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我国硬质合金工业的发展、现状与展望

摘要:对我国硬质合金工业的发展过程进行了简要回顾与分析,重点对我国硬质合金工业的产品结构、工艺技术与装备、经营管理等现况进行了剖析,同时指出了我国硬质合金工业存在的问题与不足,并据此对国内硬质合金工业今后的发展提出了一些设想与建议。

1 前言

自德国人Karl Schröter于1923年用粉末冶金方法研制成WC-Co硬质合金,且Krupp(克虏伯)公司于1926年开始规模化生产名为“WIDIA”的WC-Co硬质合金以后,世界工业领域出现了硬质合金这一新兴产业。通过近80年来的发展,世界硬质合金产业的规模与品种不断扩大,并形成了一些全球知名的跨国生产与经营企业,如瑞典的Sandvik集团、美国的Kennametal公司、以色列的Iscar、日本的MitsubishiMatetials与Toshiba Tungalloy公司、以及我国的株硬集团、自硬公司和厦门钨业等。目前世界硬质合金产业的产值已达100 多亿美元,2003 年世界硬质合金的产销量估计约为3.8万t(占世界钨消费量的60%)。
中国目前是世界最大的硬质合金生产与消费国。2003年,我国硬质合金的统计产量(43家主要企业)为12,551t,估算总产量约为13,500t(其中出口约2.500t)已达全球硬质合金产量的约1/3。

2 我国硬质合金工业发展回顾

我国硬质合金的生产晚于欧美等发达国家,始于1948年(当时大华电冶金厂即后来的大连钢厂试制出我国首批约30kg钨钴合金)。20世纪50年代,我国开始了硬质合金工业化规模的起步与发展,而1958年原601厂(现株洲硬质合金集团)的正式投产才真正拉开了我国硬质合金工业发展与壮大的序幕,同期还建成了天津市硬质合金工具厂、北方工具厂硬质合金分厂等企业。60年代末出于国家战略与安全需要又建设了自贡764厂(现自贡硬质合金有限责任公司,已发展成为国内第二大硬质合金生产企业),同期还建成了旅顺硬质合金厂、牡丹江工具厂等企业。70年代又建成了一些中小硬质合金企业,如陕西硬质合金工具厂、山东临朐硬质合金工具厂等。到70年代末,全国共有硬质合金生产企业27家,年产能约4,400t,生产的硬质合金牌号有40~50个,规格型号达20,000多个,基本能满足当时短缺经济时期国民经济各领域的需要。
进入20世纪80年代,我国硬质合金工业出现了前所未有的“大引进、大改造”,涉及钨精矿的冶炼、粉末制备、合金生产、工具制造、分析检测等整个合金生产过程的工艺、设备与仪器等。到80年代末,国内有11家企业先后从瑞典、瑞士、美国、日本和德国等发达国家引进了总费用达10亿多元约1000台套设备与仪器。通过此期的引进改造,我国主要硬质合金生产企业,如株硬、自硬、南(昌)硬、天(津)硬、陕硬、北方工具厂、成都工具厂、牡丹江工具厂、江汉钻头厂、金洲公司等企业的工艺技术和装备水平得以大幅提升,产品种类、数量与质量也均得到了极大改善。
进入20世纪90年代,我国硬质合金工业在引进技改的基础上,产能逐年增加,产品性能与质量也得到了进一步提升。与此同时,国外同行也纷纷进入中国,外资或合资企业纷纷涌现,如廊坊山德维克厂、浦东肯纳厂、无锡瓦尔特、无锡宝长年、厦门台芝、厦门春保、天津三菱、大连富士、厦门钨业等。同时,国内的民营企业也如雨后春笋般急剧增长,特别是以河北清河地区为代表的众多以废合金为原料厂家的出现,使硬质合金行业界形成了三足鼎立的局面,即外企、国企、民企各占据相应产品市场。当时的国企面临严酷的市场竞争压力,出现了在高端产品方面竞争不过“老外”,在低端产品方面竞争不过“老乡”的困惑局面。
20世纪90年代,随着国家体制改革的深入与发展,我国硬质合金行业的体制与机制也发生了重大变化。首先,中国有色金属工业总公司改变为中国有色金属工业局,1999年中国有色金属工业局将其下属企业划归新成立的三大集团,其中硬质合金企业划入中国稀有稀土金属集团公司。同年,中钨硬质合金集团成立,株硬和自硬以此为平台进行了首次战略合作。期间,各企业内部也不断进行改制,自硬公司(1998年)和厦门钨业(1997年)先后进行了公司制和股份制改造。至1999 年,全国共有硬质合金生产厂家近200家,产能突破了10,000t大关,当年的实际产量达7,700t。
进入21 世纪,我国的硬质合金工业迎来了新的发展阶段,宏观经济持续向好,国外需求不断增长,国际市场得到进一步拓展,硬质合金产量连年递增,且于2001 年首次突破10,000t大关,2002年和2003年的估算产量分别达11,500t和13,500t。与此同时,随着国内经济的持续快速增长,经济发展中一些不协调的矛盾日渐显现,特别是电力和资源紧缺的问题暴露无余,钨钴等原材料价格暴涨(近两年内几乎翻了一番),硬质合金行业受到很大冲击,面对急剧变化的市场环境,国内硬质合金行业的众多企业纷纷进行了重组与联合,主要硬质合金企业先后重组钨资源企业,控制资源似乎已成为了国内行业界的“共识”,如株硬与柿竹园、厦钨与栾川钼业、自硬与赣州特精钨钼公司等并购。
到目前为止,我国硬质合金工业形成了地域分布广、厂家众多、产品种类齐全、工艺装备齐全且较先进、产品产能与产量巨大的格局。

3 我国硬质合金工业现状剖析

  1. 2003 年全国硬质合金行业产销概况
    我国硬质合金工业经过50余年的发展,现已有近400家生产与加工企业,并形成了15,000t/年以上的产能规模。2003 年全国硬质合金行业主要产品及产量的基本情况列于表1。
    表1 2003 年我国硬质合金主要产品产量(t)
    YG
    合金
    YT
    合金
    YZ
    合金
    切削
    刀片
    矿用
    合金
    异型
    产品
    深加工
    产品
    8,220 2,190 620 3,040 2,990 2,200 1,040
    2003年末,据42家硬质合金主要企业提供的数据表明,从业人数为2.2万余人,加上另外约350家中小型企业,全行业的总从业人数约为3万人。据41家企业提供的数据表明,全年共完成工业总产值(不变价)38.1 亿元,增长17.83%,其中,硬质合金16.9 亿元,增长22.89%;新产品8.3 亿元,增长24.87%;深加工产品4.5 亿元。
    2003年全国硬质合金行业总的趋势特点为:产量持续增长并创13,500t的历史新高;产品结构不断优化,高技术含量与高附加值产品比例增大;出口不断扩大(约2,500t),国际竞争力与影响力不断提升。
  2. 我国硬质合金工业的优势
    1. 资源与规模优势
      我国有钨矿区255个,遍布全国22个省、市、自治区,保有钨储量(WO3,包括工业储量和远景储量)532万t,占全球钨资源40%左右。自20 世纪80年代钨资源开采失控以来,我国的钨资源储量急剧下降,实际上在全球钨储量中所占的比例可能不到40%。笔者收集的有关资料表明,哈萨克斯坦现有的钨储量为世界首位(钨金属储量为155万t,占世界储量的49%,中国为102万t)。与此同时,我国硬质合金的产量已由20世纪80年代初的不足2,000t发展至2003年的13,500t。以2003年国内3亿t钢材表现消费量(实际产量为2.2亿t)为基数并按每万吨钢消耗0.592t硬质合金计算,国内目前的硬质合金需求量约为17,700t,从2003年的实际产量来看,供需缺口(扣除进口、库存等因素)仍超过3,000t。随着国内经济的持续发展,许多能源和铁路等大型基础设施建设的展开,以及西部开发和东北振兴计划的进一步实施,市场前景仍将看好。
    2. 基础与品种优势
      我国硬质合金工业发展至今,已初步形成了良好的技术、装备、人才与品种优势,产品结构也日趋合理,高技术与高附加值产品份额不断增长,自主研发能力也不断增强,硬质合金用原料(如APT、WO3、W 粉、WC 粉、混合料)的品种与质量在国际市场具有较强的竞争力。
      通过近20余年的建设、技术引进改造及科技攻关,国内硬质合金工业已形成覆盖大半个中国的较合理布局,工艺技术与装备水平不断提高,一些较先进的设备与工艺在一些骨干企业得到了应用,与国外先进同行企业的差距逐渐缩小。
      我国硬质合金企业现有从业人员约3万人,且相关学科水平不断提高,专业技术人才队伍日益壮大,如1998~2003年在国家知识产权局申请的与硬质合金有关的专利达400多项,这也充分证明了我国硬质合金工业在技术与人才方面的实力与优势。目前国内硬质合金企业生产的牌号已有320多个,规格型号也超过4万个,产品种类丰富齐全,各种硬质合金制品广泛应用于国民经济的各个领域,部分产品还出口到东南亚、欧美等国。
    3. 市场与价格优势
      我国既是钨资源大国,同时又是硬质合金的产销大国,其巨大的市场需求也极大地吸引了国外同行。20世纪90年代初开始,瑞典的Sandvik、美国的Kennametal、以色列的Iscar、日本的Mitsubishi Materials、Toshiba Tungalloy 和Dijet、南非Boat Longyear、德国Walter等公司纷纷在中国建厂或设立营销机构,并抢占了中国高端硬质合金产品的绝大部分市场,如Sandvik 集团2003年在中国的销售收入已达1.3亿美元。此外,由于我国低廉的原料、劳动力和人才市场,以及各项优惠政策和多种体制的企业参与市场等因素,使钨品和硬质合金制品的成本较低,从而在国内外市场上具有较强的价格优势。
  3. 我国硬质合金工业的劣势与不足
    从目前的情况综合分析,我国硬质合金工业的劣势与不足主要表现在以下几个方面。
    1. 工业结构不合理,工艺技术和装备总体水平落后,自动化程度不高。
      部分大中型企业虽已装备了先进的生产设备与分析检测仪器,但总体水平与国外先进企业相比,估计仍有约20 年的差距。而对国内企业横向比较可发现,工艺技术与装备等方面也存在较大的差距,如许多中小型民企的生产工序仍以手工操作为主,即使在大型骨干企业中也存在手工操作与自动化操作并存的局面,生产过程的损耗大、环境差、产品精度低、合格率不高等问题较为突出。
      表2 2003 年国内外硬质合金行业效益对比①
      国别及企业 销售收入
      (亿美元)
      利润
      (亿美元)
      员工数
      (万人)
      瑞典SandviK(工具部分) 23.8 3.0② 1.49
      中国(44家主要企业) 5.10③ 0.28 2.20
      ①按瑞典克朗: 美元= 7.6:1,人民币: 美元=8.3:1 汇率计算;
      ②纯利;
      ③包括冶炼产品和半成品,其中硬质合金的销售收入约为2.03亿美元。
      表2显示,我国硬质合金的经济效益与国外先进企业相比差距巨大。从表2可看出,Sandvik的利润率为12.6%,而我国44家企业的平均利润率仅为5.55%。虽然我国2003年的硬质合金产量已占世界产量的约1/3,但巨大的产量未能实现相应的经济效益,44家企业实现的销售收入(包括冶炼和半成品)仅为Sandvik的21.4%,产品技术含量和附加值低。
      我国硬质合金由于行业的特殊性、资源的有限性和相对较高的回报率等因素,导致了20世纪80年代和90年代过度的发展和恶性竞争,加之不同行业与区域的多头管理,从而出现了低水平重复建设、大中小型企业并存、中低档产品竞争无序、假冒伪劣产品充斥市场等状况。至2003年末,全国近400家硬质合金生产与加工企业中,年产量过1,000t的仍只有株硬和自硬2家,500~1,000t的也只有长江工具、济南冶金所和厦门金鹭3家,行业效能与效益较低。
      我国硬质合金企业未形成“闭环式”的完整产业链,如钨矿的采冶和硬质合金工具的研制属于不同行业管属,但近年来钨资源价格暴涨已使部分有实力的企业如株硬、自硬、厦钨、江钨等纷纷进入钨的采冶行业,逐步使自身的产业链得以完善。
      此外,我国硬质合金工业的分布也不尽合理,主要分布在陕西、四川和广西以东地区,特别是东部发达地区(这一地区也是外企登陆中国硬质合金市场的“诺曼底”),西北地区仍属空白,东北企业的境况也较困难。但是,随着西北油气资源的开发、青藏铁路建成后随之而来的西藏各项资源的开发和东北经济振兴计划的实施,这些区域蕴藏着巨大的商机。
    2. 产品结构不合理,产品技术含量与附加值低,高档产品所占份额过小。
      我国硬质合金的产能和产量虽均已占到全球的约1/3,但实际的经济效益却不及Sandvik或Kennametal一家企业。高技术含量与附加值的产品,如高性能合金(梯度、超细、纳米、双峰、片晶等)、研磨涂层合金(PVD、CVD、PCVD、MT-CVD等)、特异型制品(两面顶、轧辊、汽车零件等)、精密工具(宇航器件、汽车零部件、舰船构件加工用工具、大型隧道采掘机构件等)等产品所占份额极少,且质量与国外同行的差距甚大,而这些产品的价格往往是中低档合金的几倍甚至几十倍。
    3. 科技实力薄弱,研发能力与创新能力不强,缺乏具有自主知识产权的拳头技术与产品。
      由于体制与机制等原因,我国硬质合金工业偏重于设备与厂房等固定资产的投入,在科技方面的实际投入平均不到销售收入的5%,按2003年的销售收入计算,全年投入的经费不到2亿元(约2,400万美元),仅与Kennametal一家公司2003年的研发投入(约2360万美元)相近。资金投入的不足,直接导致了研发设备与仪器的不配套和不先进,同时也难以调动研发人员的积极性与创造性,难以吸引优秀的国内外人才。目前,国内硬质合金企业还没有一家建成了具有国际先进水平的研发机构,也没有一家企业与国内外科研与人才实力均堪称一流的科研机构或高等院校建立了实际意义的产学研一体的战略合作关系,立足企业,建立面向全国和全球的大科研体系仍任重道远。
      截止2003年底,在国家知识产权局申请的与硬质合金有关的专利共864项(发明专利318项、实用新型545项、外观设计1项),其中株硬集团66项、自硬集团15项。与此同时,国外同行在我国申请的专利也与日俱增,其中Sandvik集团申请了225项、Kennametal公司申请了90项。而Sandvik、Kennametal和Iscar在世界各国的知识产权机构申请的专利分别为1,535 项、1,636 项和191项。在专利内容方面,Sandvik和Kennametal等公司的多为工艺、材质和工具等方面,且多为成熟实用的技术与产品,有些还具有原创知识产权(如Sandvik的许多槽型和材质专利),而我国的专利多是在国外工艺方法、材质和工具方面的一些变型或改进,这也将使我国硬质合金企业在今后的国际竞争中处于被动地位。
    4. 经营管理水平不高,资本运作和战略决策能力有限,行业综合实力不强。
      中国在经历了30年的计划经济之后,又经历了近25 年的改革开放,到目前止,国有硬质合金企业仍处于改革的“浪尖”上,从中央管制转为地方管制,随即又进行“国退民进”等一系列的所有制、体制和机制的转变,建立起能适应国际和国内两个市场环境的现代企业制度的任务仍十分艰巨。如时至今日,尚未造就一家与Sandvik、Kennametal、Iscar等相当的知名跨国经营企业(而Iscar在50年前还是一个加工作坊),这从另一侧面反映了作为一个钨资源大国,我国硬质合金工业在提高经营管理水平、资本运作与战略决策能力、行业与企业综合实力等方面任重道远。

4 我国硬质合金工业发展展望

进入21 世纪,中国强劲的经济发展势头和国内需求,已为民族经济的发展和世界经济的复苏注入了强大活力。同时也给我国硬质合金工业的发展带来了许多难得的机遇。
  1. 随着改革的深入与持续,我国硬质合金企业间的兼并与重组将成为今后一段时期的主旋律。纵观世界经济与国外硬质合金企业的发展,近十年内的兼并与重组比比皆是,如Sandvik收购德国的Walter和美国的Valenite,Kennametal收购Widia,Iscar收购韩国的Taegutec和美国的Ingersoll,三菱材料收购神钢工具,住友电气与不二越的紧密合作等。未来几年,国内企业除了进一步的横向联合、重组和并购外,与国外先进企业间的合资与合作也将是部分骨干企业的重要战略。
  2. 随着中国加入WTO,国内市场将逐步与国际市场实现一体化,国外市场的贸易壁垒将逐步消除,国际市场的竞争将更加公平,这将为我国的硬质合金企业带来巨大的发展空间和良好机遇。但这也是一把“双刃剑”,在我们享有惠利政策的同时也必须承担相应的义务,无序、混乱的市场局面必须改善。调整和优化产品结构,加大高新技术与产品的研发,提高产品的技术含量与附加值,改变我国钨品和硬质合金制品在国际市场上价廉质低的不利局面,将是一项艰巨的重要使命。与此同时,国外同行的产品、技术、资金等的进入将更加频繁与快捷。如何整合我国现有的钨及硬质合金资源与企业,与外企共同协调发展并实现共赢,也将是一个艰巨而复杂的难题。
  3. 加大智力引进与人才培养力度,是加快核心技术与产品的开发步伐,提高企业的综合实力与竞争力的重要途径。21世纪是知识经济时代,决定一个企业成败的关键因素已不再是拥有多少厂房、设备和仪器,而是拥有多少高技术人才和核心技术等知识产品。所以,我国硬质合金企业应充分利用新时期国内外市场并轨这一良机,通过各种渠道引进一批国内外有一定知名度的高技术人才和经营管理人才,同时培养和造就一大批自己的人才队伍,从而促进企业综合实力的全面提升。
  4. 我国硬质合金工业应加快现代化与信息化步伐,逐步实现生产过程自动化、办公无纸化、信息处理数字化、营销过程电子化。应加快从冶炼系统到工具制造过程所有工序的技改步伐,强行淘汰落后工艺与设备,逐步实现生产过程无害化和自动化,进而提高产品的精度、质量与合格率,提高物流速度,降低生产费用与成本。同时,利用电子商务系统提升管理与营销水平,改变一些传统的管理与营销理念,构筑完整高效的全球信息与营销网络,促进企业效率与效益的快速提高,进一步拓展企业的市场空间与营销能力。

5 结语

我国硬质合金工业已走过50多年的发展历程,从无到有,现有产量已占全球产量的约三分之一,产品也发展到了300多个牌号和40,000多个型号,并拥有了从钨冶炼到工具制造、涂层、异型产品加工的完整工艺与设备体系,分析手段与仪器设备也较完备。同时,我国硬质合金企业生产的钨品和硬质合金制品已远销世界几十个国家和地区,产品(尤其是钨冶炼品)在国际市场上已具有较好的性价比和竞争力。
面对加入WTO和进入21世纪后的机遇与挑战,以及日益开放的国内市场和逐步一体化的全球市场,我国的硬质合金工业应加快企业的体制与机制改革,加快企业的技术创新步伐与人才培养步伐,加速产品结构调整,迅速提升整个行业的经营管理水平与核心竞争力,力争在10~20年内打造出1~2个国际知名的硬质合金企业,将我国的钨资源优势转变为技术与产品优势,使我国由钨资源大国发展成为硬质合金强国。
本文作者:自贡硬质合金有限责任公司 邹仿棱
原载:《稀有金属与硬质合金》2005年第3期


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