合计 — 4,878 — 8.6%

八个县级单位合计 4,878 家,占全国 8.6%。东莞 971 家居首,博罗 829 家次之,两地同属广东,合计 1,800 家,占广东全省的 28.0%。泊头 692 家占河北全省的 16.3%,在表中八地里对所在省的贡献最高。

漏计的方向至少有四类。只写俗称的厂识别不到,例如「翻砂」「浇铸」;名称与经营范围只写具体产品的厂识别不到,例如只写「机床床身」「井盖」「法兰」「泵体」;铸造车间内化在整机厂的,法人主体是母厂,文本里未必出现工艺名;只写「金属制品加工」「机械配件加工」而不点工艺的,同样落空。

误计的方向同样明确。铸造设备、铸造材料、耐火材料、生铁与废钢贸易、模具、清理设备、检测仪器的生产与销售企业,经营范围里都带「铸造」二字;经营范围用否定表述的五金厂,例如「五金加工(不含铸造)」,文本仍命中;以铸件为采购对象的下游整机厂,写「铸件采购」「铸造件加工装配」的也会被计入;名称含「铸造」的行业协会、研究院与园区管理公司同样在内;已停产、注销但仍在库内的主体,名称含「铸造」的也会计入。

把本院数字放回官方统计,只能做量级参照。第五次全国经济普查公布,2023 年末全国工业企业法人单位 423.6 万个,其中金属制品业(C33)45.5 万个,从业人员 765.1 万人(第五次全国经济普查公报)。本院 56,563 家相当于 C33 法人数的 12.4%,参保人数相当于 C33 从业人员的 35.4%。两个比值跨了统计对象与行业边界:本院集合包含 C33 之外的主体,参保人数也不等于从业人员。它们说明量级,不说明覆盖率。

生态环境部在 2020 年的一份答复中给出的全国铸造企业数约为 2.3 万家(生态环境部),本院口径是该数的 2.46 倍。2.3 万家是原文给出的铸造企业数量,原文未说明统计边界与年份;本院口径为关键词命中,范围更宽,差额不能精确拆分。两个数字不能用来推算行业增长。本院数字描述主体分布的结构,不用于断言行业总量。

第9章 山东与河北:泊头、莱州、临清

山东 8,602 家,占本院铸造主体的 15.2%,居各省首位;河北 4,243 家,占 7.5%,居第五。两省加上辽宁的 2,782 家,环渤海三省合计 15,627 家,占 27.6%。这一带的重心在县域:山东的博山 394 家进入全国县级前八,河北的泊头 692 家排第三。

泊头的官方口径完整。2025 年 8 月《河北日报》报道,全市共有铸造企业 322 家,其中规模以上 79 家;集群企业年产值 260 亿元;年产铸件 200 万吨,占全国铸件总产量的 3.94%(河北日报)。3.94% 是泊头按 2024 年全国 5,075 万吨产量算出的比值(中国铸造协会),不能改用 2025 年的 5,230 万吨。

泊头的规模是整治之后留下的。同一篇报道给出的累计数据是:288 家低端企业转产退出,铸造企业数量锐减近半,生产效率提高 2 倍以上;集群中高端产品占比突破 50%;转型升级累计投资 68.06 亿元;87 家企业获评中国绿色铸造示范企业或中国绿色铸造企业。企业数减半与产值达到 260 亿元同时出现,说明退出的主要是低端产能。 产量是否同步变化,公开材料没有给出整治前的基数,无法计算。

泊头还有一组容易混淆的数字。2024 年产业集群实现营业收入 260 亿元、纳税 3.81 亿元、从业人员 2.8 万人(行业资料);2025 年 8 月《河北日报》给出的集群企业年产值同样是 260 亿元。营业收入与产值是两个指标,2024 与 2025 是两个年份,数值相同属于巧合,不能合并成一句「连续两年 260 亿元」。可以确认的是,2024 年 9 月新华社的口径为 322 家企业、247 亿元(新华社),一年后企业数未变、产值增加 13 亿元。集群称号从「中国铸造之乡」「中国铸造名城」演变为「中国绿色铸造名城」,称号的变化与整治、绿色化改造同步。

本院口径下泊头 692 家,是官方 322 家的 2.15 倍。差额与第 8 章列出的误计方向一致:铸造设备与材料、模具、贸易、以铸件为采购对象的下游厂都可能被计入;泊头本地还有大量为铸造配套的工量具与机加工主体。两个数字不应互相替代,官方数字描述铸造主业企业,本院数字描述带铸造字样的主体密度。

山东另一个数据完整的集群是莱州。莱州市工信局 2022 年公布,全市共有铸造企业 245 家,其中规上 30 家、规下 215 家;年计划产能 300 万吨,年产铸件 220 余万吨,年营业收入 90 余亿元,解决就业 1.4 万余人(莱州市工信局)。装备保有量为中频电炉 500 余台(套)、造型线与射芯机等主要造型装置 350 余条(套),单台电炉容量 0.25 至 4 吨。

按这两个数相除,平均每家约 2.0 台中频炉、1.4 条造型线。500 余台电炉对应 245 家企业,单台容量 0.25 至 4 吨,说明莱州的熔炼装备以中小型中频炉为主,没有出现大规模集中熔炼。350 余条造型线对应 245 家企业,平均每家 1.4 条,说明部分企业同时运行多条线。这两个均值都是推算,官方材料只给了总量。

莱州的 300 万吨是计划产能,220 余万吨是实际产量,两者相差约四分之一。同一份材料里产能与产量并列,正好说明设计能力不能当产量用。若以 90 余亿元营业收入对应 220 余万吨产量,吨均价约 4,100 元,这个数只能作量级参考:营业收入可能含铸件以外的业务,两个数都带「余」字,精度有限。

临清是本章必须留白的一节。临清市政府公开材料只有轴承产业口径:5,100 余家生产制造企业、1 万余家个体工商户,年营业收入 500 余亿元,轴承成品年产量 90 亿套、覆盖 7,000 余种型号(中国经济网)。检索多份公开文件,未取得铸造集群的企业数、产量与产值汇总。轴承产业与铸造分属不同行业,两套口径不能互相替代。本章因此不列临清铸造的任何汇总数字。

留白不等于没有铸造。公开统计没有把临清的铸造主体单列,因此无法确认其规模与构成。要补齐这一节,至少需要三类材料:市级铸造专项规划或集群培育方案、生态环境部门的铸造企业环评与排污许可清单、统计年鉴中按中类分组的工业法人数据。三类材料本次均未取得,任何按轴承产业数字折算铸造规模的做法都会引入无法验证的假设。

第10章 江苏:常州、溧阳竹箦、无锡

江苏 7,357 家,占本院铸造主体的 13.0%,居第二。江苏 7,357 家相当于山东 8,602 家的 85.5%,两省合计 15,959 家,占本院铸造主体的 28.2%。省内的单点集中在常州:武进区 639 家,占全省 8.7%,进入全国县级前八。

常州市工信局 2024 年 5 月的答复给出:全市共有铸造企业 600 多家,其中规上工业企业 240 家左右,A 股上市公司 2 家;骨干企业包括恒立液压、科华控股、三鑫重工、钜苓铸造;凯达重工、精棱铸锻等 10 家企业入选中铸协第一批符合《铸造企业规范条件》达标企业(常州市工信局)。

600 多家企业中规上 240 家左右,规上率约 40%;10 家入选中铸协第一批规范条件达标企业,占 600 多家的 1.7%。《铸造企业规范条件》是中国铸造协会团体标准 T/CFA 0310021,属行业自治依据,非强制性标准(工信部)。两个比例说明常州的铸造主体以中小企业为主,达到团体标准规范条件的是少数。「规模以上」与「规范达标」是两套门槛,前者按营业收入划线,后者按团体标准的条件评定,40% 与 1.7% 不能互相解释。

本院口径下武进一区即 639 家,与常州全市官方的 600 多家几乎相等。这个看似矛盾的结果来自口径:官方数字统计的是铸造企业,本院关键词还覆盖压铸厂、铸造相关主体与只写「铸件」的加工厂。两组数字并列时,应分别标注口径,不能相互校验。若把武进 639 家从本院江苏 7,357 家中扣除,其余 12 个设区市分摊 6,718 家,算术平均每市 560 家。这个均值只用于说明武进占比之高,不代表各市的实际分布。

溧阳竹箦是江苏铸造园区化的代表。2023 年新华日报报道,竹箦绿色铸造园区集聚全镇铸造企业 12 家,年铸件产量 30 余万吨,占当地铸件总产量的 60% 以上(新华日报)。2023 年全镇铸件产量 30 万吨,销售收入 38 亿元(扬州网转新华日报)。竹箦曾获评全国首个「中国绿色铸造小镇」,2020 年入选国家火炬特色产业基地(溧阳绿色铸造特色产业基地)(中国江苏网)。12 家企业生产 30 余万吨,平均每家 2.5 万吨;园区产量占当地铸件总产量的 60% 以上,说明园区承担了当地产量的主体。

武进的 639 家与竹箦的 12 家构成两种形态。武进在本院口径下主体数多,但其铸造产出规模没有公开数据,不能据此推断单厂规模;竹箦 12 家企业平均每家 2.5 万吨,是园区口径的单厂均值。两组数字只能比较主体密度与园区集中度,不能比较单厂规模。城区配套的具体规模需另做调查。

按 2023 年的 30 万吨与 38 亿元相除,竹箦的吨均价约 1.27 万元,是莱州 2022 年约 4,100 元的三倍。这个差距不能直接读作技术水平:两地产品结构不同,统计年份不同,销售收入是否含铸件以外的业务也未说明。它能说明的是「吨均价」在集群之间不可直接比较,本文不据此给集群排序。

无锡是本章的第二个缺口。检索未取得 2023 年以后无锡市级的铸造企业数与产量口径。可用的上位数字是江苏全省:据不完全统计,江苏有铸造企业 3,000 多家,全省铸造企业营业收入居全国前列(江苏经济报)。本院 7,357 家是这一数字的 2.45 倍,与泊头的 2.15 倍同处 2 倍以上,说明两套口径的差距在两个层级上都出现。2010 年的一篇行业文章曾把苏州、无锡、常州并列为压铸厂点密集区,该文年代久远,只能作背景,本文不引用其中的厂点数字(行业资料)。

无锡的缺口影响江苏的省内拆解。江苏 7,357 家中,已知的县级高点只有武进 639 家;无锡等地没有可用的市级铸造口径,因此无法判断江苏主体的省内重心。江苏全省 3,000 多家的官方口径与本院 7,357 家的差额,也只能按口径解释,不能按城市分摊。

第11章 浙江:宁波压铸与诸暨

浙江 6,204 家,占本院铸造主体的 11.0%,居第四。浙江 6,204 家相当于广东 6,440 家的 96.3%,两省相差 236 家。县级单位中,宁波北仑区 464 家、绍兴诸暨市 406 家,两地合计 870 家,占全省 14.0%。在本院县级前八中,浙江只有这两个单位,即宁波北仑与绍兴诸暨两个高点;两地的工艺构成不同,本院数据无法进一步拆分。

宁波的官方口径是产能份额。宁波市经信局 2021 年的材料称,全市压铸产能约占全国的 10%、全省的 42%;产品覆盖汽车关键核心零部件、灯具、家电、五金工具、电子通讯(宁波市经信局)。10% 是全国产能份额,42% 是全省产能份额,两个比例的分母不同;2021 年的产能口径与 2025 年的 5,230 万吨产量也不能直接相除。

同一份材料给出的是规范提升目标。目标与存量分属两个概念:到 2023 年完成各类压铸相关企业规范提升 500 家,到 2025 年规范提升 800 家;到 2025 年规上压铸企业入园率达到 80% 以上。规范提升的对象是「各类压铸相关企业」,范围大于压铸件生产企业。500 家与 800 家两个目标相隔两年,年均新增规范提升 150 家,这是目标分解,实际进度未在公开材料中披露。把 800 家读成宁波现有压铸企业数,会把目标当成存量;入园率 80% 同样是目标值,不能当作现状。新改扩建门槛为压铸机、熔化炉等主体设备投资额 1,000 万元以上,或压铸设备总数 5 台以上或总吨位 1,000 吨以上。这一门槛针对新增与扩建项目,不追溯存量企业。宁波全市压铸企业总数未在这份文件中出现,公开材料中的其他说法口径不一,本文不采。这组数据发布于 2021 年 7 月,引用时应保留年份。

本院口径下北仑 464 家,与诸暨 406 家相差 58 家,两地分别占浙江的 7.5% 与 6.5%,处在同一量级。宁波的 42% 是压铸产能占全省的比重,北仑的 7.5% 是主体数占全省的比重,分子分母都不同,不能相乘或相除得出北仑在宁波内部的份额。把 42% 乘以浙江 6,204 家会得到 2,606 家,这个结果没有意义,因为分母是主体数、分子是产能。北仑属宁波市辖区,本院数据无法把压铸与砂型分开,也不能把市级产能份额落到区级。

诸暨 406 家,占浙江 6.5%,是省内第二个进入全国县级前八的单位。检索未取得诸暨市铸造集群的企业数、产量或产值汇总,本章只列本院主体数,不补官方数字。406 家与北仑 464 家接近,说明浙江的铸造主体并未全部集中在宁波;两地相加仍只占全省 14.0%,其余 5,334 家分散在全省其他县市区。诸暨是绍兴下辖县级市,五金与机械加工的历史较长,铸造多作为五金件的上游工序存在。这一层属于产业背景,本院数据无法验证 406 家中压铸、砂型与精密铸造的构成。

铝合金铸件的占比在上升。据《中国压铸杂志》转载的中国铸造协会数据,2025 年铝(镁)合金铸件产量 905 万吨,增长 8.8%,占比由 2023 年的 16.4% 上升到 2025 年的 17.3%;与 2020 年的 680 万吨相比,五年增长 33.1%,年均复合增长率 5.88%;镁合金铸件消费量约 18 万吨,占铸件产量的 0.3%(2025 年铸造行业数据)。协会数据没有按工艺拆分,905 万吨不能全部归给压铸这一种工艺。宁波的压铸产能对应的正是这一类需求。

浙江 11 个设区市合计 6,204 家,已知的两个县级高点只占 14.0%,其余主体以县域分散为主。宁波的压铸产能在全省占 42%,主体数却无法在市级层面拆分;产能集中与主体分散可以在同一省内同时存在。把宁波的产能份额当作主体份额,会高估宁波在浙江铸造主体中的位置;反过来,把北仑的 464 家当作宁波的全部,会低估宁波的压铸规模。浙江的铸造地理因此有两条线索:一条是宁波以压铸产能占全省 42% 为特征的规模集中,一条是诸暨等地以县域主体数为特征的分散分布。 前者由汽车与机电的下游密度支撑,后者由本地五金与机械配套支撑;两条线索在同一省内并行,不能用一个数字概括。

第12章 广东:东莞、博罗、佛山南海

广东 6,440 家,占本院铸造主体的 11.4%,居第三。省内的集中度很高:东莞 971 家、博罗 829 家、南海 483 家,三地合计 2,283 家,占全省 35.4%。2,283 家相当于江苏全省 7,357 家的 31.0%。三地之外,其余县区合计 4,157 家,占全省 64.6%。广东的县级高点落在珠江口东岸与惠州,东莞、博罗分列全国县级前两位,南海位于广佛交界,粤东、粤西、粤北没有县区进入前八。

东莞 971 家,占全省 15.1%、全国 1.7%,是本院口径下全国铸造主体最多的县级单位。东莞的工业结构以电子、家电、五金与汽车零部件为主,压铸与锌铝合金件生产在这些行业里是常见工序。这一层关联属于产业背景,本院数据不能给出东莞各家主体的下游归属,也不能把 971 家全部读作压铸厂。

博罗 829 家,占全省 12.9%、全国 1.5%,居全国县级第二。博罗是惠州下辖县,主体数超过佛山南海区 346 家。东莞 971 家相当于博罗 829 家的 1.17 倍,两地相差 142 家。排在前两位的县级单位都在广东,与广东整机与零部件产业的密度一致。博罗的构成同样无法从本院数据细分,只能确认其主体密度高于省内除东莞以外的所有县区。

南海 483 家,占全省 7.5%,相当于东莞的 49.7%。南海是广东第三个进入全国县级前八的单位,佛山其余四区均未进入前八,主体数低于 394 家。佛山是本章的缺口:佛山市与南海区的公开统计未单列铸造业,市产业地图也未列出铸造口径(佛山市产业地图)。南海的铝加工以挤压型材为主,挤压不属于铸造,因此南海在铸造口径下的主体数低于其铝加工规模所暗示的水平。佛山铸造与压铸集群的企业数、产量、产值,本章不列。

广东的铸造主体集中在珠三角,与下游的电子、家电、汽车零部件配套。压铸件在电子与家电中多为薄壁小件,砂型铸件在机床与重型机械中多为中大型件;本院数据无法按工艺与件重拆分,只能确认主体密度与下游密度同向。佛山未单列铸造业,广东的省内拆解因此只能到东莞、博罗、南海三点;其余 4,157 家没有县级明细。

广东的铸件出口可以从全国口径观察。2025 年 1 至 9 月,20 个税则号出口总量 476.3 万吨,同比增长 4.4%,出口总额 132.3 亿美元,同比增长 3.7%;其中对美国出口 103.4 万吨,占出口总量的 21.7%,同比下降 11.9%,出口金额 31.6 亿美元,同比下降 5.4%;铝合金车轮出口 76.3 万吨,同比增长 8.7%;汽车零部件出口 214.8 万吨,同比下降 1.1%;黑色铸件出口 166.2 万吨,同比增长 9.4%;轧辊出口 19.0 万吨,同比增长 12.0%(中国铸造协会数据)。总量增长 4.4% 而对美下降 11.9%,说明出口增量来自美国以外的市场。对美出口的金额降幅 5.4% 小于数量降幅 11.9%,按这两个数相除,吨均价上升约 7.4%,这是算术结果,不代表产品结构升级。这一组判断用的是全国口径,不能直接套到广东。

这组数字必须带限定。海关「铸制品」20 个税则号不等于全部铸件出口,汽车零部件随主机进出口、有色金属铸件的大部分都不在其中,协会在每期月报中都写有这段说明。476.3 万吨只能作同口径下的趋势观察,不能当作中国铸件出口总量。2024 年 1 至 11 月的同口径数字是 557 万吨、156 亿美元,其中黑色铸件 206.5 万吨、增长 20.9%,汽车零部件 265.4 万吨、增长 11.4%,铝合金车轮 85.1 万吨、下降 1.2%(2024 年出口数据)。两个时段不可直接相加或年化。

内需的重心在汽车。2025 年汽车行业铸件需求量 1,580 万吨,占全部铸件的 30.2%,增幅 5%(2025 年铸造行业数据);2024 年汽车占 29.6%(2024 年数据),一年提高 0.6 个百分点。广东既是汽车整车与零部件大省,也是电子与家电大省,这两类下游对压铸件的需求与东莞、博罗、南海三地的主体密度方向一致。铸件的主体密度跟着下游整机与零部件的密度走,广东的三点分布与这一关系一致。

第13章 安徽宁国与福建

宁国是本次检索到的、安徽唯一有完整官方口径的铸造集群。宁国市经信局 2023 年 6 月公布,截至 2022 年,全市耐磨铸件企业 170 余家,其中规模以上 97 家、亿元企业 23 家;获得铸造行业准入资格的企业 40 家,从业人员 9,700 人;年生产力 200 万吨,实现产值 120 亿元,同比增长 34% 以上(宁国市经信局)。按 170 家计,规上 97 家占 57%,亿元企业 23 家占 13.5%,准入资格企业 40 家占 23.5%。三个比例说明宁国的集群以规上企业为主体,持有铸造行业准入资格的企业不足四分之一。

2025 年底的口径换了统计对象。中国质量报 2026 年 6 月的报道称,宁国高端装备耐磨产业集聚上下游企业 170 余家,规上工业企业 97 家,年产值突破 120 亿元;2025 年全市耐磨铸件出口额 1.42 亿美元,同比增长 13.6%(中国质量报)。两个「170 余家」含义不同:2022 年指耐磨铸件生产企业,2025 年指上下游企业。两个数字不能并列成一条增长曲线。两个年份的规上企业数都是 97 家,统计对象不完全相同,只能说明规上数量没有明显变化,不能当作同一批企业。耐磨铸件属于易损件,下游是矿山、水泥、电力等粉磨环节,需求随磨机开工与矿石处理量变化,与汽车、家电类铸件的周期不同。

「中国耐磨铸件之都」的称号在 2023 年 3 月通过中国铸造协会复评专家组复评。2023 年 3 月 21 日至 23 日,复评专家组到宁国复评,结论为一致同意通过(宁国市政府)。称号与产值是两件事,前者说明集群的行业认定,后者说明规模。宁国的产值从 2022 年的 120 亿元到 2025 年的「突破 120 亿元」,若以 2022 年为基数,三年名义增长很小。增速从 2022 年的 34% 以上回落到微增,说明耐磨铸件的规模扩张在 2022 年后放缓。这一判断受口径变化影响:2025 年的 170 余家是上下游企业,产值可能含非铸件业务。出口 1.42 亿美元按 1 美元约 7 元折算约 10 亿元,相当于 120 亿元产值的 8%,这是粗算,汇率取整会带来误差。

宁国的 200 万吨是年生产力,120 亿元是当年产值,两者不在同一口径上。若直接相除会得到 6,000 元/吨的「吨均价」,这个数没有意义:产能是设计能力,产值对应的是实际产量与当年价格,分母与分子不匹配。第 14 章会说明,产能与产量混用是铸造集群数据中最常见的错误。按 2022 年的 170 余家企业与 120 亿元产值相除,宁国平均每家约 7,100 万元;泊头按 322 家与 260 亿元相除,平均每家约 8,100 万元。两个均值接近,说明「少而专」与「多而全」在单厂规模上可以落在同一区间。这个比较受三个条件限制:两个产值都是集群口径,两个企业数都是铸造口径,两个年份不同。前两条成立时均值才有意义,第三条意味着差异里含价格与产品结构因素。

本院口径下安徽未进入前八位省份,说明全省铸造相关主体少于福建的 2,322 家;宁国也未进入前八位县级单位,主体数低于 394 家。这两个上限与官方 170 余家的量级不矛盾:宁国是单一产品集群,企业数不多,产值与出口的集中度高。宁国代表的是一种「少而专」的集群形态,与泊头、常州企业数量更多的形态不同。

福建 2,322 家,占本院铸造主体的 4.1%,居第八,相当于山东的 27.0%、江苏的 31.6%。福建没有一个县级单位进入全国前八,说明省内没有单点超过 394 家的县区。福建与河南的差距是 439 家,与辽宁的差距是 460 家,这两个差距远小于与山东的 6,280 家。检索未取得福建省级或市级的铸造集群企业数、产量、产值口径,本章只列本院主体数,不补官方数字。要补齐福建一节,需要省级工信部门的铸造专项材料或设区市的集群统计;本次检索没有取得。福建的铸造主体因此只能作为一个总量观察:它位于前八省末位,与山东、江苏的差距在 3 倍以上,与广东、浙江的差距约 2.7 倍。

第14章 产业带的形成与迁移

把前六章的数字放在一起,铸造产业带的形成条件可以归为三条:下游需求的密度、原料与能源的可达性、土地与环境容量的余量。三条同时满足的地方,主体数与产量会同时集中;只满足其中一条的地方,往往停留在单一产品或单一工序。

泊头属于下游配套型。大型机床铸件占全国 25%、泵阀铸件 35%、汽车覆盖件模具铸件 16%,工量具平台铸件占全国 60%、实型铸件占全国 50% 以上(行业资料)。这组结构说明泊头的铸造跟着机床、泵阀与模具三类下游走,产品以中大型、单件小批为主。宁国属于单一产品型,170 余家耐磨铸件企业围绕矿山、水泥、电力等粉磨环节组织生产,2025 年出口 1.42 亿美元。常州与宁波属于整机配套型,前者 600 多家企业覆盖液压、汽车零部件与机械配套,后者以压铸产能占全国 10% 的规模服务汽车、灯具、家电、五金工具与电子通讯。

集中度有两套度量。按企业数,本院 56,563 家中前八省占 72.0%,前八县占 8.6%;按产量,生态环境部 2020 年引用的口径是排位靠前的 4,500 家企业生产了全国 70% 以上的铸件(生态环境部)。4,500 家相当于当时 2.3 万家铸造企业的 19.6%。两组数字说明,产量集中在少数企业,企业数则分散在更多地区。2025 年全国铸件产量 5,230 万吨,比 2024 年的 5,075 万吨增长 3.1%,规模仍在扩大(2025 年铸造行业数据)。2024 年的 5,075 万吨约占全球铸件总量的 45% 以上,自 2000 年起连续 25 年居全球首位(中国铸造协会)。

泊头提供了企业数下降与产值上升同时发生的样本。2017 年至 2025 年累计 288 家低端企业转产退出,铸造企业数量锐减近半,生产效率提高 2 倍以上,集群年产值 260 亿元,中高端产品占比突破 50%(河北日报)。整治前的产量基数没有公开,因此不能计算退出企业对总产量的影响。可以确认的是,退出发生在企业数层面,产值在同一时期达到了 260 亿元。

园区化是第二个共同方向。竹箦把全镇 12 家铸造企业集中在一个园区,园区产量占当地铸件总产量的 60% 以上;宁波提出到 2025 年规上压铸企业入园率 80% 以上,并把新改扩建门槛设在主体设备投资 1,000 万元以上,或压铸设备总数 5 台以上或总吨位 1,000 吨以上(宁波市经信局)。门槛的作用是限制小规模的新增与扩建,入园率的作用是把存量收进园区,两者共同抬高了单个主体的规模下限。

产能与产量的混用是这一编最常见的数据错误。泊头设计产能 400 万吨、实际产量 200 万吨;莱州计划产能 300 万吨、实际产量 220 余万吨。若把泊头的 400 万吨当作产量,会得出占全国 8% 的结论,而按 200 万吨计算是 3.94%。两个集群的产能利用率分别约为 50% 与 73%,这是按公开数字相除得到的推算,官方材料没有给出产能利用率。

迁移的方向可以从存量结构推断,不能从截面数据证明。本院口径下环渤海三省占 27.6%、江苏与浙江合计 24.0%、广东 11.4%,三片合计 63.0%。铸造的分布落在东部沿海与中部工业省份,原料产地与整机产地都没有形成单极。这一形态与三条形成条件一致:下游密度决定需求,港口与铁路决定生铁、废钢与焦炭的可达性,环境容量决定哪些地方还能新增熔炼产能。

迁移的三种形态在公开材料里都能找到痕迹。一是园区集中,竹箦的 12 家与宁波的入园率目标属于这一类;二是企业数减少、单厂规模上升,泊头的 288 家退出属于这一类;三是跨区域转移,公开材料只有零星的企业案例,没有省级以上的统计口径,本文不列。前两种形态改变的是县域内的主体数量与单体规模,第三种形态改变的是主体在省际的分布。本院数据是 2026 年 10 月的截面,只能看到迁移的结果,看不到迁移的过程。

铸造产业带的地理由下游密度与环境容量共同决定,企业数的下降与产量的集中可以同时发生。 这一判断解释了为什么泊头在退出 288 家企业之后仍有 260 亿元产值,也解释了为什么企业数、产量与产值三个指标在同一集群上会给出不同的排序。企业数、产量、产能、产值四个分母,在阅读任何一个铸造集群的数字之前都要先分清。

第三编 准入与合规

第15章 《铸造行业准入条件》的废止与现行规则的缺口

2013 年 5 月 20 日,工业和信息化部以公告 2013 年第 26 号发布《铸造行业准入条件》,成文日期为 2013 年 5 月 10 日(国务院网站转载的公告)。这份文件在铸造行业里的流传程度远超它的有效期:地方环评报告、园区招商材料、客户供应商审核表里,至今仍能读到它的规模与能耗门槛。

它已经废止。2019 年 6 月,工业和信息化部发布 2019 年第 19 号公告,自 2019 年 6 月 3 日起废止《铸造行业准入条件》等 4 份文件,连同三批已公告企业名单一并废止,即公告 2014 年第 15 号、2015 年第 13 号、2016 年第 33 号(工业和信息化部废止公告)。公告给出的理由是「为贯彻落实党中央、国务院关于转变政府职能和深化『放管服』改革的精神」。名单的存在方式很能说明这套制度的设计:先定门槛,再逐批公告符合条件的企业,名单本身构成市场信号。名单废止,信号随之消失。

要理解缺口的规模,得先看它曾经管了什么。2013 年版的量化条款集中在一张规模表上(安阳市工业和信息化局网站转载的准入条件全文)。

表为《铸造行业准入条件》(2013 年)表 1 规模门槛整理

产品类别 现有企业(表 1 所列京津沪苏浙鲁闽粤冀辽琼一组/三类区) 新建企业
铸铁件 5,000 吨/4,000 吨 10,000 吨或产值 ≥7,000 万元
铸钢件 4,000 吨/3,000 吨 8,000 吨
铝合金铸件 1,200 吨/1,000 吨 3,000 吨
铜合金铸件 600 吨/400 吨 1,000 吨
离心球墨铸铁管 100,000 吨或产值 ≥50,000 万元 200,000 吨或产值 ≥100,000 万元

对表 1 所列地区,铸铁、铸钢、离心球墨铸铁管的新建门槛为现有门槛的两倍,铝合金 2.5 倍,铜合金 1.7 倍左右;其他地区的倍数更高。表 1 按地区分档,其他省市现有门槛为铸铁 4,000/3,000、铸钢 3,000/2,000、铝 1,000/800、铜 500/300,新建门槛全国一致。这套梯度的用意清楚:存量给活路,增量抬门槛。同一份文件里还有一组技术条款:旧砂回用率按砂种分档,粘土砂 ≥95%,呋喃树脂自硬砂(再生)≥90%,碱酚醛树脂自硬砂(再生)≥70%,水玻璃砂(再生)≥60%;冲天炉熔化率现有企业大于 3 吨/小时、新(扩)建大于 5 吨/小时;不得采用无芯工频感应电炉、0.25 吨及以上无磁扼的铝壳中频感应电炉、铸造用燃油加热炉;吨铸铁综合能耗 ≤0.44 吨标准煤,吨铸钢 ≤0.56 吨标准煤。一类区,即风景名胜区、自然保护区、水源地及其他需要特别保护的区域,铸造企业不予认定。

这些数字在今天的用途只剩一个:它们描述的是历史门槛。把它们写成「现行国家准入条件」,是这一行业最常见的事实错误。

废止之后的缺口分三层。规模门槛消失,新建一家年产两千吨的铸铁厂不再有国家层面的吨位下限。技术门槛消失,旧砂回用率与吨铸件综合能耗不再作为准入审查项。名单消失,客户与地方政府失去了一个可以查证的合规企业名册。

填补缺口的力量来自四个方向,都不叫准入。第一是环评与排污许可,它管的是排放,见第 16 章。第二是能耗与环保绩效,见第 18、20 章。第三是安全生产条件,见第 19 章。第四是行业自治标准:中国铸造协会团体标准 T/CFA 0310021《铸造企业规范条件》,2019 年版,工业和信息化部 2023 年文件要求推动其修订,并「鼓励地方参照该条件引导铸造企业规范发展」(工业和信息化部等三部委 2023 年指导意见)。团体标准由社会团体发布,企业自愿采用,不具备强制力。它与准入条件的差别在效力来源:准入条件依托行政许可,团体标准依托市场选择。

自愿采用不等于无人使用。常州市工业和信息化局 2024 年 5 月的答复里提到,「凯达重工、精棱铸锻等 10 家企业入选中铸协第一批符合《铸造企业规范条件》达标企业」(常州市工信局答复)。宁国市经信局 2023 年的材料里仍在用旧口径记账:「获得铸造行业准入资格的企业 40 家」(宁国市经信局),指的是 2022 年的存量。一个已经废止四年的资格,仍然出现在地方产业介绍里,说明名册的惯性比文件的生命更长。

对一家铸造厂,这一章的实际结论是:不存在一张叫「国家铸造准入证」的纸。它的合规身份由四份材料拼成:环评批复、排污许可证、安全生产条件、所在地的产业政策与园区准入。前三份有法定效力,第四份决定它能不能落地。谈项目时若对方仍在引用 2013 年的 5,000 吨门槛,需要先确认对方引的是历史还是地方现行文件。不少地方文件确实照抄了这套数字,此时生效的是那份地方文件;部公告本身已不再产生效力。

合规的门槛没有消失,它从一张全国统一的准入表,分散成了四套各自独立的审查。 判断一家厂能不能办下去,要看的表从一张变成四张。

第16章 排污许可与大气污染物排放标准

GB 39726—2020《铸造工业大气污染物排放标准》于 2020 年 12 月 24 日发布,2021 年 1 月 1 日实施,现行(国家标准全文公开系统元信息)。标准覆盖八个工序:金属熔炼、造型、制芯、浇注、落砂清理、砂处理、铸件热处理、表面涂装(生态环境部标准解读)。八项决定了铸造厂的排放口按工序分设,构成一组:熔炼有熔炼的排气筒,砂处理有砂处理的排气筒,涂装另有挥发性有机物排口。

现有企业的执行时点是 2023 年 7 月 1 日:「现有企业自 2023 年 7 月 1 日起,执行表 1 规定的大气污染物排放限值」。新建企业自 2021 年 1 月 1 日起执行。这个时间差意味着同一套限值在行业里分两批落地,2021 年至 2023 年上半年是新旧并存的过渡期。

表为 GB 39726—2020 表 1 颗粒物排放限值整理(单位:mg/m³)。本文未取得可公开访问的原文链接,数值据多地环评批复交叉核对。

排放源 限值
冲天炉 40
燃气炉 30
电弧炉、感应炉、精炼炉 30
造型、制芯、浇注 30
落砂清理、砂处理 30
热处理、表面涂装 30

40 与 30 的差别有出处。冲天炉以焦炭为燃料,烟气量大、含尘浓度高,标准给了宽一档的限值,40 比 30 宽三分之一。这个差额藏着一项容易忽略的改造后果:一家厂把冲天炉换成感应电炉,标准里对应的那一行从「冲天炉 40」变成「感应炉 30」,限值随之收紧。炉子换了,尺子也换了。2013 年准入条件里冲天炉的熔化率条款(现有大于 3 吨/小时、新建大于 5 吨/小时)是规模口径,2023 年三部委文件的口径是「鼓励铸造行业冲天炉(10 吨/小时及以下)改为电炉」,用的是 10 吨/小时这条线。两条线各有出处,不能混用。

挥发性有机物一侧的规则不同。标准解读写明:「NMHC 初始排放速率 ≥3 kg/h 的,VOCs 处理设施的处理效率不应低于 80%」。非甲烷总烃(NMHC)初始排放速率不到 3 kg/h 的,不触发效率要求,仍要满足浓度限值。这条分界把铸造厂分成两类:涂装量大、使用溶剂型涂料的厂,拼的是处理设施效率,活性炭吸附、催化燃烧、蓄热燃烧各有一笔投资;涂装量小的厂,拼的是浓度达标,靠水性涂料替换与局部收集即可通过。同一张标准,两条技术路线,两本账。

达标判定不能只看仪器读数。实测浓度要乘以实际排气量、再按基准折算,折算之后的数字才是执法对照的数字。加大抽风量稀释浓度在这套算法下无效:风量与浓度大致成反比,折算回去数值不变,电费却涨了。企业在这条规则下的正确动作是减少无组织逸散、提高捕集效率,把风量集中在主要逸散点。

标准制定时给出的减排预估是:重点地区颗粒物排放量下降 30% 左右,其他地区下降 50% 以上,总减排量约 5 至 8 万吨(生态环境部标准解读)。这是编制阶段的测算,用来说明标准的力度,不能当作实际减排量的统计数。

有一条缺口必须说明。这份标准的修订情况,以及地方是否发布了更严的铸造大气污染物排放限值,在本次核验范围内未取得可引的原文,本文因此不列任何修订版本与地方限值。企业要确认自己适用哪一档,应查三处:厂址所在省是否发布地方标准,本项目环评批复是否单独加严,排污许可证载明的许可排放浓度。三者取最严。

排污许可证的作用,是把标准里的限值落到具体排放口。标准规定这一工序排放什么、限到多少;许可证规定这根排气筒许可排放多少、总量多少、怎么监测、多久报送一次执行报告。同一行业的两家厂执行同一个标准,许可排放量可能相差数倍,差别来自环评批复给的总量指标与当地的环境容量分配。一家铸造厂的大气合规成本,最终由许可排放量决定,标准限值只是下限。

对采购方,这一章的含义是可查。排污许可证是公开信息,许可证上的排放口数量、污染物项目、有效期,能反映这家厂的工艺完整度与治理水平。一家没有表面涂装排口的厂,通常意味着它不做涂装工序,铸件要转厂加工,交期多一道。

第17章 铸造用生铁、废钢与再生金属的合规边界

铸造的原料账不复杂:生铁、废钢、回炉料、铁合金,加焦炭或电。合规边界不在原料本身,在「熔什么、用什么熔、熔出来做什么」这三件事上。

第一件事,熔出来做什么。2023 年三部委指导意见里有一句措辞很硬:「严禁以铸造和锻压名义违规新增钢铁产能、违规生产钢坯钢锭及上市销售」(工业和信息化部等三部委 2023 年指导意见)。这句话对厂里的含义很具体:熔炼车间的产出只能是铸件。中频炉有余量,把铁水连铸成钢坯外销,落在禁止项里;以铸造项目立项、实际建成炼钢产能,同样落在禁止项里。铸造与炼钢在设备上高度重叠,中频感应电炉既能熔铸铁也能炼钢,边界靠产出物划分,靠台账证明。

第二件事,用什么熔。同一份文件提出「推广短流程铸造,鼓励铸造行业冲天炉(10 吨/小时及以下)改为电炉」。10 吨/小时是鼓励线的起点。2013 年准入条件里的设备条款更硬,直接列了淘汰项:不得采用无芯工频感应电炉、0.25 吨及以上无磁扼的铝壳中频感应电炉、铸造用燃油加热炉。这份文件已废止,其中的设备清单在地方文件中仍被援引的情形并不少见,企业在做设备更新时需要查所在地的现行文件,确认清单是否仍然有效。炉型选择还牵动另一条线,即电耗:同一吨金属液,1 吨炉与 5 吨炉相差 40 千瓦时,规模效应在熔炼环节体现得最直接,数据见第 18 章。

第三件事,熔什么。原料侧的强制性国家准入标准,本次核验未取得,本文不列。实际约束来自三处。一处是进厂验收。2013 年准入条件要求「炉前配化学成分分析、金属液温度测量装备」,这条作为历史条款说明了行业对原料成分控制的基本要求,今天仍是铸造厂的通行配置。二处是配料的经济性。我的钢铁网现货指数页面抓取于 2026 年 10 月 4 日,该页为实时行情,数值随交易日变化,本文未取得可存档的时点值;当时页面显示废钢价格低于铸造生铁。价差指向提高废钢配比,成分约束拉住这个方向:废钢来源杂,硫、磷与微量元素波动大,球墨铸铁对球化干扰元素敏感,铸钢对残余元素敏感。配料表上每提高一个百分点的废钢,都要靠炉前分析换回来。

生铁与废钢的差别不止在价格。生铁含碳量高、非金属夹杂少,石墨生核条件好,配比高时铸铁的石墨形态容易控制;废钢含碳量低,要靠增碳剂补碳,增碳剂的吸收率与加入方式直接影响成分稳定性。配料表上的生铁比例因此有一个由铸件牌号与断面尺寸决定的下限,价格只能在这个下限之上起作用。

三处是回炉料与外购再生金属的台账。浇冒口与废件在厂内循环,属于回炉料;外购废钢与外购再生铝锭则要保留来源与成分记录。这一条没有可直接援引的统一国标条文,实务上按客户审核要求执行:汽车、轨道交通、压力容器类客户普遍要求供方提供每批原料的来源与成分记录,出口订单还会追溯到炉批号。台账不全的厂,在客户审核环节先失分。

再生金属的比重在上升。2025 年铝(镁)合金铸件产量 905 万吨,同比增长 8.8%,占铸件总产量的比重由 2023 年的 16.4% 升至 17.3%(《中国压铸杂志》在新浪的报道)。铝镁铸件的增长主要来自汽车轻量化与压铸结构件,这条线上再生铝的使用比例高于重力铸造。比重上升带来一个工艺后果:再生铝的杂质谱比原铝宽,熔体处理(精炼、除气、过滤)的窗口更窄,质量一致性更依赖炉前检测与前处理。

还有一层常被忽略的约束来自回炉料的身份。浇冒口在厂内循环时是原料,一旦运出厂外就进入固体废物管理;委托外单位处理,要按固体废物的规则走。铸造厂把浇冒口、除尘灰、废砂三类物流向搞清楚,比在原料采购上省几分钱更能决定合规状态。

原料侧的合规落点在三张单子上:熔炼产出物的去向单、炉型的设备清单、每批原料的成分记录。 三张单子彼此对不上,问题通常先在产能认定环节暴露。

第18章 能耗与「双碳」约束

铸造的能耗指标曾经写进准入条件,随 2019 年废止一并失去强制力:吨铸铁综合能耗 ≤0.44 吨标准煤,吨铸钢 ≤0.56 吨标准煤(安阳市工信局转载的准入条件全文)。两个数字的比值是 1.27,铸钢比铸铁高约 27%。原因在熔炼温度的差异:铸钢的出炉温度显著高于铸铁,温度每提高一档,炉衬散热与过热时间都增加。

同一份文件里有一张更细的电耗表,按电炉容量分档。它比综合能耗数字更有工程价值,因为它把规模与能耗直接挂上了钩。

表为 2013 年《铸造行业准入条件》表 3、表 4 电耗指标整理(单位:kWh/t 金属液)

电炉容量 熔炼铸铁 炼钢
≤0.5 吨 — 730
≤1.0 吨 <630 720
1.5 吨 <620 —
2 吨 <610 710
3 吨 <600 700
≥5 吨 <590 690

铸铁一列从 630 降到 590,5 吨炉比 1 吨炉低 6.3%。炼钢一列从 730 降到 690,降幅 5.5%。两条曲线的形状相同,位置相差约 100 千瓦时:同一容量下,炼钢的电耗比熔炼铸铁高约 14%(以 1 吨档的 720 对 630 计)。

电耗随容量下降的机理,决定了「小炉多台」与「大炉少台」的取舍。感应电炉的热损失分两块:炉衬与炉口的散热,与炉体表面积成正比;每炉的升温与保温时间,与批次重量成反比。两台 1 吨炉的炉衬面积大于一台 2 吨炉,批次切换次数也多一倍,电耗自然高。这是 2013 年那张表把容量作为分档依据的原因。今天这张表不再作为准入条件执行,它仍是一份可用的工程参照。

「双碳」对铸造的约束,目前通过三条既有通道传导,没有另立一套碳指标。

第一条是电气化。2023 年三部委文件鼓励 10 吨/小时及以下的冲天炉改为电炉,改与不改要算两笔账:一笔是焦炭与电的价差,2026 年 10 月 4 日冶金焦现货指数为 1,390 元/吨(我的钢铁网);另一笔是改炉之后颗粒物限值从 40 收到 30,见第 16 章。焦炭价格低、电价高的地方,改电炉的回收期长;焦炭贵、电价有优势的地方,回收期短。同一省份内不同园区的电价差,足以改变结论。

第二条是减量目标。同一份 2023 年文件列出到 2025 年的五项指标:建成 10 个以上具有示范效应的产业集群,打造 30 家以上智能制造示范工厂,培育 100 家以上绿色工厂,铸造行业颗粒物污染排放量较 2020 年减少 30% 以上,年铸造废砂再生循环利用达到 800 万吨以上。

把这组目标放进行业的盘子里看,量级就清楚了。2020 年生态环境部的口径是全国铸造企业约 2.3 万家(生态环境部标准解读),100 家绿色工厂对应的比例约 0.4%。示范目标的作用是树标杆,覆盖不到多数企业;多数企业面对的是排放限值与能耗成本这两条硬约束。

第三条是废砂。旧砂回用率的历史门槛按砂种分档:粘土砂 ≥95%,呋喃树脂自硬砂(再生)≥90%,碱酚醛树脂自硬砂(再生)≥70%,水玻璃砂(再生)≥60%。粘土砂的 95% 与水玻璃砂的 60% 之间差 35 个百分点,差额由再生工艺决定:粘土砂靠机械再生加除尘即可回到造型线,水玻璃砂的再生要解决溃散性与回用后的强度衰减,设备投入高一个量级。中国铸造协会的行业规划把废砂再生循环利用目标定在每年 800 万吨以上,同一份规划另提「培育 200 家以上绿色铸造工厂」(铸造行业「十四五」发展规划)。这个 200 家与 2023 年三部委文件的「100 家以上绿色工厂」出自两个发布主体,口径不同,不可互相替代,也不可相加。

碳核算这一层,本文未取得铸造行业碳排放核算方法或碳配额分配的公开文件,因此不列吨铸件的碳排放因子。可核的只有能耗与排放两类指标,其余留白。

还有一处成本细节值得记住。铸造的能源成本对炉型敏感,对批次组织同样敏感。同一台炉,连续生产与频繁换牌号,吨电耗可以差出可观的一截;换牌号要清炉、要调成分、要重新升温,这些动作都记在电表上。2013 年那张分档表只按容量分档,没有把批次组织写进去,企业在做能耗对标时若照表直读,得到的结论会偏乐观。

能耗对铸造厂的含义已经改变:它从一道准入审查,变成一项逐年摊开的成本。 准入条件里的 0.44 与 0.56 不再有人核查,电价、焦炭价格与限产预案仍然年年影响毛利。

第19章 安全:熔融金属、粉尘与有限空间

铸造的核心风险来自三样东西:高温金属液、可燃粉尘、人需要钻进去的封闭空间。2023 年 5 月 15 日起施行的《工贸企业重大事故隐患判定标准》(应急管理部令第 10 号)把第一样拆成四条可判定的情形,写在第七条(国务院公报发布的判定标准)。

第一条,「会议室、活动室、休息室、更衣室、交接班室等 5 类人员聚集场所设置在熔融金属吊运跨或者浇注跨的地坪区域内的」。熔融金属吊运跨是天车吊运铁水包行走的纵向通道,浇注跨是浇注工位所在的一跨。这条判定项落在厂房布局图上:吊包一旦倾覆或泼溅,地坪区域内没有可以躲避的位置。会议室、休息室、交接班室在许多老厂就设在浇注跨旁边,图的是离工位近,这条规则把「近」变成了隐患。

第二条,「铸造用熔炼炉、精炼炉、保温炉未设置紧急排放和应急储存设施的」。炉衬烧穿、停电、冷却中断,炉内金属液需要一个去处。紧急排放是把金属液导入事故坑或应急包,应急储存是接住它的容器。两项设施的共同前提是平时保持干燥、空置、可达。堆了砂箱或废料的事故坑,在判定上等同于没有事故坑。

第三条,「炉底、炉坑和事故坑,以及造型地坑、浇注作业坑和熔融金属转运通道等 8 类区域存在积水的」。水与熔融金属接触会在瞬间汽化,体积急剧膨胀,形成喷爆。这条把「积水」定为隐患,原因是水的来源太多:地下水位、屋面渗漏、冷却水泄漏、冲洗地面、消防试水。梅雨季与清洗作业是两类高发时点。工程上的应对是抬高炉体基础、做排水沟与集水坑、设置液位报警;管理上的应对是把积水检查写进班前点检。

第四条,「冷却水系统未设置出水温度、进出水流量差监测报警装置,或者监测报警装置未与熔融金属加热、输送控制系统联锁的」。水冷炉壁、水冷电缆、水冷结晶器是电炉的常见配置,漏水进入熔池会直接触发上一条的喷爆。这条的技术要点在「联锁」两个字:监测报警只做到提示,联锁才能在超限时自动切断加热与输送。只装表、不联锁,装置形同虚设。

四条判定项有一个共同点:它们全部指向设施与布局,没有一条指向操作规范。这个指向决定了整改的性质。加装联锁要停产接线,调整浇注跨布局要搬厂房,事故坑要挖、要做防水。安全投入在这一层属于资本开支,与环保投入记在同一类账上。

起重环节是熔融金属事故的另一个集中点,判定标准没有单列,风险仍然存在:吊运铁水包的天车需要可靠的制动配置,吊具要定期探伤,包衬要按包次检查。这些做法在行业内属于通行要求,本文未逐条核对其对应的现行规章条文,故只作工程实践提示。

粉尘的风险分两条线。一条是职业健康:砂处理、落砂、清理、打磨工序产生的粉尘含游离二氧化硅,长期吸入导致矽肺,防护靠密闭、除尘、个体防护三件事。另一条是粉尘爆炸:铝、镁铸件的打磨与抛光粉尘属于可燃金属粉尘,粉尘云遇点火源会发生爆燃,二次爆炸的破坏通常大于初次。这条线上的工程措施包括湿式除尘、防爆电气、设备接地、泄爆口朝安全方向。铸造厂的除尘系统普遍按除尘效率设计,可燃粉尘场景还要按防爆设计,两套要求叠加在同一个系统上,选型时容易漏掉后者。

有限空间在铸造厂分布很密:造型地坑、浇注坑、砂处理地沟与斗提底部、除尘器灰斗、砂库、炉膛与烟道检修口。这类空间的共同特征是进出口狭窄、通风不良、可能缺氧或积聚有毒气体。作业的基本顺序是隔离、通风、检测、监护、作业,五项缺一项都不能进人。清理除尘灰斗与检修炉膛是两类高发作业,前者可能积聚一氧化碳,后者可能残留未燃尽的焦炭。

安全与合规的关系在铸造行业有一处特殊:重大事故隐患的判定,同时是客户审核的否决项。一家厂被责令停产整顿,客户拿到的通知不会写原因,只会看到交期中断。

判断一家铸造厂的安全水平,看厂房布局与设施台账,比看培训记录更准。 四条重大事故隐患全部可以用图纸与现场核对确认,无须等事故验证。

第20章 重污染天气绩效分级对产能的影响

重污染天气应急减排把铸造列入 39 个重点行业之一,依据是《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南(2020 年修订版)》(仪征市生态环境局公开的建议答复)。分级评价看八个维度:装备水平及生产工艺、污染治理技术、排放限值、无组织排放、监测监控水平、环境管理水平、运输方式、运输监管。

八个维度里,前五个是硬件,后三个是管理。这个结构意味着绩效分级无法靠一次改造取得,它要求企业持续维持一套可核查的台账:治理设施运行记录、无组织排放巡检记录、监测数据联网状态、运输车辆进出登记。硬件决定评级的上限,台账决定评级能不能保住。

等级分 A、B、C、D 四级,引领性企业单列。预警分四级,从Ⅳ级到Ⅰ级逐级加严。不同等级在同一级预警下的减排比例不同。

表为《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南(2020 年修订版)》铸造行业差异化减排比例整理

绩效等级 Ⅳ级预警 Ⅲ级预警 Ⅱ级预警 Ⅰ级预警
B 级 ≥20% ≥30% ≥40% ≥50%
C 级 ≥30% ≥40% ≥50% ≥60%
D 级 ≥40% ≥50% ≥60% ≥70%

绩效分级评价为引领性或 A 级的企业,可自主采取减排措施。这一条在 A 级与 B 级之间划出实质性分界:B 级要按比例减排,A 级自己决定怎么做。

铸造行业的特殊性在熔炼工序的位置。铸件生产从熔炼开始,熔炼停,后面所有工序无料可做。地方预案对这一点的处理很直接:橙色预警期间,C 级企业的熔炼工序停产;D 级企业所有涉气工序停产,并停止公路运输(地方政府公开的重污染天气应急响应措施)。两条措施的实际强度不同:C 级停熔炼,等于全厂停摆,措辞落在工序上;D 级再加运输禁令,已完工的铸件也发不出去,库存压在厂里,交期从延迟变成无法承诺。

停产对铸造厂的成本影响,大于对多数制造业的影响。中频炉冷炉重启要重新烧结炉衬,反复起停会缩短炉衬寿命;冲天炉一旦停风,炉内焦炭与炉料要清空,重启的引燃与升温需要数小时;配好的炉料与造型好的砂型要重新安排,树脂砂的可用时间有限,隔夜砂型可能报废。这些损失不体现在减排比例里,体现在吨成本上。

激励的方向很清楚。山东的口径是:「2025 年秋冬季前未达到环保绩效 B 级及以上的企业,原则上不再纳入保障类企业」(同上)。保障类企业在预警期间可以少停或不停。这句话的实际含义是:B 级成为进入保障类名单的门槛,C 级与 D 级在秋冬采暖季失去生产的连续性。对以北方市场为主、交货期紧的铸造厂,绩效等级直接等于交付能力。

四个等级的排放限值具体数值,本次核验未取得原文,多份二手转述互相矛盾,本文不列。企业要确认本行业的分级指标,应查所在地生态环境部门发布的绩效分级技术指南与年度评级结果,以及重污染天气应急减排清单里本企业的条目。

对采购方,这一章给出一个可操作的判断:把供应商的绩效等级纳入交期风险评估。一家 C 级铸造厂在北方秋冬季节,可能因为一次橙色预警停掉熔炼,交期推迟数周;具体时长取决于预警级别与复产安排,本文未取得统计。同一区域的 A 级厂可以自主减排,交期受影响较小。同一张订单,报价相差几个百分点,交期风险可能相差一个量级。

绩效分级还改变了产能的计量方式。应急减排清单里的减排比例,是按清单核定的基准排放量计算;基准通常取正常生产条件下的排放量或产量。一家企业平时开工不足,预警期间的绝对减排量小,按比例执行反而容易;一家满负荷生产的厂,按比例减排就必须真实停线。这条算术让高产能利用率的厂在预警期间承压更大,与直觉相反。

绩效分级把「能不能连续生产」变成了一个可以评级的属性。 铸造厂的产能不再只由设备与订单决定,秋冬季节还由一张等级证书决定。

第21章 合规如何改变产能地理

前六章讲的是规则,这一章讲规则的空间后果。

最能说明问题的样本是泊头。河北日报 2025 年 8 月的报道给出的数字是:全市共有铸造企业 322 家,其中规模以上 79 家,集群企业年产值 260 亿元,年产铸件 200 万吨,占全国铸件总产量的 3.94%(河北日报报道)。同一篇报道里还有一句更关键:「288 家低端企业转产退出,铸造企业数量锐减近半,但生产效率却提高 2 倍以上」,时间为 2017 年至 2025 年累计。322 加 288 等于 610,退出比例 47.2%,与「锐减近半」吻合。

这组数字说明的机制是筛选。合规成本的主体是固定成本:除尘系统、绩效分级改造、监测联网、入园搬迁,每一项的绝对金额与产量关系不大。假设某项合规固定投入为 50 万元,摊到 5,000 吨上是每吨 100 元,摊到 500 吨上是每吨 1,000 元——这只是说明摊薄机制的算术例子,不代表任何企业的实际投入。规模越小的厂,单位合规成本越高,越早退出。泊头的 288 家退出与 322 家存续,是同一台筛子的两个出口。

需要提防一处口径混淆。泊头的设计产能是 400 万吨,实际产量 200 万吨,两者相差一倍(行业平台公开的泊头集群数据)。若用 400 万吨除以全国产量,会得出「泊头占全国 8%」一类的结论,与报道里的 3.94% 相差一倍以上。3.94% 是按 200 万吨与 2024 年全国 5,075 万吨算出来的(中国铸造协会 2024 年产量数据)。产能与产量的区别,在合规语境下还有一层含义:闲置产能是下一轮环保与能耗指标分配的分母,也是地方招商时的筹码。

同样在泊头,技改的账是另一面:「转型升级累计投资 68.06 亿元」,「87 家企业获评中国绿色铸造示范企业或中国绿色铸造企业」。留下来并完成改造的企业,拿到的是订单集中与资质背书。集群的中高端产品占比突破 50%,这个数字与 288 家退出发生在同一个七年里。

园区化是第二条空间后果。江苏溧阳竹箦镇的样本是:绿色铸造园区集聚全镇铸造企业 12 家,年铸件产量 30 余万吨,占当地铸件总产量的 60% 以上(新华日报报道)。12 家企业做出六成产量,这个比例本身就是集中度。园区的作用有两层:污染物集中治理,以及环境容量与土地指标的集中配置。对地方政府,园区让排放总量可控;对企业,入园是拿到排污许可与新增产能的前置条件。

宁波走了另一条路,把入园写成时间表与投资门槛。宁波市经信局 2021 年的文件提出「完成各类压铸相关企业规范提升 500 家」,到 2025 年「规范提升压铸相关企业 800 家」,并定下「规上压铸企业入园率 80% 以上」的目标;新改扩建的门槛是「压铸机、熔化炉等主体设备投资额在 1,000 万元以上;或压铸设备总数 5 台或总吨位 1,000 吨以上」(宁波市经信局)。设备投资 1,000 万元这条线,把新增产能的主体限定在有资本开支能力的企业;入园率 80% 的目标,则把存量企业从村里挪进园区。两个动作合起来,改变的是一个县域的工业用地结构。

地方之间的差异同样明显。山东莱州 2022 年的数据是 245 家铸造企业,其中规上 30 家、规下 215 家(莱州市工信局),规下企业占 87.8%。按同一份材料里的设备保有量推算,全市 500 余台中频电炉、350 余条造型线,平均每家企业约 2 台电炉、1.4 条造型线,这是本文依原始数据所作的推算,不属于官方统计。莱州的形态是数量多、单体小,与泊头数量减半、单体变大形成对照。两种形态对应两个阶段的合规压力:泊头已经过筛,莱州的筛选还在进行。

筛选还有一个容易被忽略的方向:订单转移。D 级或 C 级企业在预警期间停产,订单不会消失,会流向同区域能连续生产的 A、B 级企业。这一层转移不体现在企业数量统计里,体现在产能利用率的季节波动里。对采购方,这意味着同一集群内不同供应商的交期风险并不相同,评估要按企业做,不能按地区做。

园区化也带来新的约束。入园之后,土地、蒸汽、污水处理的价格由园区定价,企业的固定成本结构从「自有厂房、自建治污」变成「租金、服务费、按量计费」。这笔转换对现金流的影响,往往在入园第二年才显现。

合规把铸造的最小经济规模抬高了,抬高的部分主要来自停产的代价。 设备可以贷款买,停产期间的订单流失与客户切换没有补救办法。这条约束解释了产能为什么从行政村向园区集中,也解释了同一集群内企业数量的下降为什么快于产量的下降。

第四编 成本与装备

第22章 成本结构:金属料、焦炭与电、砂、人工、模具、环保

铸造的成本项按工序归集,可分八块:金属料、熔炼消耗的焦炭与电、造型材料(原砂、树脂、粘结剂、涂料)、人工、模具与工装、环保治理、折旧、外协加工。这八块在不同工艺之间的比例差别很大,同一工艺在不同产品上的比例同样差别很大。公开资料中没有覆盖全行业的成本结构统计,可核的完整拆分只有三家上市公司在问询回复中披露的精密件口径。

表1 三家精密件企业的成本构成(占营业成本比重)

项目 联合精密(2019—2021 年平均) 华翔股份(2021—2023 年平均) 百达精工(2021—2023 年平均) 三家平均
直接材料 36.72% 50.65% 45.58% 44.32%
直接人工 15.52% 17.64% 17.28% 16.82%
制造费用(含动力) 47.76% 31.70% 37.14% 38.87%

表为南特科技公开发行问询回复(2025-04-29)整理。直接人工与制造费用的三家区间分别为 15.52%—17.64%、31.70%—47.76%。

按表内三项四舍五入值相加为 100.01%,华翔股份单家三项合计为 99.99%。两者都说明披露的分母是营业成本,销售、管理、研发等期间费用不在其中。这决定了这张表的用法:它描述制造成本内部的分割,不能与毛利率、净利率放在一起讨论。

这张表最容易被误用之处在于口径。三家都是精密件企业,产品有机加工工序,直接材料里包含毛坯与部分外购件,制造费用里包含机加工设备折旧。用 44.32% 去推算一家纯砂型铸造厂的材料占比,方向会错。下文莱州的折算可以说明偏差的量级。

金属料的量级可以直接从现货指数看。我的钢铁网现货指数页面抓取于 2026 年 10 月 4 日,该页为实时行情,数值随交易日变化,本文未取得可存档的时点值;当时页面显示废钢价格低于铸造生铁。炉料中废钢比例提高,金属料成本随之下降,下降幅度取决于当日的生铁与废钢价差。

熔炼的燃料与动力在成本上是两条线。冲天炉用焦炭,同日的冶金焦现货指数为 1,390 元/吨;电炉用电,按第 23 章的电耗上限折算,每吨金属液 590—630 千瓦时。焦炭与电的比价决定哪条路线更省,比价随区域与季节变动。公开资料未取得按吨铸件归集的燃料动力成本口径,本文不给这一项的占比。

莱州提供了一个不同口径的对照。2022 年该市铸造企业年产铸件近 220 余万吨、营业收入 90 余亿元,两项相除,吨铸件营业收入约 4,100 元。以 抓取时点的指数代入,不计烧损与回炉,仅金属料一项就相当于吨收入的 60%—74%。两个年份不同,这一比例只作量级参照,不能当作 2022 年的实际成本;营业收入为集群企业口径,可能含非铸件业务,此处按全部计入处理。这一区间远高于前述 44.32%,原因是莱州以砂型铸铁件为主、机加工环节少,而精密件披露含加工。两个数字各自成立,跨口径套用则两项都错。

造型材料的成本由消耗量与补充量共同决定。原砂在系统内循环,真正的新砂采购量取决于旧砂回用率。2013 年《铸造行业准入条件》曾规定粘土砂回用率不低于 95%、呋喃树脂自硬砂不低于 90%、碱酚醛树脂自硬砂不低于 70%、水玻璃砂不低于 60%,该文件已由工信部 2019 年第 19 号公告废止,这组数值只能作为历史门槛引用。按回用率折算,同样周转 100 吨造型材料,粘土砂需补充新砂 5 吨,水玻璃砂需补充 40 吨,相差 8 倍。树脂与固化剂按砂重的一定比例加入,用量随砂芯复杂度与砂铁比变化,公开资料未取得可核的单价与单耗口径,本文不给数值。

人工成本在披露口径中占 16.82%,对应的是精密件企业,其自动化程度高于行业平均。砂型铸造的手工造型、制芯、清理三个环节用工人数最多,自动化改造的空间也最大;压铸的取件、去毛刺、检测同样依赖人工,但节拍由压铸机决定,人工主要影响设备利用率。

模具与工装是摊销项,摊销额等于模具总价除以分摊批量,批量越大,单件摊销越低。压铸的经济批量按企业工艺页给出的口径为 5,000 件/年以上,低压铸造为 1,000 件/年以上,这两个门槛背后是模具摊销与换模时间的共同作用。铸造模具的公开报价区间未取得,本文不给单价。

环保成本包括除尘、脱硫、挥发性有机物治理、废砂处置与在线监测。颗粒物与挥发性有机物的限值见第 16 章,绩效分级对产量的影响见第 20 章,此处只计成本项。除尘系统的运行费用由风量与过滤风速决定,风量又由排风罩的密闭程度决定,密闭程度是环保成本中弹性最大的一项。废砂的处置费用与再生费用之间的比较,取决于当地填埋价格与再生设备的投资,公开资料未取得统一口径。

成本结构随工艺、材质、批量与是否含机加工而变,任何一张通用占比表都不足以支撑报价。 可核的做法是把金属料按当日指数、熔炼按电耗或焦炭单耗、砂按回用率、人工按工时分别算出,再与同集群的同行对照。

第23章 熔炼:冲天炉、中频炉与双联熔炼

铸造车间的第一道工序是熔炼。熔炼装备决定三件事:能熔什么材质、金属液的温度与成分稳定性、每吨金属液的能耗。

冲天炉以焦炭为燃料,炉料从炉顶分层加入,热风从风口鼓入,铁料在下降中被预热、熔化、过热。长处是连续出铁、生产率高、热效率高,适合单一牌号的大批量生产;短处是成分调整能力弱、增碳增硫明显、烟气治理负担重。2013 年《铸造行业准入条件》曾要求现有冲天炉熔化率大于 3 吨/小时、新改扩建大于 5 吨/小时,该文件已由工信部 2019 年第 19 号公告废止,数值只作历史对照。2023 年三部委《关于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》提出推广短流程铸造,鼓励 10 吨/小时及以下的冲天炉改为电炉。指向是小容量冲天炉在环保与能耗两端都不占优。

中频感应电炉把工频电流变频后供入感应圈,炉料在交变磁场中产生涡流而升温。电炉的长处是成分与温度可控、可随时停开、无焦炭增硫;短处是电耗高、炉衬有寿命、对炉料洁净度敏感。2013 年准入条件的表 3 给出了无芯感应电炉(含中频)熔炼铸铁的电耗上限,表 4 给出了感应电炉炼钢的电耗上限。

表2 感应电炉熔炼电耗上限(千瓦时/吨金属液)

容量 熔炼铸铁 熔炼钢
0.5 吨及以下 — 730
1.0 吨及以下 630 720
1.5 吨 620 —
2 吨 610 710
3 吨 600 700
5 吨及以上 590 690

表为 2013 年《铸造行业准入条件》表 3、表 4(全文转载页)整理。铸铁列无 0.5 吨档,炼钢列无 1.5 吨档,两列容量分档并不完全对应。

这组数值均为上限,实测低于上限即为达标。实际运行中受炉料洁净度、起熔次数与保温时间影响,单炉次电耗可高于上限,这部分损耗只进电费。

双联熔炼把冲天炉与感应炉串联:冲天炉负责熔化,感应炉负责升温、保温与成分微调。既保留连续熔化能力,又取得成分控制。适用范围是同一牌号、大批量、连续浇注的场合,投资高于单用冲天炉,运行成本取决于焦炭与电的比价。

本院按上述参数做示例测算,说明电耗与良率的关系。输入为:1 吨合格铸铁件;工艺出品率(铸件净重÷浇注金属液重)70%;废品率 5%;熔炼烧损 3%;中频炉电耗 600 千瓦时/吨金属液,取 3 吨炉的上限值。计算得浇注金属液 1÷0.70÷0.95≈1.504 吨,熔炼电耗 1.504×600≈902 千瓦时,新金属料补充 1×1.03=1.03 吨,浇冒口与废件厂内回炉,不计入新料。敏感性为:工艺出品率降到 65%,电耗升到 972 千瓦时,升幅 7.7%;升到 75%,电耗降到 842 千瓦时,降幅 6.7%;废品率由 5% 升到 10%,电耗升到 952 千瓦时,升幅 5.6%。三个假设均为本院设定,仅用于演示算法,不代表任何企业的实际水平;电价按当地目录电价代入,本文不给统一单价。

按此示例,新料 1.03 吨全部按废钢指数计为 2,530 元,全部按生铁指数计为 3,135 元,相差 605 元。实际炉料是生铁、废钢与回炉料的混合,配比由材质、炉型与料源共同决定,公开资料未取得全国统一的配比口径。

烧损来自元素氧化与炉气带走。电炉的烧损低于冲天炉,炉料越干净、返回料越少,烧损越低。补偿方式是提高炉料中的生铁或增碳剂比例,这一部分直接进入金属料成本。

短流程铸造指高炉铁水不经铸锭、不经重熔,直接进入电炉调温调成分后浇注,省掉的是生铁重熔那一段 590—630 千瓦时/吨的电耗。落地条件是铸造厂与高炉的物理距离,以及铁水运输的温降控制。2023 年指导意见把短流程列为推广方向,实际布点受钢铁产能布局约束。

2013 年准入条件给出的综合能耗指标是吨铸铁不超过 0.44 吨标准煤、吨铸钢不超过 0.56 吨标准煤,属于历史门槛。现行的行业自治依据是中国铸造协会团体标准 T/CFA 0310021《铸造企业规范条件》,属团体标准、非强制,修订要求见工信部 2023 年文件。地方环评与园区准入若仍在引用 2013 年的数值,企业需要核对其引用依据是否已经失效。

熔炼的稳定性靠三样东西:炉前化学成分分析、金属液温度测量、炉衬管理。2013 年准入条件曾要求炉前配化学成分分析、金属液温度测量装备,这是十多年前的最低线。今天仍靠目测火花判断温度的企业,成分波动只能靠加大余量吸收,余量最终变成金属料与加工工时。

莱州的装备保有量可以看一个集群的熔炼面貌:245 家铸造企业共有中频电炉 500 余台(套),型号在 0.25—4 吨之间。平均每家约 2 台(本院推算)。4 吨的上限意味着单炉次金属液量有限,大型铸件需要多炉合浇,温度落差与成分偏差要在工艺上处理。

熔炼路线的选择,是把成本押在焦炭还是电上、把质量控制押在连续生产还是分炉调整上的选择。 焦炭与电的比价、当地的排放要求、产品的材质与单件重量,三项共同决定路线,没有一条路线在所有条件下都优。

第24章 造型线与制芯

造型把型砂紧实在模样周围,形成铸型型腔;制芯做出铸件的内腔与复杂孔道。两道工序决定了铸件的尺寸精度、表面粗糙度与内部缺陷的发生率。

造型方式按机械化程度分三类。手工造型用地坑或砂箱,捣砂、起模、修型全靠人工,适合单件、小批量与超大件;机器造型用震压或微震压实机构紧实型砂,配以翻箱、起模、下芯、合箱的机械动作;自硬砂造型用树脂与固化剂在砂箱内自行硬化,不需要烘干,砂型强度高、尺寸稳定。三种方式的工艺差别见第 2 章,此处只谈装备与产能。

造型线的产能由四个参数决定:造型节拍(箱/小时)、每箱件数、单件净重、年有效作业小时。写成式子:

年铸件产量(吨)=造型节拍×每箱件数×单件净重(吨)×年有效作业小时×一次合格率

本院示例测算:一条 60 箱/小时的造型线,每箱 2 件,单件净重 8 千克,年有效作业 4,000 小时,一次合格率 95%,则小时产量 0.96 吨,年产量约 3,648 吨。五个输入均为假设,用于说明算法。实际产线中,每箱件数由工艺布置决定,单件净重由产品决定,年有效作业小时由订单饱和度与检修安排决定,一次合格率见第 26 章。

造型线的投资与换型时间是一对矛盾。节拍越高,换型所需的工装调整越复杂:模板要换、砂箱要换、下芯机构要调、抓取位置要重新示教。因此高节拍线适合单一品种的长周期生产,多品种小批量更适合手工造型或自硬砂单箱造型。压铸的对应关系不同,压铸机换模以小时计,模具的热平衡需要重新建立,经济批量按企业工艺页口径在 5,000 件/年以上,这个门槛同样由换模与模具摊销共同决定。

制芯按固化方式分三类。热芯盒用加热的芯盒使树脂固化,能耗高、芯盒寿命短;冷芯盒用三乙胺气体催化固化,效率高、砂芯尺寸精度好,尾气需要处理;自硬砂芯靠树脂与固化剂在常温下硬化,适合大砂芯与单件生产。砂芯的质量直接决定内腔的尺寸与表面,也决定清理工序的工作量。砂芯越复杂,制芯工位越多,造型线与制芯线的节拍匹配越难,这是自动化造型线上最常见的瓶颈位置。

砂处理是造型线的配套系统,包括旧砂冷却、磁选、破碎、再生、混砂。旧砂再生率决定新砂补充量与废砂排放量。2013 年准入条件给出的历史门槛是水玻璃砂再生回用率不低于 60%、呋喃树脂自硬砂不低于 90%、碱酚醛树脂自硬砂不低于 70%、粘土砂不低于 95%,该文件已由工信部 2019 年第 19 号公告废止,这组数值只作对照。再生方式分机械再生与热法再生,水玻璃砂的再生难度最高,这也是它的回用率门槛最低的原因。2023 年指导意见提出,到 2025 年铸造废砂再生循环利用达到 800 万吨以上,这个目标把再生能力从企业内部的成本问题变成了区域性的配套问题。

砂型铸造的精度边界决定了它的适用面。按行业百科词条的对比,砂型铸造的表面粗糙度为 Ra 50—12.5 微米,100 毫米基准的尺寸公差为 ±1.0 毫米,铸铁的最小壁厚为 3—4 毫米(行业常见工艺区间,本文未取得可引的具体来源),五类工艺的完整对比见第 5 章。这三个数值的含义是:加工余量要按 ±1.0 毫米的公差再加表面缺陷层来留,薄壁结构在 3 毫米以下难以稳定成型。铸件的精度要求超出这一范围时,工艺要么改,要么增加机加工。

消失模用泡沫模样代替木模或金属模,模样留在砂型内被金属液气化,没有分型面、没有拔模斜度,尺寸精度优于普通砂型,工艺原理见第 3 章。泊头 2024 年的集群数据里,实型铸件年产量占全国 50% 以上,说明当地是全国消失模铸件的主要产地;本地工艺构成没有公开占比,本文不作推断。消失模的代价是泡沫模的一次性消耗与气化产物的收集处理。

砂型 3D 打印把模样与砂型的制造合并为一步,省掉模具,适合新产品的首件与中小批量。2023 年三部委指导意见把无模铸造与砂型 3D 打印列入产业化应用方向。它的成本结构与批量相关:单件成本高,随批量上升迅速下降,与模具摊销的成本曲线相交的位置决定了它经济适用的批量区间。

装备保有量可以看莱州。2022 年该市 245 家铸造企业共有各类造型线、射芯机等主要造型装置 350 余条(套),平均每家约 1.4 条(本院推算)。这个密度说明多数企业是单线配置,一条线承担全部产品,换型频繁,节拍难以拉满。装备数量与产能之间没有固定换算关系,同样的线数可以做出不同的产量,差别在节拍利用与合格率。

造型与制芯的装备水平,最终落在三个可测的量上:尺寸公差能否稳定在标准档内、换型时间能否压缩、旧砂再生率能否达标。 三者的改善都要投设备,也都要停产,这是铸造厂技术改造中最难排期的一段。

第25章 清理、热处理与机加工的一体化程度

清理是铸件从砂型中取出之后的全部工序:落砂、切除浇冒口、清砂、打磨、焊补、抛丸。这一段工序的粉尘、噪声与劳动强度在铸造车间里最高,也是GB 39726—2020 把落砂清理列为八个管控工序之一的原因。该标准表 1 对落砂清理环节的颗粒物限值为 30 毫克/立方米,冲天炉为 40 毫克/立方米,数值据多地环评批复交叉核对,本文未取得可公开访问的原文链接,标准元信息见国家标准全文公开系统。

清理的装备按自动化程度分档。手工清理用角磨机、切割片、风铲,工位分散、粉尘难收集;机械清理用抛丸机,按工件形态分为履带式、吊钩式、辊道式与转台式,抛丸同时完成清砂与表面强化;机械手打磨把打磨工位集中到封闭房内,配除尘系统,粉尘捕集效率高于分散工位。清理的自动化程度直接影响两个成本项:打磨工时与除尘系统的运行费用。

铸件热处理的目的有三个:消除铸造应力、改善组织与切削性能、达到力学性能要求。灰铸铁件通常只做去应力退火;球墨铸铁件做退火或正火以获得所需的基体组织;铸钢件按牌号分为退火、正火、调质;铝合金铸件做固溶与时效。热处理炉按作业方式分为台车式、井式与连续式,按热源分为电、天然气与燃料油。热处理的成本项是能耗与工时,质量问题是变形与硬度不均。厚大断面的铸件在热处理时内外温差大,残余应力释放不彻底,后续机加工时才显现变形,这类问题的返工成本远高于热处理本身的成本。

加工余量的确定是一体化谈判中的技术细节。余量留小了,铸件表面的脱碳层与粘砂层加工不掉,加工后露出缺陷;余量留大了,金属料与机加工工时都被浪费,厚大断面的致密度还可能不足。余量的取值要按铸件尺寸公差、表面粗糙度、热处理变形量与装夹方式共同确定,双方的图纸与工艺文件必须一致,口径不一致时按图纸标注执行。

清理之后是机加工。铸造厂与机加工的关系有三种形态。

第一种是只交毛坯。铸件清理、检验后出厂,机加工由客户完成。这种形态下,铸造厂的责任边界在毛坯尺寸与材质,加工余量按标准或图纸留出。

第二种是毛坯加粗加工。铸造厂提供基准面与主要孔位的粗加工,客户做精加工。粗加工的价值在于把铸造公差带来的余量不确定性消化在厂内,减少客户的一次装夹。

第三种是成品交付。铸造、清理、热处理、机加工、表面处理、装配全部在厂内完成。这种形态下,直接材料占营业成本的比重落在 36.72%—50.65% 的区间,人工与设备折旧被加进成本。三家精密件企业的披露口径属于第三种形态,这也是第 22 章提醒不能把它当作纯铸造成本结构的原因。

一体化程度提高,收益有三项。运输成本下降,尤其是单件重量大的铸件;二次装夹误差消除,基准统一;交期由一家控制,责任边界清晰。代价是资本开支上升与柔性下降:机加工设备按铸件的最大尺寸配置,产品切换时机床的调整时间长,小批量订单的单位加工成本高于专业机加工厂。

铸件的单件重量决定运输半径。砂型铸造企业的能力页给出的范围是 0.3 公斤至 20 吨,树脂砂线的单件范围为 60 至 15,000 公斤。20 吨级的铸件运输需要特种车辆,运费按超限件计,销售半径被运输条件压住。泊头的大型机床铸件占全国 25%、泵阀铸件占 35%、汽车覆盖件模具铸件占 16%,重型件占比高,与运输约束下的就近配套相互印证。

焊补是清理工序的一部分,也是质量争议的高发点。铸件的气孔、缩松、裂纹在清理后暴露,焊补可以挽救一部分废品。焊补需要工艺评定,焊材、预热温度、层间温度、焊后热处理、检验方法,都要在工艺文件里写死。客户的接受程度写在技术协议里,有的客户允许焊补但不允许在受力部位,有的客户完全禁止。技术协议不写这一条,交货时按各自理解执行,争议由此产生。

清理、热处理与机加工的一体化程度,决定了铸造厂在供应链上的位置:只交毛坯的厂按吨报价,交成品的厂按件报价,两种报价之间差的是工序,也是责任。 采购方比价时若不区分这两种形态,比较的就不是同一件东西。

第26章 良率:废品率、返工与批次一致性

铸造的废品按发现位置分两类。内部废品在厂内检验时发现,损失的是已经投入的金属料、熔炼能耗、造型工时与砂;外部废品在客户机加工或装配时发现,损失还包括运费、客户停线损失与信誉。两类废品的成本差可以达到数倍,这是检测投入的经济依据。

废品的形态与工艺相关。砂型铸造常见的是夹砂、缩松、错箱、偏芯、浇不足;压铸常见的是气孔、缩孔、冷隔、粘模、变形;熔模铸造常见的是尺寸超差、表面缺陷、脱壳、内腔多余物。形态不同,成因不同,控制手段也不同。夹砂来自型砂强度不足或浇注温度过低,缩松来自补缩不足,气孔来自型腔排气不畅或金属液含气量高。

废品率有两个口径:按重量计与按件数计。按重量计时,一件 2 吨的机床铸件报废与一件 2 公斤的压铸件报废,对分母的贡献相差千倍;按件数计时,两者的权重相同。对外报价与内部考核必须用同一个口径,否则同一批产品会有两个废品率,两个数字都对,也都不能互相比。

全国铸造行业的废品率没有公开统计,本文不给数值。可以给的是废品率对成本的放大关系。沿用第 23 章的示例测算:工艺出品率 70%、熔炼电耗 600 千瓦时/吨金属液,废品率由 5% 升到 10% 时,为交付同样 1 吨合格铸件所需的浇注金属液由 1.504 吨升到 1.59 吨,熔炼电耗由 902 千瓦时升到 952 千瓦时,升幅 5.6%。金属料的补充量不变,废件厂内回炉;增加的是熔炼能耗、造型工时与砂的消耗。若废品在客户处发现,还要加上往返运费与客户端的处置成本。

批次一致性比废品率更难量化。同一牌号在不同炉次之间的化学成分波动、同一模具在不同模次之间的尺寸漂移、同一批砂型在不同时段的硬度差异,都属于批次一致性问题。客户在装配线上感受到的,往往是一批零件里有的能装、有的不能装,单件超差只在抽检报告上出现。

球墨铸铁的批次一致性有一个特殊约束:孕育处理后的铁液会随时间衰退,球化率与石墨形态随之恶化,从孕育到浇注的时间必须控制在工艺规定的窗口内。窗口的长短取决于铁液温度、孕育剂种类与处理方式。生产组织上的含义是:熔炼、造型、浇注三个环节的节拍必须匹配,任何一段的等待都会消耗孕育效果。这也是双联熔炼在球铁大批量生产中被采用的原因之一,保温与调温能力让节拍匹配有余地。

返工包括焊补、校正、重新热处理、重新抛丸。返工件的判定要有标准:返工后按什么条件复检、复检合格是否等同原产品、返工次数是否设上限。这些条款写进技术协议,交货时才有依据。返工的成本低于报废,但返工件的疲劳性能与致密性可能低于原件,这一点在承压件与安全件上尤其重要。

批次追溯的载体是炉批号。炉批号把化学成分、熔炼记录、浇注时间、热处理曲线、检验结果串在一起。GB/T 40805—2021《铸钢件 交货验收通用技术条件》把质量证明书列为交货验收的必备内容,出口订单常用的 EN 10204 3.1 证书要求可追溯到炉批号。没有炉批号管理的车间,出了质量问题只能整批召回,成本按批量计。

废品率的统计周期同样影响判断。按班统计用于过程控制,按炉统计用于追溯,按月统计用于考核。三种周期的数值不同,按班的波动最大,按月的波动被平均掉。用月度数据判断某一次工艺调整的效果,样本量往往不足,调整的效果会被正常的班次波动掩盖。企业对外报出的废品率若无周期说明,这个数字本身无法比较。

过程控制的落点是三张记录:炉前化学成分、型砂性能(水分、紧实率、强度、透气性)、浇注温度与时间。三张记录每班必做,数据量不大,覆盖的却是绝大多数废品成因。统计过程控制在这些数据上的应用,把判定从事后提前到过程中,前提是测量系统的重复性与再现性足够。记录不做、或做了不分析,检测设备再多也只能事后分选。

良率的改善要先解决可见性:没有炉批号与过程记录,废品率只是一个结果数字,成因无从追溯。 检测投入的顺序应当是先过程记录、再无损检测、最后才是自动化。

第27章 检测手段与装备水平的分层

铸造的检测按对象分五层:炉前的金属液、造型用的型砂、铸件的尺寸、铸件的内部、铸件的表面与力学性能。每一层的装备、标准与判定方式都不同,装备水平的分层沿着这五层展开。

炉前检测的两项基本内容是化学成分与温度。化学成分用直读光谱仪或碳硫分析仪,取样后数十秒出结果,用于调整炉料配比;温度用热电偶或红外测温仪,出铁温度与浇注温度分别控制。球墨铸铁还要做球化率的炉前判定,常用热分析法,按凝固曲线的特征判断球化与孕育效果。2013 年准入条件曾把炉前配化学成分分析、金属液温度测量装备列为要求,这是十多年前的最低线。行业实践中,直读光谱仪用于熔炼过程中与出炉前的快速成分分析,三坐标测量机用于与数模比对,X 射线或工业 CT 用于探测内部缩孔、气孔与裂纹,这三类设备构成了检测能力的主干。

型砂检测的项目是水分、紧实率、湿压强度、透气性与有效粘土含量。这些指标决定砂型的硬度、起模性与抗夹砂能力,检测设备是型砂试验机,投资不高,但需要每班做、留记录。旧砂再生系统的检测还包括灼烧减量与含泥量。

尺寸检测从卡尺、高度尺、划线平台开始,到三坐标测量机与三维扫描。三坐标的测量结果可以与计算机辅助设计的数模直接比对,输出偏差云图,适用于首件与模具验证;批量生产的在线检测更多用专用检具与视觉测量。尺寸判定的依据是GB/T 42124.3—2025,该标准修改采用 ISO 8062-3:2023,2025 年 5 月 30 日发布、2025 年 12 月 1 日实施,代替 GB/T 6414—2017。采购合同若仍引用旧标准号,需要核对图纸与验收条款的版本。

内部缺陷用超声检测与射线照相检测。超声检测依据GB/T 7233.1—2023,适用于经过晶粒细化热处理且壁厚不超过 600 毫米的一般用途铸钢件,不适用于奥氏体钢及奥氏体铁素体双相不锈钢,马氏体不锈钢可参考执行;高承压铸钢件按 GB/T 7233.2—2023 执行。射线照相检测依据GB/T 5677—2018《铸件 射线照相检测》。超声对面积型缺陷(裂纹、未熔合)更敏感,射线对体积型缺陷(气孔、缩孔)更敏感,两者的检出能力互补,不能互相替代。

表面与近表面缺陷用磁粉检测与渗透检测。GB/T 9444—2019《铸钢铸铁件 磁粉检测》适用于铁磁性材料的表面与近表面缺陷,GB/T 9443—2019《铸钢铸铁件 渗透检测》适用于非多孔性材料的表面开口缺陷,不锈钢与铝合金铸件用渗透检测。

力学性能检测用单铸试块或附铸试块,做拉伸、硬度、冲击。试块的取样位置、数量与试验方法由材质标准规定,验收指标按牌号确定。试块的力学性能代表的是试块,厚大断面与关键部位的铸件本体性能要另行验证,两者的差别在厚壁件上不能忽略。

把上述检测能力与装备组合起来,可以看到三个层次。第一层是手工造型配中频炉,检测靠目视、卡尺与送检的化学分析,能满足一般机械零件的尺寸与外观要求,交不出可追溯的化学成分与无损检测报告。第二层是造型线配直读光谱与抛丸清理,具备炉前快速分析、硬度与拉伸试验能力,尺寸检测用专用检具,能承接汽车与通用机械的批量件,按 GB/T 40805—2021 出具质量证明书。第三层是自动线配在线检测、三坐标与超声射线,具备炉批号全程追溯与统计过程控制能力,能承接承压件、出口件与安全件,按 EN 10204 3.1 出具检验证书。三个层次之间的差别落在质量证据链的完整度上,设备清单只是外在表现。

装备数量可以给出一个粗略的分层印象。莱州 245 家铸造企业保有中频电炉 500 余台(套)、各类造型线及射芯机 350 余条(套),按企业数平均,每家约 2 台电炉、1.4 条造型装置(本院推算)。同一集群内,规上企业 30 家、规下企业 215 家,装备的分布并不均匀。平均值只说明集群的装备密度,不说明单厂的装备水平。

检测的成本项包括设备折旧、耗材、人工与停机。超声与射线的检测比例由技术协议规定,比例越高,成本越高;比例由 100% 降到抽检,成本下降的幅度与批量相关。报价时把检测方法、标准号、检测比例与验收级别写清楚,比笼统写「探伤合格」更能控制成本,也更能避免交货争议。

检测手段的分层,决定了铸造厂能进入哪一类供应链:能出证书的厂进入主机厂体系,出不了证书的厂留在二级配套与维修市场。 这项能力的建设周期长于造型线,因为它的核心是人员与记录,设备只占其中一部分。

第五编 采购与验证

第28章 如何验证一家铸造厂(现场看的十件事)

铸件的外观可以照着样品做,过程记录做不出来。采购方到厂一次,按物料进厂到成品出货的顺序看十项,每一项都有可以当场判定的过关线与必须追问的问题。下面的清单可以直接带进车间。

一、熔炼与炉前成分分析

看什么:炉台旁有没有直读光谱仪,光谱仪是否开机,当班有没有分析记录。行业内的常见做法是在熔炼过程中与出炉前用直读光谱仪做快速成分分析(检测配置说明)。

过关:本批每一炉都有分析记录,记录上有炉号、取样时间、元素含量与判定人;光谱仪有标样,有点检或校准记录。

追问:成分不合格时如何调整,调整后是否复检;成品是否另取本体试样复检。十余年前的行业准入门槛曾要求炉前配化学成分分析与金属液温度测量装备(2013年准入条件转载),这条底线今天仍做不到的厂,过程控制基本为空。

二、炉号与批次追溯

看什么:每一炉是否有唯一炉号,炉号能否串起浇注记录、热处理炉次、成品标识、发货单与质量证明书。GB/T 40805-2021 把质量证明书列入铸钢件交货验收的内容(标准信息)。

过关:随机抽一件成品,当场能翻出它的炉号、成分、浇注日期与热处理曲线。

追问:一包铁水浇不同牌号时如何分炉号;外协件回厂后是否另给炉号。炉号断在哪里,追溯就断在哪里。

三、砂处理与型砂检测

看什么:有没有旧砂处理设备与混砂机,型砂是否做紧实率、湿压强度与含水量检测。

过关:当天有型砂检测记录,混砂机有配料记录,新旧砂比例可查。

追问:废砂去哪里。2013 年的准入门槛曾给出旧砂回用率要求,粘土砂不低于 95%,呋喃树脂自硬砂不低于 90%(历史条款);2023 年三部委文件提出,到 2025 年铸造废砂再生循环利用达到 800 万吨以上(指导意见)。废砂去向既是环保风险,也是成本项。

四、造型线与砂型质量

看什么:造型线在不在转,是手工造型还是机器造型,砂型硬度是否抽检。

过关:造型线当班在产,砂型有硬度抽检记录,模板有编号与固定存放位置。

追问:一天换几次模。换模频繁的厂,尺寸一致性风险高,模具定位与紧固件的磨损会直接反映在壁厚偏差上。

五、浇注

看什么:浇注温度怎么测,浇注时间是否记录,浇包是否烘烤。

过关:每包有温度记录,浇注工序有工艺卡,卡上写明牌号、温度区间与浇注顺序。

追问:球化处理与孕育处理的记录在哪里(球铁件);同一包水浇多箱时,后几箱的温度如何控制。浇注环节没有记录,前两道工序的数据就无法对应到成品。

六、清理、热处理与焊补

看什么:热处理炉有没有温度记录仪与随炉曲线,铸件焊补有没有审批与记录。

过关:热处理曲线能与炉批号对应;焊补有部位、数量、焊工与检验记录。

追问:焊补件是否单独标识,是否在质量证明书上注明。焊补后打磨,外观与母材一致,是到货检验最难发现的一类。

七、检测能力

看什么:有没有万能材料试验机、硬度计与金相显微镜;无损检测是自有还是外协。

过关:试验机在检定有效期内,有近期试样与断口留存;外协检测能出示外协方资质与报告原件,报告写明方法、标准号、等级与比例。

追问:力学性能试样是附铸试块还是单铸试块,取自本体哪一部位。取样位置决定了报告能否代表铸件本体。报告日期早于本批投产日期的,不能作为本批依据;外协检测还要看送样由谁执行。

八、废品与不良品去向

看什么:废品区、返修区与报废台账。随机点三件报废件,要求当场找出对应记录。

过关:有按月的废品率统计,并按缺陷类型分开(缩孔、气孔、砂眼、裂纹、尺寸);报废件与台账能对上。

追问:废品率的分母是浇注件数还是合格件数;报废件是回炉还是外售。回炉料比例没有记录,成分波动的源头就查不到。

九、环保与安全硬件

看什么:熔炼、造型、浇注、落砂、清理各工序的除尘是否运行;熔炼炉有没有紧急排放与应急储存设施;炉底、炉坑与浇注坑有没有积水。后两项与人员聚集场所设置,在《工贸企业重大事故隐患判定标准》中列入重大事故隐患(应急管理部令第10号)。

过关:除尘设备在运行并有运行记录;炉坑干燥;熔融金属吊运跨与浇注跨的地坪区域内,没有会议室、休息室一类人员聚集场所。

追问:上一次重污染天气预警期间停了哪些工序。绩效分级 C 级企业在橙色预警期间熔炼工序停产,D 级企业所有涉气工序停产(预警措施)。停产记录比自我介绍更能说明企业在当地的实际位置。

十、订单结构与外协清单

看什么:车间在产的是什么件、批量多大,哪些工序外协。

过关:能给出外协工序清单与外协方名称,熔炼与浇注不外协。

追问:外协件回厂是否复检,外协方变更是否通知客户。外协清单划定了这家厂的真实能力边界;机加工与热处理外协,意味着交期与质量都多了一个不可控环节。

十项看完,可以得到一个判断:这家厂的过程是有记录,还是有说法。记录可以抽样核对,说法只能靠信任。采购方要带走的是一份可以核对的记录,口头的承诺无法核对。

第29章 标准与证书:材质牌号、力学性能、无损检测

铸件合同里最容易含糊的三处,是材质牌号、验收标准与检测条款。三处都写清楚,争议会少很多;有一处写含糊,到货后的判定就要重新谈判。

一、材质牌号

合同上只写「铸铁」「球铁」「铸钢」,等于没有约定材质。牌号把材料类别与最低性能要求编码在名称里,具体代号与数值以所采用的材料标准为准。写法是牌号、执行标准、热处理状态三项齐全,图纸、合同、质量证明书三处一致。客户图纸引用国外牌号时,应附一份对照说明与等效性声明,由双方技术负责人签字。供方自行换算牌号,风险留在采购方一侧。

二、交货验收标准

铸钢件有专门的交货验收通用标准:GB/T 40805-2021《铸钢件 交货验收通用技术条件》,2021 年 10 月 11 日发布,修改采用 ISO 4990:2015(标准信息)。该标准覆盖订货要求、技术要求、检测和试验方法、检验规则、标识、质量证明书、包装和运输。ISO 4990 现行版本为 ISO 4990:2023,2023 年 11 月 9 日发布(ISO 4990:2023)。该标准的适用对象是铸钢件;铸铁件的交货验收条款要在合同里逐项约定,只写「按国标验收」无法执行。标准文本以发布机构的正式版本为准,复印本与网页摘要仅供参考;合同引用标准号时,应写明标准名称与年份。

三、力学性能怎么约定

力学性能的验收项目通常包括抗拉强度、屈服强度、伸长率与硬度,具体项目与指标由牌号对应的材料标准规定。合同不应自行填写数值,应引用牌号与标准,再写明试样形式。铸件的力学性能试样分三种:单铸试块、附铸试块与本体取样,三者的冷却条件不同,测出的数值不可直接比较。合同要写明用哪一种、取自哪个部位、每批取几件。报告上未注明试样形式与位置的,按资料不完整处理。报告还应写明试样编号、取样日期与试验设备编号;同一批出具多份报告的,编号要能互相对上,试样编号与炉批号对不上,报告就无法归批。

四、尺寸公差标准的换版

尺寸公差是铸件争议里出现频率最高的一项,而它刚刚换过版。GB/T 6414-2017 的状态已为废止,废止日期 2025 年 12 月 1 日(标准状态);替代它的是 GB/T 42124.3-2025,2025 年 5 月 30 日发布,2025 年 12 月 1 日实施,修改采用 ISO 8062-3:2023(新标准、采标关系)。技术协议、图纸标注、检具与三坐标程序如果仍按旧版执行,换版之后出具的检验报告会出现引用已废止标准的问题。采购方要在协议里写明按哪一版执行,并约定过渡期的判定规则。

五、无损检测

四种方法的分工按标准本身的适用范围划分:超声与射线查内部缺陷,磁粉与渗透查表面及近表面缺陷。

超声检测依据 GB/T 7233.1-2023《一般用途铸钢件 超声检测》,2023 年 3 月 17 日发布,2023 年 10 月 1 日实施,代替 2009 版(标准信息)。该标准适用于经过晶粒细化热处理且壁厚不超过 600 mm 的一般用途铸钢件,不适用于奥氏体钢及奥氏体铁素体双相不锈钢,马氏体不锈钢可参考执行(适用范围)。高承压铸钢件另用 GB/T 7233.2-2023,2023 年 5 月 23 日发布,2023 年 12 月 1 日实施。

射线照相检测依据 GB/T 5677-2018《铸件 射线照相检测》,2018 年 9 月 17 日发布,2019 年 4 月 1 日实施(标准信息)。磁粉检测依据 GB/T 9444-2019《铸钢铸铁件 磁粉检测》,渗透检测依据 GB/T 9443-2019《铸钢铸铁件 渗透检测》,两项均为 2019 年 8 月 30 日发布,2020 年 3 月 1 日实施(磁粉、渗透)。

合同条款要写成方法、标准号、检测等级或验收级别、检测比例、检测时机五项齐全。只写「探伤合格」四个字,争议时无法执行:谁探、按什么标准探、探多少、毛坯探还是粗加工后探,全部没有约定。材质的边界也要写进条款:奥氏体钢与双相不锈钢不适用 GB/T 7233.1-2023,照抄标准号会遇到标准不适用的反驳。检测比例与验收级别直接决定检测成本,也决定漏检概率;比例写在合同里,验收级别写在报告里,两处不能只写一处。

六、证书

国内订单按 GB/T 40805-2021 交货验收,供方随货提供质量证明书。出口订单与外企订单常要求 3.1 型检验证书(EN 10204 或 ISO 10474),该型证书由制造厂的独立检验代表签发,可按炉批号追溯(示例证书)。收到证书核三处:证书上的炉批号与实物标识一致;证书的检验项目覆盖合同要求;签发人与签发日期齐全。第三方检测报告只对来样负责,抽样由谁执行,决定了报告的证据力。证书的签发日期也要看:报告只对送检的那一批负责,日期早于本批熔炼日期的报告,与本批没有对应关系。

七、到货复验

到货复验有三种做法:文件审核、抽样送检与全检。文件审核核对炉批号、证书项目与检测报告;抽样送检把样本送到买方指定的第三方实验室;全检只对关键件使用,破坏性检测的样本无法回到成品。三种做法的成本差别很大,按失效后果配置,比一律全检更可持续。

八、验收记录归档

验收记录至少保存到整机质保期结束。归档内容包括炉批号清单、质量证明书、无损检测报告、力学性能报告、热处理曲线与让步接收单。出口订单还要保存检验证书与报关单据的对应关系。记录不全时,客户投诉的追溯只能依靠回忆。

九、证书能证明什么

2019 年 6 月 3 日起,《铸造行业准入条件》及三批公告名单已废止(废止公告);现行行业自治依据是中国铸造协会团体标准 T/CFA 0310021《铸造企业规范条件》,团体标准非强制(2023年工信部文件)。证书能证明体系与送检样品,不能证明到货的这一批。 采购方要做的是把证书与炉批号、随货记录绑在一起核对。

第30章 首件、试制与小批量的验证流程

铸件的验证分三段:样件、首件、小批量。三段各回答一个问题,能不能做出来、按正式条件做出来是什么样、连续做能不能保持一致。三段合成一段,常见的结果是样件合格、量产不合格,而合同里没有留下可以追责的节点。

一、样件阶段:验证可制造性

样件可以用简易模、手工模或快速成形做,目的是把图纸上的不可铸结构提前暴露:壁厚低于工艺下限、圆角过小、拔模斜度不足、加工余量不够、砂芯无法安放或无法清除。砂型铸造的最小壁厚,铝件大于 3 mm、铸铁件 3 至 4 mm、铸钢件大于 5 mm;熔模铸造通常可做到 0.7 mm。这些数字是行业常见工艺区间,本文未取得可引的具体来源,具体到某一结构还要看尺寸与形状。

样件阶段要留下问题清单与图纸修改建议,只写「样件合格」的结论没有用处。样件合格也不能作为量产依据,样件通常由最好的师傅、用最宽松的条件做出来。样件的数量与验证项目应在技术协议中列明,只做一件、只看外观的确认,覆盖不了装配与后续加工。

二、首件阶段:验证正式条件

首件必须使用正式工装、正式工艺文件、正式操作者与正式检验,四项缺一,首件报告就失去意义。首件检验的项目要覆盖尺寸全检(按技术协议约定的公差标准与等级,现行版本为 GB/T 42124.3-2025,见第29章)、材质(炉前成分加本体试样)、力学性能、硬度、金相(如合同约定)、无损检测(按合同的方法、等级、比例)、重量、标识与追溯。

首件报告要有测点图。没有测点图的报告只有结论,没有过程,复核时无法判断测的是哪个面、以哪个基准。报告上还应写明测量设备的编号与检定有效期。首件测量用的量具与检具要与量产检验一致:用三坐标做的首件、用卡尺做的量产检验,两者能检出的偏差不同,首件合格不能保证量产检得出。专用检具应随首件一同验收。

模具验收与首件验收同时做。模具的材质、分型面、浇注系统、排气与冷却、模具编号、设计模次,都要写进验收单。模具产权与存放地点写进合同,转厂时才不会出现模具无法取回的情况。首件应由生产线的常规班次制作,不得挑选操作者与设备;由样品组专门制作的首件,验证的是样品组的能力。首件不合格时的处置方式也应在协议中写明:返修、重做,还是重新开模。

三、小批量阶段:验证稳定性

小批量要连续做多批。每批的尺寸实测值与缺陷类型都要记录,单看合格判定发现不了分布上的漂移。每一批记录炉号、造型班次、浇注温度、热处理炉次与操作班组,把这几个变量与尺寸实测值、缺陷类型放在一起看,才能判断波动的来源。

小批量阶段最容易暴露三类问题:换班次后的尺寸漂移、换料后的成分波动、修模后的壁厚变化。三类都属于过程变更,应当在合同里约定通知义务。小批量的批量大小由订单与工艺稳定性决定,合同中可以约定最低验证批次数与每批数量,避免供方用一件合格品应付。

四、变更控制

以下变更应书面通知并重新验证:生铁、废钢与回炉料的比例变化;型砂与粘结剂体系变化;模具修模或更换;关键工序外协方变更;热处理参数变化。模具修模是最容易被忽略的一项,外观、标识与包装都不变,只有尺寸在动。变更记录要留痕:谁提出、何时生效、影响哪些批次、重新验证的结论。没有留痕的变更,争议时无法证明供方已尽通知义务。

五、抽样与判定规则

抽样方案要写明批量、样本量、判定数组与不合格分类。铸件的不合格通常分三级:致命缺陷影响安全或功能,严重缺陷影响装配或寿命,轻微缺陷只影响外观。三级用同一个判定数,等于把致命缺陷按外观处理。不合格分类应在合同附件中逐项列出,判定口径在首件阶段由双方确认。

验收还要约定争议时的复检规则:复检的取样位置、复检机构、复检费用的承担。三项都不写,复检会变成第二轮谈判。

六、转量产的门槛

转量产前应完成:连续多批的尺寸分布数据、缺陷率趋势、包装与物流验证、文件包齐套(图纸版本、技术协议、首件报告、材质证明、检测报告、热处理记录)。门槛应设在数据上,连续多批的分布与趋势比首件那一件更能说明问题。

文件包应在首批交货时随货提交,不等客户索要。它的价值在争议发生时才显现:炉批号、热处理曲线与检测报告三者能对上,责任划分就有依据;对不上,双方只能回到实物剖切,成本高且结论未必唯一。

七、让步接收

首件或小批量不合格时,供方常提出让步接收。让步接收要书面,写明偏差项、偏差量、适用批次与有效期,并由买方技术负责人签字。让步只对注明的批次有效,不能顺延到后续批次。把一次让步当成长期标准,后续批量的争议就失去了判据。

八、费用归属

样件费、试制费与模具费要在合同里分开写。模具费通常单独计价,产权随付款条件转移;样件费按件计,试制费按批次计。费用归属不清,试制中途重新谈价的情况并不少见。模具费的支付节点应与模具验收、首件合格两个节点绑定,不宜一次付清。

第31章 常见质量纠纷的形态

铸件的质量纠纷有固定的几种形态。每一种的成因、举证方式与合同预防手段都不同,混在一起谈,只会得到加强沟通一类没有用处的结论。

一、尺寸超差

成因有三种:图纸基准与铸造基准不一致;公差等级未约定,供方按最粗等级做;标准换版,GB/T 6414-2017 已于 2025 年 12 月 1 日废止,由 GB/T 42124.3-2025 替代(标准状态、新标准,详见第29章)。

举证靠三坐标报告、测点图与首件封样。没有封样与测点图,双方对各测哪一处都无法达成一致。

预防的写法是:技术协议写明公差标准、等级、基准与测量方法,并约定争议时以哪一份报告为准。

尺寸争议还常出现在加工余量上。铸造公差与加工余量是两套要求,图纸只标成品尺寸,毛坯尺寸由供方按余量推算。余量不足,机加工后出现黑皮;余量过大,加工工时上升。技术协议应附毛坯图,把余量单独标注,不让供方自行推算。

二、材质不符

最常见的成因是合同只写「铸铁」或「球铁」,没有写牌号。供方按能满足成分的最低档交付,成分合格,性能不足。成分与性能之间隔着热处理与冷却条件,成分单项合格推不出力学性能合格。

第二种成因是试样位置。试样取自浇道、单铸试块或附铸试块,与本体冷却条件不同,报告上的数字无法代表铸件。

举证靠本体取样复检与第三方检测。预防的写法是:合同写全牌号、执行标准、试样位置与热处理状态。牌号对不上时,先比标准版本,再比牌号代号,最后比性能指标,顺序颠倒会把版本差异误判为材质造假。

三、内部缺陷

缩孔、气孔、夹渣在毛坯上不可见,粗加工后才暴露。争议焦点通常落在缺陷是否处于允许范围内,有无缺陷本身少有分歧。

成因有三项:检测方法与等级未约定;检测时机未约定,毛坯探还是粗加工后探差别很大;加工余量内的缺陷判定规则缺失。

举证靠缺陷图谱、剖切与复探。预防的写法是:合同写明方法、标准号、等级、比例、时机,以及加工后暴露缺陷的处理规则。

缺陷是否允许,还取决于铸件的使用部位与受力方向。同一处缩孔,在非受力面可以接受,在承力面则不可接受。合同若只写不得有缩孔,判定就无从落地;按部位分级判定,才具备可执行性。

四、焊补

焊补是铸造行业的常规返修手段,争议出在信息披露。焊补后打磨,外观与母材一致;质量证明书上不注明,采购方无从知晓。

预防的写法是:合同约定允许焊补的部位、数量上限、审批流程、标识方式与证明书记录要求。关键承力件可以约定禁止焊补。焊补记录要能落到具体件号,只写本批焊补若干处,无法判断哪一件焊过。

五、重量偏差

按重量计价时,重量偏差直接是金额;按件计价时,重量偏差影响加工余量与刀具寿命。两种计价方式下的争议方向相反,合同要先把计价方式写清楚。

预防的写法是:约定重量公差带与加工余量,并在首件时实测确认。重量公差的测量方法也要约定:单件称重与批次平均的结论可能不同,抽样的件数与判定规则应一并写明。

六、力学性能与热处理

成因有三种:热处理批次混批;随炉试样与本体状态不同;试样数量与位置不足以代表整批。

举证靠热处理曲线、炉批号对应关系与试样编号。预防的写法是:约定随炉试样的数量与位置,热处理记录随货提供。

七、批次一致性

首件合格,量产漂移。诱因是换班次、换料、修模与外协变更。

举证要把首批与到货批的实测值并排比较,单批的合格证说明不了漂移。预防的写法是:合同写入过程变更通知义务与重新验证条款。这一条执行得好,前面六类纠纷会少很多。批次一致性的争议常在合作稳定之后出现,前几批的合格记录反而会削弱买方的举证。

八、交付、模具与单据

模具产权不清,转厂时无法取回;质量证明书与实物炉批号对不上,出口报关或客户审核时才发现;外协件回厂未复检,责任落在最后一道工序。

预防的写法是:合同写明模具归属、编号、存放地点与移交条件;单据随货;外协清单备案。

九、表面处理与涂装的责任划分

铸件进入涂装线之前,表面可能已经存在砂眼、气孔与夹渣。涂装后起泡、脱落,责任可能在铸造,也可能在前处理。举证的顺序是:先做涂层附着力试验,再剖切起泡部位,看缺陷起点在基体还是在涂层界面。合同上要把表面处理的验收标准与前处理责任写清楚,跨工序的质量问题,责任划分比检测本身更重要。

十、图纸版本与设计变更

图纸改版后,模具、检具、三坐标程序与检验卡要同步更新。实际生产中常见的断点是:图纸到了采购手上,模具还在按旧版修,检验卡仍是旧版。到货尺寸对不上,双方各拿一版图纸。预防的写法是:技术协议约定图纸版本号与变更通知流程,每次改版由双方签认,旧版图纸与模具同时封存。

纠纷的形态可以列举,成本很难列举。能在合同里写清的部分,不要留到到货后谈判。

第32章 铸件在供应链中的位置:信息不对称与验证成本

铸件是典型的中间件。它按上游图纸成形,交给下游加工装配,自身很少以品牌形式出现在终端。采购方能看到图纸与来货,看不到铁水、砂型与热处理曲线。这种信息结构,使铸件长期被当作黑箱处理:给出牌号与图纸,收到零件,中间的过程由供方自行负责。

一、知识不随产品交付

铸件的价值在形状,知识在过程。同一个零件,不同厂用不同的浇注系统、不同的砂、不同的冷却条件做出来,外观可以一样,内部质量与寿命不一样。工艺知识不随产品交付,图纸上也不会写。采购方拿到的是一个几何体,判断依据只剩尺寸、外观与证书。

工艺知识的不外显,也解释了同一张图纸在不同厂做出来、价格存在明显差异的原因:差价里有一部分是工艺路线,有一部分是检测与过程控制,这两项在报价单上通常看不到。

二、缺陷的不可见性

内部缺陷要靠超声、射线或破坏性剖切才能发现;表面缺陷可以通过打磨、焊补与涂装掩盖。检测本身是抽样的,覆盖率有限。到货检验能拦住尺寸与外观,拦不住缩孔与夹渣。

检测手段的配置差异也很大:直读光谱仪用于熔炼过程与出炉前的成分分析,三坐标测量机用于与数模比对,X 光或工业 CT 用于探测内部的缩孔、气孔与裂纹(检测配置说明)。设备存在不等于数据可信,没有设备则一定没有数据。

无损检测的报告只覆盖被检测的那一部分,未被检测的区域仍然未知。抽样的代表性取决于比例与部位,比例与部位不写进合同,报告再完整也只说明样本合格。

三、质量成本后置

铸件的缺陷往往在机加工、装配甚至客户端才暴露。此时责任链已经过了铸造、机加工、表面处理、装配四道环节,缺陷归属需要剖切与检测才能判断。后置的质量成本,使采购方在到货时倾向于放行,把风险转移至下一道工序。

四、行业结构

2020 年生态环境部的口径,全国铸造企业约 2.3 万家(生态环境部);同一份材料提到,排位靠前的 4,500 家企业铸件产量占总产量的 70% 以上。企业数量多、单厂规模小,采购方逐家建立过程认知的成本很高。长尾企业缺少公开信息,验厂又只能看到当天,黑箱由此固化。长尾企业公开信息少,不等于制造能力弱;头部企业的过程记录也不必然完整。规模只是筛选的起点,替代不了验证。

五、制度供给的缺口

2013 年的《铸造行业准入条件》已于 2019 年 6 月 3 日废止(废止公告)。现行行业自治依据是中国铸造协会团体标准 T/CFA 0310021《铸造企业规范条件》,团体标准非强制(2023年工信部文件)。

强制性的约束落在环保与安全上。GB 39726-2020《铸造工业大气污染物排放标准》对金属熔炼、造型、制芯、浇注、落砂清理、砂处理、铸件热处理与表面涂装八个工序规定了排放限值(标准信息、标准解读);重污染天气绩效分级则直接决定预警期间停哪些工序。这些门槛约束的是排放与安全,不直接约束铸件的内在质量。外部可以用一张排污许可证判断企业是否合规,却无法用同一张证判断它做的铸件好不好。

六、采购链条的断点

铸件经常经由贸易商或中间商进入整机厂,铸造厂不出现在合同上。每增加一层,炉批号、检测报告与责任主体的传递就多一次断点。断点本身不产生质量问题,追溯成本会随断点数量上升。

中间商也有其作用:垫资、拼单、集合小批量订单、承担物流与库存,都是整机厂不愿意自己做的环节。问题出在质量信息的传递,不在中间商的存在本身。可行的做法是要求中间商在合同中披露生产厂,并随货传递炉批号与检测报告。

七、价格锚定的惯性

铸件常按吨或按件报价,比价容易,比过程难。采购考核偏向单价时,验证强度会被压缩到最低。铸件在整机物料清单中的金额占比通常不高,失效后果却可能很大,采购注意力与风险并不匹配。黑箱能够长期存在,是因为打开它的成本由采购方承担,收益却分散在整机的寿命里。

比价时容易忽略的是验证成本。两家报价相同的厂,一家每批出具完整的检测报告,另一家的报告只覆盖首件,实际的风险敞口不同。把验证要求写进询价文件,让所有报价在同一组要求下比较,比价才有意义。

八、把黑箱变成灰箱

可行的动作有四个:其一,炉批号追溯,把每件成品与熔炼、浇注、热处理记录绑起来;其二,过程记录随货,至少包括炉前成分、浇注温度与热处理曲线;其三,第三方检测介入抽样,抽样环节由买方或第三方执行;其四,分级验收,按失效后果把铸件分成关键件、重要件与一般件,配置不同的检测强度。

四个动作都做不到位时,验厂与证书就成了替代品。它们提供当天的印象与体系的证明,不提供这一批的数据。分级验收的划分依据是失效后果,与单价无关;安全件、承力件与外观件的检测强度应当分开,把检测预算平均分配,等于把强度从最需要的地方挪走。

铸件被当成黑箱,源于信息在供应链上的分布,降低黑箱程度需要成本,这部分成本最终会进入单价。采购方要决定的是:为哪些铸件、买到什么程度的可见性。

第六编 展望与边界

第33章 产能集中与区域分工的走向

讨论铸造产能的集中,先要确定总量的位置。中国铸造协会的口径是,2020 年全国铸件产量 5,195 万吨铸造行业「十四五」发展规划,2024 年 5,075 万吨中国铸造协会、同比下降 2.2%协会数据转述,数据见协会发布图,文字页未列,2025 年 5,230 万吨、同比增长 3.1%,为历史第二高点2025 年度行业数据。五年之间净增 35 万吨,折合 0.67%。总量处在平台期:在总量不再扩张的条件下,集中只能是存量在企业之间的再分配,增量带来的自然集中不会发生。

存量再分配有可核的样本。河北泊头 2025 年 8 月有铸造企业 322 家,其中规模以上 79 家,集群企业年产值 260 亿元,年产铸件 200 万吨,按 2024 年全国产量计算的占比为 3.94%河北日报 2025-08-25。同一篇报道给出的累计变化是,2017 年以来 288 家低端企业转产退出,铸造企业数量锐减近半,生产效率提高两倍以上;集群中高端产品占比突破 50%,转型升级累计投资 68.06 亿元。若以现有 322 家与累计退出的 288 家相加,退出前的基数约为 610 家,剩余 52.8%,与「锐减近半」的表述相符。

这组数字说明,企业数量减半与产量、产值可以并存。退出的是低端产能,集群仍保有 200 万吨铸件产量与 260 亿元产值。减少的是企业数,产出规模仍在。

同一个省内存在相反的样本。山东莱州 2022 年有铸造企业 245 家,其中规上 30 家、规下 215 家;年计划产能 300 万吨,实际年产铸件近 220 万吨,年营业收入 90 余亿元莱州市工信局 2022-05-23。规上企业占 12.2%,八成以上是规下企业。莱州的产量按计划产能折算为 73.3%,泊头按行业平台口径的 400 万吨设计产能折算为 50%。两个比值只能说明设计产能与实际产量之间存在距离,不能当作开工率使用,原因见第 35 章。

两个样本放在一起:集中并未作为全国统一进程出现,泊头在退出,莱州仍保留 215 家规下企业。四个可核集群按规上数与企业数折算的占比分别为泊头 24.5%、宁国约 57%宁国市经信局、常州约 40%常州市工信局、莱州 12.2%,高低相差四倍以上,企业规模结构的地方差异明显。本文不据此推算全国,四个数字的年份与统计对象并不一致,详见第 35 章。

区域分工的第一条轴是材质。2025 年灰铸铁占 40.2%、球墨铸铁占 27.2%、铸钢占 12.3%、铝(镁)合金占 17.3%,四项合计 97.0%,其余为铜合金、镁合金与其他2025 年度行业数据。砂型铸造以铁为主,压铸以铝为主,材质分布因此对应两套不同的产业地理:前者靠近机床、泵阀、管件与重机,后者靠近整车与消费电子。

第二条轴是件重与组织形态。泊头的大件结构有公开表述:大型机床铸件占全国 25%、泵阀铸件占 35%、汽车覆盖件模具铸件占 16%,工量具平台铸件占全国 60%、实型铸件超过全国 50%行业平台口径。这组比例由行业平台发布,未见政府原文,本文按转述引用。江苏溧阳竹箦是园区化的样本:园区集聚全镇铸造企业 12 家,年铸件产量 30 余万吨,占当地铸件总产量的 60% 以上新华日报 2023-06-08;2023 年全镇铸件产量 30 万吨、销售收入 38 亿元扬州网转新华日报 2024-07-28。

第三条轴是下游距离。2025 年汽车行业铸件需求量 1,580 万吨,占 30.2%,增幅 5%2025 年度行业数据。汽车用铸件的增速 5% 高于全国铸件产量 3.1% 的增速;2024 年汽车占比为 29.6%协会数据。按两年占比与总量折算,汽车用铸件需求一年增加约 78 万吨,而全国总产量增加 155 万吨,汽车约占增量的一半。其余需求领域为铸管及管件、矿冶重机、工程机械、内燃机及农业机械、机床工具、发电设备及电力[同上]。压铸件多为中小件,砂型集群承接机床、泵阀、管件等大件,后者对运输的敏感度更高,服务半径因此更短。

材质结构的变化比总量变化更明显。铝(镁)合金铸件 2020 年为 680 万吨,2025 年为 905 万吨,五年增长 33.1%,年均复合增长率 5.88%,占比由 2023 年的 16.4% 上升至 2025 年的 17.3%2025 年度行业数据。以 2020 年 680 万吨与当年总产量 5,195 万吨折算,2020 年的占比为 13.1%。以两组数字相减,铝镁铸件五年增加 225 万吨,同期全部铸件只增加 35 万吨,其余材质合计减少约 190 万吨。这一推算是两组协会口径数字的算术结果,协会并未发布对应的分材质增减表。

出口的地理在移动。2024 年 1—11 月,20 个税则号出口总量 557 万吨、同比增长 12.5%,出口总额 156 亿美元、同比增长 5.9%中国铸造协会整理,2025-01-16。2025 年 1—9 月,同口径出口总量 476.3 万吨、同比增长 4.4%,出口总额 132.3 亿美元、同比增长 3.7%;其中对美国出口 103.4 万吨、同比下降 11.9%,出口金额 31.6 亿美元、同比下降 5.4%中铸协数据转载。按这组数字计算,美国占出口量的 21.7%、占出口额的 23.9%。总量仍在增长而对美下降,增量由其他市场承担;本文没有分国别全表,不能指出具体去向。

两组数据不能直接连成一条曲线。2024 年 1—11 月与 2025 年 1—9 月的统计区间不同,2025 年全年数据未取得。海关「铸制品」20 个税则号只覆盖一部分铸件,汽车零部件、随主机出口与有色金属铸件大量不在其中,协会在每期月报中都附有这段说明[同上]。出口只能读同口径下的方向,不能当作中国铸件出口总量。

集中的制度条件在第三编已经展开,这里只归纳方向。2013 年《铸造行业准入条件》已于 2019 年 6 月 3 日废止工业和信息化部公告 2019 年第 19 号,现行行业自治依据是中国铸造协会团体标准 T/CFA 0310021《铸造企业规范条件》(2019 版),属非强制性标准工业和信息化部 2023 年指导意见。规模门槛退出后,实际约束来自排放标准与绩效分级,考核对象是工序与装备,达标成本中含固定支出;固定支出按产量摊薄,规模小的企业负担更重。具体机制见第 16 章至第 20 章。

全国集中度无法用数据回答。可核的只有一个历史口径:约 2.3 万家铸造企业,排位靠前的 4,500 家企业的铸件产量占总产量的 70% 以上生态环境部 2020-12-29。按这两个数字折算,约两成企业承担七成产量。该口径的时点在 2019—2020 年,2025 年的企业总数与 C3391/C3392 两个铸造小类的存量均未取得,因此「集中度是否提高」在全国层面没有分母,只能停留在集群个案。

在总量平台期内,集中表现为存量再分配;区域分工由材质、件重与服务半径划定,单一成本优势解释不了集群之间的差异。

第34章 替代工艺:锻压、粉末冶金、增材制造

讨论铸造的替代,先要限定问题的范围。同一个零件改用另一种工艺,通常要改结构、改加工余量、改验收方法,图纸不会原样转移。替代因此发生在设计阶段,采购阶段只能选择已经被设计确定的工艺。判断一种工艺能否进入某个零件,可以看四项能力:能否形成该几何、能否达到该性能、能否承受该批量、能否被现有检测体系验收。以下按这四项比较锻压、粉末冶金与增材制造,铸造侧的能力区间见第 5 章。

锻压的成形原理是固态金属在模具中塑性变形,晶粒沿材料流动方向拉长,形成流线组织。它的能力集中在力学性能:组织致密,没有凝固收缩形成的缩孔与缩松,承载与抗疲劳性能好。边界集中在几何:锻件不能形成复杂内腔与深孔,需要分模面、拔模斜度与较大的圆角,飞边与加工余量使材料利用率低于近净成形工艺;锻模成本高,后续机加工量大。典型件是曲轴、连杆、齿轮坯、法兰与轴类。以疲劳寿命为首要指标的受力件,锻件通常是优先选项;以复杂内腔、薄壁与零件集成为主要诉求的件,锻压做不到。

粉末冶金的成形原理是金属粉末在模具中压制成形,再在保护气氛中烧结,颗粒之间形成冶金结合。能力是近净成形、材料利用率高、孔隙率可控,含油轴承与过滤材料利用的正是孔隙。边界有三条:形状受压制方向限制,侧向孔、倒锥与复杂内腔需要后续加工或分体组合;密度沿压制方向形成梯度,性能不均匀;压模成本高,只有大批量才能摊薄。典型件是齿轮、链轮、连杆、轴承套与汽车发动机、变速箱中的小型结构件。小件、大批量、轴向可压制,是粉末冶金的适用范围;大件与复杂内腔仍由铸造承担。

增材制造的成形原理是材料逐层堆积并形成结合,金属件常见粉末床熔融与定向能量沉积,砂型则用粘结剂喷射。能力是几何自由度:随形冷却水道、点阵结构、内部流道可以一次成形,不需要模具,单件与小批的交付周期短。边界是成本与后处理:单件成本高,堆积速率限制了批量;成形尺寸受设备腔体限制;表面粗糙度与尺寸精度通常需要后续加工;残余应力与各向异性需要热处理或热等静压消除;粉末管理、支撑去除与无损检测构成一条新的后处理链。典型应用是航空航天复杂件、医疗植入体、注塑模随形冷却镶件与样件。

增材制造与铸造的关系有两层,需要分开。一层是替代铸件本身:金属增材直接成形零件,零件不再经过熔炼与浇注。另一层是替代铸造的造型工序:砂型 3D 打印直接打印砂型与砂芯,取消木模与金属模,铸造仍然是铸造。2023 年三部委的指导意见把「一体化压铸成形、无模铸造、砂型 3D 打印」并列为铸造行业的先进工艺方向工业和信息化部 2023 年指导意见。在政策口径里,砂型 3D 打印属于铸造,不属于替代铸造。把两层混为一谈,会把造型工序的进步误读为铸件被替代。

四项能力的定性对照见表。

维度 砂型铸造 锻压 粉末冶金 增材制造
成形时的材料状态 液态充型后凝固 固态塑性变形 粉末压制后烧结 逐层堆积并结合
几何自由度 中,砂芯可形成内腔 低,受分模面与拔模限制 中低,受压制方向限制 高,内部流道与点阵可一次成形
模具与工装 木模、金属模、砂芯盒 锻模、切边模 压模 无模具
适用的批量方向 单件至大批量 中批至大批量 大批量 单件至小批量
后续加工量 中 大 小 视零件而定
典型缺陷 缩孔、缩松、气孔、夹砂 折叠、流线切断、充不满 孔隙、密度梯度、烧结变形 残余应力、各向异性、未熔合

表为工艺能力维度的定性对照,不含产量、成本与市场规模数据;铸造侧的具体参数见第 5 章。

铸造侧有成熟的交货验收标准,这是它在替代比较中常被忽略的一项能力。GB/T 40805-2021《铸钢件 交货验收通用技术条件》规定了订货要求、技术要求、检测和试验方法、检验规则、标识、质量证明书、包装和运输,修改采用 ISO 4990:2015标准信息;一般用途铸钢件的超声检测有 GB/T 7233.1-2023标准信息。一套可以写进合同的验收方法,降低了采购方判断质量的成本,也构成工艺转换的摩擦:换一种工艺,验收方法要跟着换。

三条判断规则可以从上面的对照中得出。

第一条,失效模式决定工艺族。若零件的失效来自疲劳或整体承载,锻压的致密组织与流线是优势;若零件的关键要求来自密封、流道或薄壁结构,铸造的内腔成形能力是优势;若零件小、批量大、形状沿一个方向可压制,粉末冶金的近净成形是优势;若零件的几何超出模具的可分性,增材制造进入候选。一个零件同时要求抗疲劳与复杂内腔时,工艺选择变成取舍,不存在同时满足两项要求的单一工艺。

第二条,批量决定模具的分摊。模具费按件分摊,批量越大,模具工艺的单位成本越低;批量越小,无模具工艺的相对优势越明显。同一零件在样件阶段与量产阶段可能采用不同工艺,转换节点由批量决定。

第三条,检测能力决定替代能否落地。采购方要验收一种新工艺的零件,需要对应的标准、设备与人员。铸造的检测体系完备,替代工艺各自的验收方法本文未取证,因此无法判断它们在具体订单中的可验收性。这一条属于交易成本,与技术能力无关。

本文不给替代率,也不给市场规模。取证未取得锻件、粉末冶金件与增材制造件的同口径产量,未取得砂型 3D 打印的设备保有量与产能,也未取得替代量。可以确认的只有政策口径把无模铸造与砂型 3D 打印列为发展方向,方向不等于规模。任何「某年替代多少万吨」的说法,在现有公开数据下都无法核实。

四类工艺的边界由几何、批量与失效模式共同划定;在这些维度不重叠的场合,它们之间不构成替代关系。

第35章 本文的数据边界

本文的数据分三类:本院企业库的关键词匹配结果、政府与统计部门的公开文件、行业协会与上市公司的披露。三类来源的统计对象不同,本文的处理办法是分别标注、不合并。

自有数据的总量与地理分布见第 8 章,这里只列与边界有关的三个数:主体 56,563 家、参保人数合计 271.08 万人、有参保记录的主体 35,283 家。第三个数字占 62.4%,其余 37.6% 的参保人数为零或缺失。省份前八合计 40,711 家,占 72.0%;区县前八合计 4,878 家,占 8.6%。

区县前八合计 4,878 家,只占 8.6%,说明主体数在县级层面分散,没有出现一个占比很高的单点;完整县级分布未取得,本文不据此判断整条分布是否长尾。县级层面的分散与关键词命中的机制有关:命中密度取决于名称与经营范围中工艺词的出现频率,不取决于产能。产业带里的贸易商、配套厂与下游车间大量使用工艺词,命中密度因此偏高。

口径必须写明:库内行业字段只到大类(C33 金属制品业),没有 C339/C3391/C3392 的代码标记,这 56,563 家由工艺关键词匹配得到,未经行业代码筛选。关键词匹配同时带来漏召回与误召回。

漏召回的方向是低估。名称与经营范围不含「铸造」「铸件」「压铸」「熔模」「精密铸造」「砂型」「球墨」「灰铁」等词的企业不会被计入,包括下游整机厂的自用铸造车间、以「机械」「五金」「金属制品」命名的专业铸造厂、只做来料加工的小厂,以及已停产但仍在库中的主体。「含铸造工序企业」占有相当比例,漏召回对这一部分影响最大。本文无法估计漏召回的比例,因为没有独立的企业名录可以对照。

误召回的方向是高估,而且可以校验。有两个例子。其一,泊头在本院企业库中命中 692 家,泊头市 2025 年的官方口径是铸造企业 322 家河北日报,前者是后者的 2.15 倍。其二,武进区一地命中 639 家,而常州市工信局 2024 年的口径是全市铸造企业 600 多家常州市工信局答复,一个区的命中数超过全市的官方企业数。两组对比只能得出一个结论:关键词命中的对象宽于「铸造企业」的行政口径,包含贸易商、设备与材料供应商、模具厂、检测机构与下游自用车间。这个数字既不能当作铸造企业总数,也不能当作专业铸造厂数。

参保数据是申报口径。企业年报中的参保人数受申报质量影响,与统计口径的从业人员不可直接比较。把 271.08 万人除以全部 56,563 家,得到每家企业 47.9 人;这个平均数把 37.6% 的零参保主体计入分母,没有解释意义。只算有参保记录的 35,283 家,平均为 76.8 人。两个数字都不能用于计算人均产值。

公开统计只到大类。五经普第三号公报的表 3-2 列出金属制品业(C33)法人单位 45.5 万个、从业人员 765.1 万人,表 3-3 列出同一大类营业收入 62,365.1 亿元国家统计局第五次全国经济普查公报(第三号)。铸造分属 C3391 与 C3392 两个小类,二者同属中类 C339,位于 C33 之下;公报不列中类,中类的企业数、从业人员与营业收入均未取得。45.5 万个法人不能当作铸造企业数,也不能按比例拆分:C33 还包含大量非铸造的金属制品企业。

同一套普查的两份公报存在一处小差异:第二号公报的制造业法人单位为 404.9 万个国家统计局第五次全国经济普查公报(第二号),第三号公报表 3-2 为 404.8 万个。本文引用后者。

集群数据不全,年份与定义也不一致。表列的是本文能够确认的集群口径与缺口。

集群 可核口径 数据期次 来源 缺口
河北泊头 铸造企业 322 家、规上 79 家、产量 200 万吨、产值 260 亿元 2025 年 8 月 河北日报 设计产能 400 万吨与从业 2.8 万人来自行业平台,未见政府原文
安徽宁国 耐磨铸件企业 170 余家、规上 97 家、产值 120 亿元 2022 年 宁国市经信局 2025 年底为上下游企业 170 余家、产值突破 120 亿元中国质量报,两个 170 的含义不同
江苏常州 铸造企业 600 多家、规上约 240 家 2024 年 5 月 常州市工信局 全市产量与产值未公布
江苏溧阳竹箦 园区 12 家、产量 30 余万吨;全镇 30 万吨、销售收入 38 亿元 2023 年 新华日报、扬州网 园区与全镇两个 30 万吨的关系未说明
浙江宁波 压铸产能约占全国 10%、全省 42%;到 2025 年规范提升 800 家 2021 年 宁波市经信局 压铸企业总数未在市经信局文件中出现
山东莱州 铸造企业 245 家、规上 30 家、产量近 220 万吨、营收 90 余亿元 2022 年 莱州市工信局 无更新年份
江苏全省 铸造企业 3,000 多家 2024 年 江苏经济报 营业收入只有「居全国前列」,无具体数
山东临清、广东佛山、江苏无锡 未取得 — — 临清市政府公开材料只有轴承产业口径;佛山市区统计未单列铸造业;无锡 2023 年后无市级官方口径

表为公开资料核查结果整理,核查日 2026-10-18。

这张表不能用于集群排名或加总。各行的年份从 2021 年到 2025 年不等,统计对象在「铸造企业」「上下游企业」「规范提升目标」「园区集聚企业」之间切换。把不同定义的数字相加,得到的不是全国集群总量。本文引用集群数据时逐条标注年份与定义,不做跨集群比较。

成本数据来源分散,不能合成吨成本。三家精密件上市公司披露的直接材料占比为 36.72%、50.65%、45.58%,平均 44.32%;直接人工占比平均 16.82%;制造费用(含动力)占比平均 38.87%南特科技问询回复。这组数字的口径是精密件,含机加工,纯铸造直接套用会高估材料占比、低估人工与折旧。原料端只有一处来源:抓取于 2026 年 10 月 4 日的我的钢铁网现货指数页面,该页为实时行情,数值随交易日变化,本文未取得可存档的时点值。能耗端可用的是 2013 年准入条件的无芯感应电炉(含中频)电耗分档,容量 1 吨及以下为 630 千瓦时/吨金属液以下、5 吨及以上为 590 千瓦时/吨金属液以下2013 年准入条件全文转载,这是当时的分档限值,行业平均值未取得。树脂砂与电价各自占吨铸件成本的比重,本文未取得可核的公开口径。三部分无法相加,因此本文不给吨铸件成本,也不给成本结构的百分比。

取证文件标注「未取得」的项目,本文一律不填数。除上表的三个集群缺口外,还包括:2025 年分材质绝对吨数、全国造型线与中频炉保有量、树脂砂与电价占吨成本的比重、重污染天气绩效分级的四级具体排放限值、2025 年全国铸造企业总数。

取证文件按 A、B、C、D 四级标注可靠性,本文的处理是:A 级直接引用并挂原始发布页;B 级写明「转述」或「行业平台口径」;C 级只作背景,不写具体数字;D 级一律不用。B 级的典型是 2024 年分材质吨数与泊头的 400 万吨设计产能、2.8 万从业人员;C 级只作工艺举例。

标准与政策有时间边界,核查日为 2026-10-18。铸件尺寸公差标准已于 2025 年 12 月 1 日换版:GB/T 6414-2017 于 2025 年 12 月 1 日废止标准状态,GB/T 42124.3-2025 同日实施,修改采用 ISO 8062-3:2023新标准信息。2023 年指导意见的多项目标年份是 2025 年,完成值本文未取得,引用时写作目标,不写作实绩。

本文的方向性判断可用,绝对值不可引用;行业总量、集中度与替代率三类结论,都受上列缺口的约束。

第36章 本文未解决的问题

以下是本文在写作中确认无法回答的问题。每项写明缺什么数据、缺了会导致哪一类结论无法成立、补齐需要什么调查。这些问题多数源于分母缺失,少数源于数据未公开。本章引用的数字均已在第 33 章与第 35 章标注来源,此处不再重复链接。

第一项,行业存量与规模分布。缺 C3391/C3392 两个铸造小类的企业法人单位数、从业人员、营业收入,以及按营收或按产量分档的企业规模分布。五经普公开表只到 C33 大类,中类数据需要《中国经济普查年鉴 2023》。缺了这些数据,无法计算全国单厂平均规模与集中度,也无法判断泊头的「企业数减半、产量不减」在全国是否具有代表性。本文只能用 2020 年生态环境部的 2.3 万家与前 4,500 家占产量 70% 以上的历史口径,时点已过五年。同样无法判断本院企业库的 56,563 家相对 C339 是偏高还是偏低,因为分母本身没有权威值。

第二项,产能与产量的分离。全国没有统一的铸件产能口径,地方口径只出现在集群材料中:泊头设计产能 400 万吨(行业平台口径)、实际产量 200 万吨,莱州计划产能 300 万吨、实际产量近 220 万吨。设计产能属审批与规划口径,实际产量属统计口径,两者的比值不能当开工率。缺企业级的产能台账与开工率调查,因此无法回答「过剩多少」与「环保限产实际闲置了多少产能」。这两个问题决定了集中是成本驱动的退出,还是行政限产的结果,本文无法区分。

第三项,集群口径的统一。缺临清、佛山、无锡的官方铸造口径;现有集群数据的年份从 2021 年到 2025 年不等,统计对象在「铸造企业」「规上企业」「上下游企业」「园区企业」之间切换。缺统一调查,无法做集群排名,无法量化产能从一个集群向另一个集群迁移的规模。第 14 章讨论的迁移只能依据企业个案与地方规划,不能给出净迁移量。补齐需要一次统一年份、统一定义、覆盖主要集群的企业名录调查。

第四项,成本与能耗。缺树脂砂、电价、人工、模具、环保在吨铸件成本中的分项占比;缺产线级的电耗实测与良率统计。现有的 590 至 630 千瓦时/吨金属液是 2013 年准入条件的电耗限值,行业平均值未取得;三家精密件公司的成本结构含机加工,纯铸造的成本结构未取得。缺了这些数据,无法计算吨成本,无法做电价敏感性分析,也无法比较砂型、压铸与精密铸造的成本曲线。第 22 章只能给出成本项清单与公开价格,不能给出结构比例。

第五项,替代工艺的渗透率。缺锻件、粉末冶金件、增材制造件的同口径产量,缺砂型 3D 打印的设备保有量与产能,缺三类工艺在原有铸件用途中的替代量。铸造协会有铸件产量的年度统计,其他三类本文未取得对应统计,因此无法把四种工艺放在同一张产量表上。锻件与粉末冶金件有各自的行业统计,但口径与铸件不同,直接相减会混入统计范围差异。缺了这些数据,第 34 章只能做能力边界判断,不能回答替代已经发生了多少,也不能判断替代是否改变了材质结构。2025 年铝镁铸件占比上升到 17.3%,可能与汽车轻量化有关,也可能与压铸件的统计范围扩大有关,本文无法区分。

第六项,出口的真实规模。海关 20 个铸制品税则号只覆盖一部分铸件,汽车零部件、随主机出口与有色金属铸件大量不在其中;2025 年全年数据未取得。缺全税则号匹配与协会估算方法的披露,无法计算铸造行业的出口依存度,也无法评估对美出口下降 11.9% 对总出口的完整影响。本文能确认的只有同口径下的方向:总量仍在增长,对美在下降。

第七项,合规的产能效应。缺重污染天气绩效分级 A、B、C、D 四级企业的数量分布,缺各级企业在预警期间的实际限产时长,缺企业达标改造的投资额,缺退出企业的原因台账。本文能找到的有官方表述的退出规模只有泊头 288 家,但报道没有拆分退出原因:环保不达标、市场淘汰、土地腾退各占多少,无从判断。缺了这些数据,第 20 章与第 21 章的机制分析只能停在方向,不能给出「环保约束使多少产能退出」的数字。

第八项,质量与良率的地理分布。缺废品率、返工率与批次一致性的行业统计,缺检测装备的保有量,包括直读光谱仪、三坐标测量机、X 射线与工业 CT。本文能找到的只有企业技术文章对检测手段的描述与企业级配置案例,没有行业分布。缺了这些数据,无法判断质量能力在集群之间的差异,也无法验证「中高端产品占比突破 50%」这类集群自述。采购方最关心的批次一致性,恰恰是公开数据最薄的一层。良率与成本直接相关,缺良率数据也使第 22 章的成本分析缺一项关键变量。

八项问题的补齐路径不同,优先级也不同。中类存量取《中国经济普查年鉴 2023》,集群口径取地方工信部门的年度台账,成本与能耗取企业调查与电表级实测,替代与出口取协会与海关的全口径统计,合规效应取分级名单与退出企业台账。前三项决定分母,第四至第六项决定方向,第七、第八项决定合规与质量判断的可信度。在这些数据公开之前,关于中国铸造的讨论只能停在工艺边界、制度边界与集群个案三个层面。本文能确定的是边界在哪里,不能确定的是变化的速度与规模。若中类存量与集群台账公开,本文关于集中的判断可以从个案上升到全国;若成本实测与良率数据公开,工艺选择的分析可以从边界进入定量。

数据来源与主要参考

本报告的数据分三类。第一类是本院企业库的供给侧统计,按公司名称、产品与经营范围做关键词匹配,不是按《国民经济行业分类》行业代码取数,口径详见各章说明,只用于分布与结构比较,不作全国总量使用。第二类是政府文件、国家标准、协会统计与普查公报。第三类是企业公开披露与行业报道,引用时已在文中标明性质。所有链接的最后核验日为 2026 年 10 月 18 日。

  1. 天下工厂产业平台。本报告涉及的制造业主体数量、参保人数与地区分布,均取自本院企业库。

正文引用的其余来源如下。

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