Гнатуш В. А., Дорошенко В. С.,
ФТИМС НАНУ, г. Киев
Мировой рынок отливок черных и цветных металлов постоянно находится в динамике. Это обусловлено развитием потребляющих отраслей (прежде всего, растущим выпуском продукции машиностроения), трансформацией глобальной экономики, изменением соотношения сил на мировой арене, возрастающими требованиями к качеству продукции, а также инновациями в литейном производстве
Растущий поток технической информации отображает разработку инженерами и учеными новых технологий и материалов. После глобального экономического спада в 2008 г. в мире интенсивно рос объем литейного производства, и в 2014 г. он составил 105,2 млн т, продемонстрировав рост на 30,9%. Однако в последующие годы произошла стабилизация производства и замедление темпов роста (рис. 1).
Одна из основных причин такого процесса, на наш взгляд, обусловлена выходом на массовый потребительский рынок новых видов транспортных средств с неуглеводородными типами топлива, что повлекло уменьшение доли литых деталей в автомобилях при замене двигателей внутреннего сгорания (ДВС) электромоторами. На рис. 2 показаны примеры двигателей ДВС FIAT 853A (https://technoaktyv.com.ua) и электромобиля (ABM Greiffenberger Antriebstechnik GmbH, http://www.abm-drives.com). Если в период с 2010 по 2016 г. коэффициент корреляции между мировым производством отливок и производством авто составлял 0,89, то в период с 2012 по 2016 г. — только 0,78.
В тоже время сравнительный анализ географии мирового производства отливок в 2012 и 2016 гг. указывает на ряд характерных тенденций, главная из которых выражается в том, что бесспорным лидером рынка является Китай, который укрепил свои позиции увеличением доли за этот период с 42,2 до 45,2% (табл. 1, рис. 3). На второе место переместилась Индия (10,9%), оттеснив на третье место США (9,0%).
Рис. 1. Характеристики производства отливок в мире
Рис. 3. Характерное перераспределение объема выпуска отливок между странами
На рис. 3 можем видеть, как почти с нуля происходит зарождение и рост производства в Китае и Индии. А сегодня они перехватили инициативу у США и России, произошла смена лидеров при сравнительной стабильности выпуска продукции в других странах.
Таблица 1. Рейтинг мировых производителей отливок в 2012 и 2016 гг.
| Рейтинг 2012 | Страна | 2012 | Рейтинг 2012 | Страна | 2016 | Рейтинг 2016 r 2012 | ||
| Производство, млн т | Доля, % | Производство, млн т | Доля, % | |||||
| 1 | Китай | 42,500 | 42,15 | 1 | Китай | 47,200 | 45,22 | 110,1 |
| 2 | США | 12,825 | 12,72 | 2 | Индия | 11,350 | 10,87 | 121,5 |
| 3 | Индия | 9,344 | 9,27 | 3 | США | 9,395 | 9,00 | 73,3 |
| 4 | Япония | 5,343 | 5,30 | 4 | Япония | 5,203 | 4,99 | 97,4 |
| 5 | Германия | 5,214 | 5,17 | 5 | Германия | 5,168 | 4,95 | 99,1 |
| 6 | Россия | 4,300 | 4,26 | 6 | Россия | 3,900 | 3,74 | 90,7 |
| 7 | Бразилия | 2,860 | 2,84 | 7 | Республика Корея | 2,610 | 2,50 | 107,1 |
| 8 | Республика Корея | 2,436 | 2,42 | 8 | Мексика | 2,560 | 2,45 | 155,0 |
| 9 | Италия | 1,960 | 1,94 | 9 | Бразилия | 2,103 | 2,01 | 73,5 |
| 10 | Франция | 1,800 | 1,79 | 10 | Италия | 2,080 | 1,99 | 106,1 |
| Всего | 88,582 | 87,85 | Всего | 91,569 | 87,73 | 103,4 | ||
| Прочие 27 стран | 12,253 | 12,15 | Прочие 26 стран | 12,810 | 12,27 | 104,5 | ||
| Итого | 100,835 | 100,00 | Итого | 104,379 | 100,00 | 103,5 | ||
Следует отметить, что суммарное производство отливок первой десяткой стран в 2016 г. увеличилось на 3,4% по сравнению с уровнем 2012 г. и составило 91,6 млн т. В целом же, в 2016 г. в мире было произведено 104,4 млн т отливок, что на 3,5% больше, чем в 2012 г. В 2017 г. мировое производство отливок составило около 105 млн т.
Проанализируем структуру выпуска продукции ведущими производителями по видам сплавов в 2016 г. В частности, Китай является лидером по производству чугуна ковкого (73,4 % мирового производства), высокопрочного чугуна с шаровидным графитом ВЧШГ (51,8 %), стали (47,9 %), чугуна серого (44,0 %), медных сплавов (42,7 %) и алюминиевых сплавов (38,6 %). США больше всех производят отливок из сплавов магния (45,0 % мирового производства), сплавов прочих цветных металлов (39,9 %) и сплавов цинка (32,0 %). Следует отметить, что за период с 2012 по 2016 г. произошли определенные изменения и в структуре видов сплавов, применяемых при производстве отливок в мировом измерении. Так, если доля алюминиевых сплавов увеличилась с 13,9 до 17,1 %, то доля чугуна серого уменьшилась с 45,6 до 44,3 %, ВЧШГ — с 25 до 24,4 %, а стали — с 11,2 до 10,2 % (рис. 4).
Рис 4. Структура выпуска литья ( %) в мире в 2012 и 2016 гг.
Рис 5. Сравнение металлоструктуры литья в мире
за 50 лет — в 1966 и 2016 гг.
С другой стороны, если мы рассмотрим соотношение объема выпуска продукции из цветных металлов и черных сплавов за 50 лет, а также распределение по маркам черных сплавов, то увидим более существенные сдвиги (рис. 5). С 1966 по 2016 гг. наблюдается возрастание в несколько раз доли продукции из цветных сплавов, прежде всего, на основе алюминия, меди и магния, а больше трети серого чугуна «вытеснено» литьем из высокопрочного ВЧШГ.
Более подробный анализ наращивания производства ВЧШГ в мире и технологические тенденции этого процесса описаны в аналитическом обзоре. В будущем при производстве ВЧШГ произойдет рост доли чугуна бейнитных марок с нижним или бескарбидным бейнитом металлической матрицы. За следующие полвека до половины отливок из ВЧШГ будет производиться с такой бейнитной металлоосновой при росте прочности ВЧШГ в 2,0–2,5 раза по сравнению с ВЧШГ рядовых марок.
Таким образом, налицо увеличение в несколько раз ведущими отраслями мировой экономики потребления продукции из алюминиевых сплавов и высокопрочного чугуна (рис. 5).
Литейное производство Украины в XXI веке переживает не лучшие времена. Распад Союза, последующая приватизация и зачастую бесхозяйственность с желанием получить быструю прибыль без планомерного развития действующих предприятий с длительным технологическим циклом нанесли нокаутирующий удар по машиностроению страны.
Для воссоздания украинского литейного производства на качественно новом технологическом уровне с учетом концепции «Промышленность 4.0» считаем целесообразным не только разработать программу развития машиностроения Украины, но и программу импортозамещения и экспортной поддержки украинских литейных компаний. Кроме того, для подготовки современных специалистов‑металлургов/литейщиков следует стимулировать техническое перевооружение соответствующих кафедр университетов и научных центров.
Пока вышеизложенные предложения остаются на уровне идей. Производство отливок по данным Держстата Украины в 2016 г. составило 44,3 тыс. т (рис. 6). Если исходить из этих данных, то в мировом рейтинге стран-производителей отливок — 2016, Украина уступает Бельгии (52,3 тыс. т) и Сербии (58,9 тыс. т).
Рис. 6. Динамика производства отливок в Украине
Следует отметить, что структура сплавов, применяемых для производства отливок в Украине, продолжает оставаться в «плену» советского наследия. На первом месте сталь, далее — чугун серый и ковкий (рис. 7). Хотя следует отметить, что за период с 2012 по 2016 г. произошли некоторые положительные сдвиги. В частности, доля стали уменьшилась с 76,4 до 44,3 % за счет увеличения доли чугуна серого с 16,3 до 36,9 %, чугуна ковкого — с 3,2 до 4,4 % и ВЧШГ — с 1,5 до 4,4 %.
Рис. 7. Металлоструктура литья, производимого в Украине, в 2012 и 2016 гг.
В таком состоянии литейного производства Украины есть своя логика. Если сопоставить индексы производства в Украине машиностроительной продукции и производства отливок (рис. 8), то имеем четкую взаимосвязь: коэффициент корреляции между ними составляет 0,92. Чем ниже объем производства машиностроения Украины, тем меньше производится отливок для производства машин и механизмов, и тем больше закрывается литейных цехов и участков, тем меньше внедряется новых литейных технологий и сплавов, тем меньше спрос на специалистов‑литейщиков.
Рис. 8. Индексы производства продукции машиностроения и отливок в Украине
Одновременно следует отметить, что и объем торговли Украины продукцией машиностроения зеркально отражает ситуацию в украинском машиностроении (рис. 9). Как видим, после «пикового» 2012 г. украинский экспорт/импорт машиностроительной продукции вплоть до 2015 г. снижается. В последующие годы экспорт стабилизировался на уровне 4,2–4,6 млрд USD. В то же время неудовлетворенный спрос потребляющих отраслей Украины начал компенсироваться за счет импорта машиностроительной продукции. Экспорт украинской машиностроительной продукции в 2017 г. составил около 4,6 млрд USD.
Рис 9. Динамика экспорта и импорта продукции машиностроения в Украине (гр. 84–89 УКТВЭД)
При этом Украина импортирует машиностроительную продукцию на сумму около 13,4 млрд USD. Таким образом, импорт Украиной машиностроительной продукции (гр. 84–89 УКТ ВЭД) в 2017 г. в стоимостном измерении, по оценкам, в 2,9 раза превысил экспорт. Конечно, детальный анализ торговли по товарным группам позволил бы выявить более точную картину украинского рынка машиностроительной продукции, но это тема отдельного исследования.
Наряду с быстрым развитием информационных технологий и интернета, базовыми отраслями промышленности остаются отрасли, связанные с производством металлопродукции. При этом основным потребителем отливок является машиностроение, как ведущая отрасль промышленности, занимающая первое место среди всех отраслей по числу занятых лиц и стоимости продукции. Отливки требуются как производителям компьютеров, так и сельскохозяйственной продукции, а также металлургам, энергетикам, хлебопекам и не только.
Экономика Китая показала, как одним рывком за 30 лет можно достичь того, к чему США шли столетия, демонстрируя однозначную корреляцию объемов выпуска продукции машиностроения и литых заготовок, одновременно неуклонно наращивая объемы литья и приближая его к половине мирового производства. Сегодня экономика Китая замедлила свой рост, что выглядит как переход к технологической экономике, требующей больше квалифицированных кадров и меньше сырья.
При этом компании Китая и в последнее время Европы (особенно в связи с безвизовым режимом Украины с ЕС) ценят украинских металлургов и литейщиков и приглашают их к себе на работу.
По словам Нобелевского лауреата Robert Solow, для цифровой эры характерна гонка технологий и образования. Наряду с информацией о потребности в росте квалификации специалистов, эти новости безрадостны для продавцов сырья, но обнадеживают инвесторов в технологии. По большому счету, человечество пока не придумало чего-то кардинально нового, на что можно тратить новое сырье. И станок, и самолет, и автомобиль, и корабль уже есть. Все, что происходит сейчас в машиностроении, — это лишь апгрейд и оцифровка ранее существующего. К тому же бурный период роста экономики не мог не отразиться на экологии планеты, мотивируя стремление к природоподобной технологии и возобновляемой энергетике вместе с неизбежной автоматизацией и интеграцией производства с сетевыми коммуникациями.
Очевидно, что развитие основных отраслей отечественной промышленности невозможно без модернизации машиностроения, базой которого остается литейное производство. Оно хотя и значительно сократило свой производственный потенциал, но еще не растеряло кадровый и научно-технологический. Украина имеет значительные сырьевые, трудовые ресурсы и заделы научных разработок для ускоренного перехода от сырьевой модели развития к модели инновационно-высокотехнологической. Такая перспектива развития отечественных машиностроительных компаний и научно-технических центров позволит нарастить выпуск продукции, расширяя ее экспорт, а также экспорт литейных технологий в другие страны мира.
