Кузнечное производство Германии находится сейчас в процессе преобразований на основе самого передового математического моделирования, что ведет к повышению качества и надежности продукции. Клаус Фольрат (Klaus Vollrath) рассказывает о положении дел в этом секторе, связанном традиционно главным образом с черной металлургией, но в котором довольно большие возможности роста ныне демонстрирует алюминий.

    «Bодители должны быть абсолютно уверены в надежности кованых компонентов трансмиссии в своих автомобилях при любых обстоятельствах», – говорит Рейнер Кнауп (Rainer Knaup), руководитель производства высокообъемных поковок компании Carl Dan Peddinghaus в городе Эннепетал (Германия). Но, несмотря на то, что ковка сама по себе является своего рода символом таких положительных качеств, как прочность и надежность, представление об этом занятии все еще довольно подпорчено ассоциациями с традиционными сельскими кузнецами, изготавливающими подковы, и его едва ли связывают с применением современных высоких технологий.
    По иронии, однако, это – результат главным образом того, что кузнечное производство намного сложнее многих других промышленных производств. До недавнего времени именно чрезвычайная сложность процессов формоизменения и структуры металла во время ковки являлась главным ограничением разработки подходящей компьютерной программы математического моделирования.
    Кроме того, лишь недавно стали доступны по стоимости компьютерные устройства, необходимые для выполнения сложных математических расчетов и позволяющие проводить их с удовлетворительной скоростью. Эти позитивные сдвиги в том, что касается компьютерного «железа» и программного обеспечения, позволяют сейчас моделировать операции кузнечного процесса, не выходя за рамки умеренных затрат.
    Другими словами, современное кузнечное производство в авангарде почти совершенных технологий выпуска продукции заданного качества на управляемом компьютером оборудовании. В современном кузнечном производстве эксплуатация многих установок просто невозможна без глубокого знания передовой технологии, и главным орудием специалиста в этой области сегодня, образно говоря, является компьютерная «мышь», тогда как молот – не более, чем ностальгический реликт прошлого.

Кованые раскаленные шейки оси для грузовиков марки «Актрос» Предоставлено Klaus Vollrath

    «Для того, чтобы отразить на повседневном языке это новое качество нашего занятия, мы сейчас предпочитаем использовать термин «объемная штамповка» вместо ковки», – поясняет Вернер В. Адлоф (Werner W. Adlof), руководитель отдела информации Ассоциации кузнечной отрасли Германии (Industrieverband Deutscher Schmieden, IDS) в городе Хаген, которая объединяет около 100 компаний, включая некоторых производителей агрегатов и оборудования.
    Основными видами объемной штамповки являются штамповка на падающем молоте, ковка под давлением, горячая и холодная объемные штамповки выдавливанием, свободная ковка и прокатка колец (см. вставку). Помимо этого, есть и другие очень специфичные производства, такие, как формовка труб, которые не относятся к кузнечной отрасли.
    Очевидно, главным материалом в этом производстве является сталь. В 2001 году, как отмечает Адлоф, в Германии было произведено около 2,27 млн т поковок и более 90 % из них были выполнены из нелегированной или легированной стали. По сравнению с этими показателями объемы всех других, обычно используемых в промышленных масштабах металлов – алюминия, меди, сплавов на никелевой основе и титановых сплавов, – незначительны.
    Собственно, этот факт отражает уже сама структура сектора, многие компании которого специализируются исключительно на стальных поковках и только немногие предлагают дополнительно обработку других материалов. В то же время есть несколько компаний, занимающихся ковкой алюминия и меди и специализирующихся лишь на цветных металлах.

Организационные проблемы
    Кузнечная отрасль Германии не столь организована, как другие секторы металлургии. IDS – единственная федерация, представляющая интересы отрасли. Да и то большинство производителей охвачено лишь несколькими ее подразделениями.
    «На долю наших членов приходится около 90 % продукции объемной штамповки на падающем молоте и ковки под давлением в Германии», – говорит Адлоф. IDS претендует на такое же большое представительство и производителей продукции горячей объемной штамповки выдавливанием. Наряду с этим, по словам ассоциации, в других подразделениях она представляет компании, продукция которых составляет 30 – 50 % национального производства.
    Второй важной организацией в этом секторе является Германское объединение инженеров-металлургов (Verein Deutscher Eisenhuttenleute, VDEh), в котором среди 130 членов есть и 24 фирмы, занимающиеся прокаткой колец.
    Что касается цветных металлов, то занимающиеся ими кузнечные компании не имеют какой-либо единой организации. Большинство компаний входит либо в Ассоциацию алюминиевой промышленности (Gesamtverband der Aluminiumindustrie, GDA), либо в Ассоциацию цветной металлургии (Gesamtverband der Deutschen Buntmetallindustrie, GDB). Но в обоих случаях их производственные объемы столь малы, что никаких конкретных данных по ним, судя по всему, не имеется. Вообще, такая рыхлая структура негативно сказывается на сборе и качестве статистических данных и трудно составить точное и полное представление о положении дел.
    Ситуация осложняется еще и тем, что большинство связанных с кузнечным производством организаций носят общеевропейский, а не сугубо национальный характер, представляя не только германские компании: из 24 кузнечных фирм и фирм по прокатке и ковке в составе VDEh четыре представляют три другие европейские страны. Поэтому, хотя приводимые здесь данные и дают общее представление о тенденциях в германской отрасли, необходимо учитывать и фактор определенного «европейского разброса».
    В 2001 году входящие в IDS компании, занимающиеся объемной штамповкой на падающем молоте, произвели примерно 1,12 млн т поковок. Их персонал насчитывал около 17 000 человек, а оборот равнялся 2,3 млрд евро (2,27 млрд долларов США). По оценкам IDS, общий производственный объем всего сектора, включая компании по свободной ковке и холодной объемной штамповке путем выдавливания, составил 2,27 млн т, а оборот равнялся примерно 4,8 млрд евро.
    Большинство членов IDS – небольшие компании. Почти 75 % компаний насчитывают менее 200 сотрудников, а у 32 % фирм численность персонала составляет менее 50 человек. Лишь 13 % компаний имеют более 400 сотрудников. Большинство предприятий находится в традиционных промышленных районах Северный Рейн-Вестфалия и Баден-Вюрттемберг.

Сложная алюминиевая поковка для опорной рамы мотоцикла Представлено компанией Leiber OHG/K. Vollrath

    Среди обслуживаемых ими рынков на долю рынка автомобильных комплектующих приходится 44 % всей продукции. За ним следуют поставки головным предприятиям автомобильной отрасли – 26 % и машиностроителям – 20 %. Примерно 25 % поковок идут непосредственно на экспорт.
    Как считает IDS, перспективы кузнечной отрасли в наступившем году не особо радужные: «После пяти лет уверенного наращивания производственных объемов мы ожидаем их снижения в 2002 году на 4 – 5 %», – отмечает Адлоф. Основная причина – существенное – примерно на 10 % – падение спроса на внутреннем рынке, которое невозможно полностью компенсировать увеличением на 12 % мелких экспортных поставок.
    Кроме того, главным источником давней озабоченности компаний кузнечной отрасли являются низкие цены и оборот. Потребители, в основном автомобильная промышленность, не соглашаются на более высокие цены, несмотря на то, что кузнечные компании столкнулись с существенным ростом производственных расходов.

    Компании, входящие в VDEh, это, в основном, фирмы, занимающиеся свободной ковкой и прокаткой колец. В отличие от сектора объемной штамповки на падающем молоте они производят главным образом «одноразовые» изделия небольшими партиями (вес отдельной поковки может составлять 120 т, а вес колец варьируется от 0,5 кг до 25 т). В этом секторе кузнечные компании, способные производить детали весом более 50 т, входят в отдельную группу, в которой всего лишь четыре таких фирмы.

Виды процессов штамповки     Среди процессов штамповки первое место в плане производственных объемов явно принадлежит объемной штамповке на падающем молоте. Изделия штампуются путем встречного рабочего хода двух штампов, которые образуют полость в соответствии с контурами производимого изделия. По завершении процесса штампы охватывают изделие со всех сторон. Из-за высокой стоимости штампов, этот производственный процесс требует большого объема операций.     Ковка под давлением представляет собой штамповку с помощью трехблочного станка. Изделие фиксируется зажимными губками и затем вдавливается в главный штамп. В конце процесса изделие может быть либо частично, либо полностью закрыто механизмом.     В свободной ковке используются инструменты, которые конкретно «не привязаны» к геометрии изделия. Как и в случае с молотом и наковальней, верхний и нижний инструменты работают лишь на части поверхности изделия, а его окончательная форма обеспечивается с помощью нескольких ударов.     Объемная штамповка выдавливанием формирует металл путем вжимания его в секущую поверхность штампа. Ковка на валках устройства по прокатке колец представляет собой частичный штамповочный процесс с использованием перфорированного диска в растворе валков.     При каких-либо конкретных задачах эти виды объемной штамповки могут быть совмещены один с другим или объеденены с другими производственными процессами.

    Компании, которые занимаются свободной ковкой, выпускают дорогостоящие изделия. Например, коленчатый вал весом примерно в 38 т для большого дизельного двигателя мощностью почти в 16 тыс. л. с. может стоить около 240 тыс. евро. Стоимость турбинных роторов и валов силовых генераторов может составить 150 тыс. евро, а кольца для камер сгорания авиационных двигателей стоят из расчета 1 000 евро за килограмм.

Крупные кузнечные компании
    В среднем, размеры компании, специализирующейся на свободной ковке, намного больше, чем размеры фирм, работающих в секторе объемной штамповки на падающем молоте. Лишь семь из 24 членов VDEh насчитывают менее 200 сотрудников, численность персонала четырех компаний составляет от 200 до 399 человек, а все остальные имеют более 400 рабочих. Это – самые последние данные, составленные в 2000 году.
    В период между 1994 и 1999 годами среднегодовой объем производства германских компаний в этом секторе составлял 550 тыс. т, тогда как средний объем негерманских членов равнялся 80 тыс. т. Их продукция включает полуфабрикаты, бруски, железнодорожные оси и колеса. В этот период объем производства рос медленно, но уверенно во все годы, за исключением лишь 1998 года. Этот стабильный прирост объемов можно отнести на счет весьма диверсифицированной рыночной структуры, которая снижает эффект колебаний спроса в отдельных секторах.

    Интерес представляет и такой аспект, как процесс реструктуризации рабочей силы в компаниях-членах VDEh. В то время, как общее число сотрудников во всех фирмах постоянно сокращалось примерно на 8 %, составив в 1999 году в целом 6 600 человек, персонал в кузнечных цехах и цехах прокатки колец несколько увеличился, достигнув почти 700 человек. Это отражает политику расширения деятельности в направлении роста продукции с добавленной стоимостью, которую проводят кузнечные компании.

Цветные металлы: специализированная область     «В то время, как общий объем кованых алюминиевых изделий, применяемых в автомобилях европейского производства, составил в 1994 году лишь около 12 800 т, мы ожидаем, что к 2005 году автомобилестроителям потребуется примерно 55 тыс. т», – говорит Рольф Лейбер (Rolf Leiber), главный менеджер компании Leiber OHG Aluminium- und Umformtechnik в городе Эмминген.     За этот период содержание алюминия в европейских автомобилях возрастет в среднем на 57,7 % и по весу составит, как ожидается, 106,5 кг. Вместе с тем доля кованых заготовок в этом объеме увеличится с 1,9 % до 4 %. По оценке Лейбера, в прошлом году в Германии было произведено примерно 25 тыс. т алюминиевых поковок и, согласно его прогнозам, их объем составит к 2005 году около 40 тыс. т. Его основными потребителями являются автомобилестроители и их поставщики, на долю которых приходится 72 % продукции, остальное идет в сектор машиностроения.     По германским компаниям, занимающимся производством алюминиевых поковок, конкретных данных нет, но, вероятно, в стране насчитывается не более двух дюжин таких фирм среднего размера. В их число также входят несколько ведущих компаний по объемной стальной штамповке на падающем молоте, которые занимаются также и штамповкой алюминия.     В этот сектор не включены производители цельнокованых алюминиевых колес, для выпуска которых требуется главным образом технология быстрого вращения валков. По оценкам, производственные объемы этого процесса превышают объемы ковки: по данным отраслевых источников, этот сектор ежегодно перерабатывает не менее 50 тыс. т алюминия.     Объем производства кованых заготовок на медной основе несколько превышает объем поковок из алюминия, составляя 27 – 30 тыс. т в год (по данным Раймунда Карла, заведующего отделом продаж кованых заготовок компании Diehl Metall в городе Ротенбах). Примерно половина этого объема используется самими же компаниями для производства готовой продукции, такой, как арматура. Однако темпы роста в этом секторе, как полагают, значительно ниже, чем в секторе алюминиевых поковок, поскольку там отсутствует эффективный стимул к росту спроса, как в автомобилестроении, где требуется снижение веса.

    «Новые рабочие места были созданы в основном в механических мастерских в ответ на растущий спрос среди покупателей на поковки, проходящие более интенсивную механическую обработку», – говорит Дитер Амелинг (Diter Ameling), председатель и исполнительный директор VDEh. Об этом же говорит и тот факт, что показатели оборота росли быстрее, чем производственные объемы, тогда как стоимость материала для кованых заготовок в этот же период оставалась довольно стабильной.

    Более полная информация содержится на Интернет-сайтах IDS и VDEh: www.metalform.de и www.vdeh.de