STAREA INDUSTRIEI DE PIESE TURNATE IN SECOLUL XXI

Dr.ing. Ioan CARCEA1, Dr.ing. Carmen DUMITRU

1, ing. Ali Memor MUSLEDIN

1

1 Asociatia Tehnica de Turnatorie din Romania

1. Introducere

De la producerea primelor piese turnate în antichitate și până în prezent, au fost

schimbări semnificative ale tipurilor de piese fabricate, ale tehnologiilor utilizate, ale

materialelor întrebuințate, dar mai ales a cantităților realizate pe arealuri geografice sau la

nivel global.

Despre începuturile unei adevărate industrii de fabricație a pieselor turnate nu putem

vorbi decât după ”Revoluția industrială”, din a doua parte a secolului al XVIII-lea, după

inventarea fontei produse cu cocs de Abraham Darby, a motorului cu aburi de James

Watt(1784) și a cubiloului de J. Wilkinson(1794).

Producția de metal, dar și de piese turnate, a crescut constant în secolul al XIX-lea și

apoi în secolul al XX-lea, cu ritmuri mai mari de dezvoltare în perioada celor două conflagații

mondiale și mai ales în ultimile decenii.

Dintre cele mai importante realizări tehnice specifice care au impulsionat dezvoltarea

producției de piese turnate în ultimile două secole menționăm:

- Mașina de formare – Pittsburgh –SUA – 1837;

- Mașina de turnat sub presiune – 1849;

- Instalații de curățat piese: prin sablare – 1870 ; în moară – 1880;

- Conveior acționat mecanic – 1890;

- Turnarea de precizie a pieselor (ceară pierdută) – 1897;

- Lierea cu silicat de sodiu – 1898;

- Cuptorul electric cu arc – 1899;

- Mașina de turnat: la joasă presiune – 1900; la înaltă presiune – 1905;

- Cuptorul cu inducție – 1906;

- Introducerea bentonitei ca liant – 1915;

- Prima turnătorie complet automatizată – Rockford – SUA – 1918;

- Modificarea siluminurilor (Pacz) – 1921;

- Controlul calității pieselor cu raze X – 1925;

- Cuptor cu inducție fără miez (înaltă frecvență) – 1930;

- Spectrometru pentru analiza chimică rapidă – ARL – 1937;

- Producerea fontei cu grafit nodular – Fgn – SUA – 1949;

- Procedeul Cronin – întărirea chimică rapidă la cald – Germania – 1944;

- Regenerarea amestecurilor de formare – 1950;

- Modele din polistiren – 1958;

- Lierea cu rășini – 1954; rășini fenolice cu întărire la cald (Hot-Box) – 1962;

- Miezuirea cu întărire la rece (Could–Box) – 1968;

- SEM (Scanning Electron Microscopy) – Anglia – 1969;

- Analiza termică a carbonului echivalent și a fosforului – 1969;

- Introducerea filtrelor din spumă ceramică – 1974;

- Procedeul V – Japonia – 1971;

- Producerea fontei cu grafit vermicular – Fgv – SUA – 1976;

- Nodulizarea ”Tundish Ladle” (oală acoperită) – 1980 și ”Cored wire” (sârmă) – 1987;

- Modelarea solidificării – software – 1985;

Procedeul ”Phenolic Ester Could-box – 1985;

- Procedeul semi-solid Casting – 1990.

2. Producția mondială de piese turnate la sfârșitul secolului XX

Conform informațiilor din articolul ”Metal Casting Industry Census Guide” din

FOUNDRY Management &Technology, April, 1992, producția de piese turnate din SUA,

între 1972 și 1990 a oscilat între 19 și 12 milioane tone. Ținând cont de ponderea acesteia în

producția globală, la acea perioadă, putem aprecia că în 1989 România, cu cele 1,5 milioane

tone, producea cca. 3% din masa totală de piese turnate la nivel mondial și se afla pe locul 9

în topul țărilor mari producătoare de piese turnate.

Primele informații importante privind producția de piese turnate din secolul XXI sunt

date în tebelul 1, unde sunt prezentate valorile masice, în tone, pe mărci de aliaje, la nivelul

anului 1996 /ATTR, revista de turnătorie/ I.Ripoșan/. Tabelul 1

Producția de piese turnate din principalele țări producătoare în anul 1996, în tone

Tara Fonte

Otel Neferoase Total

general Fc Fgn Fm Total

Romania 320000 25000 5000 350000 100000 30000 480000

Austria 64412 77005 12621 154038 12621 75666 242325

Belgia 148725 13359 30 162114 18329 27039 207482

Canada 558400 5584000 71400 78900 708700

China 6945188 1434923 367310 8747421 1404756 751008 10903185

Cis 8000000 350000 8350000 600000 8950000

Croatia 25453 5325 713 31491 1164 8211 408

Cehia 369860 22750 12900 405510 103000 34010 542520

Franta 961404 869192 10261 1840859 135827 293217 2269913

Germania 2013000 1056000 52000 3121000 173000 638059 3932059

Ungaria 52700 12956 972 66628 7205 13426 8739

Italia 1043213 347776 13400 1404389 84261 631900 2120550

Japonia 3035667 2140540 142379 5318586 375093 1263478 6957163

Olanda 52500 67000 3200 122700 - 17800 140500

Polonia 554800 96400 24940 676140 96050 62210 824400

Portugalia 44941 27500 5009 77450 16878 13529 107857

Slovenia 36608 8452 5159 50219 19578 8933 78730

Spania 332000 297000 22000 651000 71500 146400 868900

Suedia 181500 49500 - 231000 17100 45300 293400

Elvetia 66062 45210 - 111272 - 18757 130029

Turcia 658000 89000 15200 762200 70900 36500 869600

Ucraina 680800 23000 26800 730600 260000 28200 1018800

Anglia 699000 454000 22000 1175000 90000 187000 1452000

SUA 6048000 4034000 232000 13014000 1369000 2391000 14074000

Total 57181281

Din cele peste 57 milioane tone piese turnate în anul 1996 aproape 92% au fost

produse în primele 10 țări, în următoarea ordine (în milioane tone): SUA – 14,07 ; China –

10,90 ; CIS – 8,95; Japonia – 6,96; Germania – 3,93; Franța – 2,27; Italia – 2,12; Anglia –

1,45; Ucraina – 1,01; Turcia –0, 87. În acest an, 1996, România, cu cele 480 mii tone, era

încă al 15-lea producător mondial de piese turnate.

3. Producția mondială de piese turnate la începutul secolului XXI

Datele cele mai complete privind producția de piese turnate, la început de secol XXI,

le regăsim în raportul referitor anului 2004, publicat în revista americană Modern Casting din

Decembrie 2005, tabelul 2.

Tabelul 2

Producția mondială de piese turnate din anul 2004/Modern Casting/+

Dacă producția de piese turnate din 2004, în țările europene și SUA este apropiată

celei din anii precedenți, China care o dublează la 22,42 mil.t și noii competitor care au

apărut: India – 4,62 mil.t; Brazilia – 2,83 mil.t; Mexic – 2,18 mil.t; Korea – 1,85 mil.t; Taiwan

– 1,45 mil.t; determină creșterea valorii mondiale la 79,74 mil.t.

Datorită exploziei industriei auto și a tuturor mijloacelor de transport, în țările avansate

tehnologic din vest producția de piese turnate din Fgn a egalat-o pe cea din fontă cenușie,

producția de piese turnate din oțel s-a redus la doar (12 – 25)% din cea de Fgn și se manifestă

o creștere accentuată a produției de piese turnate din aliaje de Al.

Între 1996 și 2004 (8 ani) producția mondială de piese turnate a crescut cu 39,5%, ceea

ce înseamnă o creștere medie anuală de aproape 5%

Producția mondială de piese turnate din anul 2010 este prezentată în tabelul 3.

Tabelul 3

Productia mondiala de piese turnate din anul 2010(Modern Casting)

După o creștere din 2004 până în 2007 cu încă 19%, ajungându-se la o producție totală

de piese turnate de 94,90 mil.t, a venit criza economică din 2008 – 2009 care a făcut ca în

2010 producția mondială să fie de 91,40 mil.t. Practic, în afară de China, India și Brazilia,

care au avut producții mai mari decât în 2004, toate celelalte tări au înregistrat reduceri

semnificative. Astfel, producția s-a diminuat cu: 20% în Franța și Italia, cu 25% în Japonia,

cu 33% în Rusia și SUA și cu 51% în România.

În tabelul 4 este prezentată situația producției fizice de piese turnate din anul 2015.

Tabelul 4

Productia mondiala de piese turnate din anul 2015(Modern Casting)

În intervalul 2010 – 2015 producția mondială de piese turnate a crescut cu 12,72%,

ceea ce înseamnă o creștere anuală de 2,54%, mult mai scăzut decât în deceniul precedent.

Ritmuri mai mari de creștere anuală s-au obținut în: Mexic – 11,0%; Turcia – 8,6%; SUA –

5,2%; India – 3,8%; China – 3,0%; Japonia – 2,7%. România a obținut un ritm de creștere de

5,5%/an. În unele țări s-au înregistrat stagnări, iar în altele chiar diminuări (Brazilia, Taiwan,

Franța).

În tabelul 5 este prezentată situația producției fizice de piese turnate din anul 2017.

Tabelul 5

Productia mondiala de piese turnate din anul 2017(Modern Casting)

Producția mondială de piese turnate din 2017 a fost de 109,86 milioane tone, deci cu

5,51% mai mare decât cea din 2015. Ritmul anual de creștere de 2,75% este obținut datorită

contribuției aduse de: Turcia – 8,1%; Mexic – 6,5%; India – 5,9%; China – 4,1%. În țările

avansate tehnologic producția de piese turnate stagnează sau se diminuează (în SUA s-a redus

cu 4,7%/an).

În tabelul 6 este prezentată evoluția producției de piese turnate în intervalul 2000 -

2017 din principalele țări producătoare, precum și din țările apropiate României.

Tabelul 6

Evolutia productiei mondiale de piese turnte în intervalul 2000 – 2017, în milioane tone

Tara 2000 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2012 2014 2015 2016 2017

SPANIA 1,18 1,31 1,30 1,33 1,43 1,36 0,9 1,14 1,12 1,14 1,21 1,28 1,29

FRANTA 2,66 2,46 2,34 2,40 2,47 2,38 1,73 1,95 1,80 1,73 1,68 1,62 1,72

GERMANIA 4,54 4,98 5,1 5,48 5,84 5,78 3,9 4,79 5,21 5,24 5,30 5,16 5,48

ITALIA 2,42 2,44 2,54 2,63 2,74 2,63 1,66 1,97 1,96 2,02 2,03 2,07 2,24

AUSTRIA 0,29 0,32 0,34 0,34 0,35 0,35 0,24 0,30 0,30 0,31 0,28 031 0,30

POLONIA 0,75 0,8 0,8 0,85 0,92 0,93 0,77 0,92 1,03 1,05 1,06 1,04 1,03

UNGARIA 0,12 0,16 0,15 0,17 0,17 0,15 0,13 0,15 0,18 0,19 0,20 0,20 0,21

ROMANIA 0,36 0,11 0,15 0,15 0,14 0,12 0,09 0,10 0,11 0,10 012 0,12 0,11

TURCIA 0,96 0,98 1,12 1,20 1,31 1,26 1,03 1,29 1,29 1,75 1,85 1,89 2,15

RUSIA - 6,3 7,62 6,9 7,8 7,8 4,2 4,2 4,3 4,2 4,2 3,9 4,22

INDIA 3,2 4,62 6,11 7,18 7,77 6,84 7,44 9,05 9,34 10,02 10,77 11,35 12,05

CHINA 13,9 22,42 24,42 28,09 31,27 33,5 35,3 39,6 42,5 46,2 45,6 47,2 49,4

JAPONIA 6,4 ,38 6,65 7,92 6,93 5,65 4,38 4,75 5,34 5,53 5,4 5,2 5,45

BRAZIL 1,9 2,83 1,9 3,08 3,22 3,35 2,29 3,24 2,86 2,73 2,31 2,1 2,21

USA 13,13 12,31 12,9 12,45 11,82 10,78 7,4 8,23 11,78 10,47 10,38 9,39 9,66

TOTAL 64,75 79,74 85,74 91,36 94,19 93,45 80,34 91,67 99,79 103,64 104,13 104,37 109,86

Producția mondială din 2017 este mai mare decât cea din 2000 cu 45,11 milioane tone,

ceea ce înseamnă un spor de 69,66%, aproximativ 3,87%/an. Această creștere medie cuprinde

și criza economică din 2008 – 2009 când s-a înregistrat o scădere cu 13,85 milioane tone,

adică 14,6%.

Din punct de vedere a diferenței dintre nivelul producției de piese turnate dintre anii

2000 și 2017, țările se împart în trei grupe:

- producții similare: Spania, Austria, Italia, Brazilia;

- creșteri de producție: Germania, cu 20%(1,1%/an); Polonia, cu 37%(2,0%/an);

Ungaria, cu 75%(4,1%/an); Turcia, cu 124%(6,9%/an); China, cu 255%(14,2%/an); India, cu

276%(15,4%/an);

- diminuarea producției: Japonia, cu 14,8%(0,82%/an); SUA, cu 26,4%(1,4%/an);

Rusia, cu 33%(1,8%/an); Franța, cu 35%(1,9%/an); România, 69,4%(3,8%/an).

Pe baza valorilor din tabelele 4 , 5 și 6 se poate concluziona că deși producția

mondială în secolul XXI s-a majorat cu 3,87%/an se observă că în ultimii ani creșterea a fost

doar de 2,75%/an, ceea ce dovedește o încetinire.

Evoluția în continuare a producției mondiale de piese turnate va fi semnificativ

influențată de:

-nivelul de dezvoltare a industriei auto, precum și de modificările privind ponderea

pieselor turnate în structura autoturismelor și autocamioanelor;

-nivelul de dezvoltare al mijloacelor de transport: terestru, aerian, pe apă, transportul

de lichide, transportul de gaze etc.

-nivelul de dezvoltare al industriei construcțiilor de mașini în țările slab industrializate;

-nivelul de dezvoltare al industriei militare, precum și de structura armamentului

produs;

-deplasarea în subteran, în mediu subacvatic, în spațiu extraterestru.

4. Evoluția producției de piese turnate din România

În 1989 România producea cca. 1,5 milioane tone piese turnate plasându-se pe locul 9

în lume. Chiar și atunci erau diferențieri majore față de țările avansate: ponderea foarte mare a

pieselor turnate din oțel, ponderea foarte mare a componentelor utilajului de turnare a

oțelului(lingotiere, poduri, pîlnii etc.), ponderea mică a pieselor pentru industria de

automobile, ponderea mică a pieselor din fonte speciale(Fgn, Fgv, Fm), utilizarea parțială a

capacităților instalate, productivitate scăzută, eficiență economică redusă.

După 1990 producția s-a diminuat rapid, multe capacități au fost închise și aproape

toate și-au redus indicatorii tehnico-economici. Până în 1996 producția de piese turnate a

scăzut cu 68%(9,7%/an), ajungând la 0,48 milioane tone, iar până în 2003 producția se

contractează cu 65%(9,3%/an), ajungând la cca.0,17 milioane tone.

Tabelul 7

Evoluția producției de piese turnate din România, în intervalul 2003 – 2017, în tone AN FONTĂ OȚEL ALIAJE NEFEROASE TOTAL

Fc+aliat Fgn Fm Carbon Aliat Cu Al Mg Zn Alte

2003 77531 16774 2014 24595 23797 2906 19536 6 594 721 168474

2004 50671 10018 1085 15958 16591 3229 11255 12 445 2588 111852

2005 64464 11604 1114 15991 21352 4439 19899 1 679 4 139547

2006 61602 14755 898 17406 18210 3356 30982 2800 540 0 150551

2007 54521 6903 793 18513 16935 3841 34811 2805 244 33 139399

2008 46968 4634 836 12483 19888 3569 33699 2500 588 5 124720

2009 29485 1471 712 10141 12814 1814 31163 1750 535 9 89896

2010 24984 2361 968 9846 11810 5488 41158 4982 402 7 102006

2011 36812 2075 927 15332 7779 6168 43499 8000 83 19 120695

2012 31689 2910 636 14063 10790 4878 45795 5050 20 8 115839

2013 25645 3332 875 9874 8507 4216 48745 5050 174 170 106588

2014 25066 4510 1027 7834 6384 7181 50952 5000 300 145 108398

2015 24186 3924 685 7153 5059 2569 85417 5003 26 66 134089

2016 20965 4456 505 4334 3260 4090 65057 7000 515 238 110419

2017 20000 3500 0 4000 3000 4500 70000 7000 500 250 112750

2018 19000 4500 0 4000 3500 5000 75000 6000 500 100 117600

Valorile din 2018 sunt estimative

Fig.1. Evoluția producției de piese turnate din România între anii 2003 - 2017

96316

61774

77182 77225

62217

52438

31668 28313

39814 35235

29852 30603 28795 25926 23500

48392

32549 37343 35616 35448 32371

22955 21656 23111 24853 18381

14218 12212 7594 7000

24484 17529

25022

37680 41734 39911 35273

52037 57769 55751 58355

63578

93081

76900 75250

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Evoluția producției de piese turnate din România

Fontă Oțel Neferoase

Începând cu anul 2003, Asociația Tehnică de Turnătorie din România, a reușit să

raporteze anual producția fizică de piese turnate, prcum și structura acesteia, așa cum este

prezentată succint în tabelul 7. Meritul pentru aceasta este al colegilor de la Huettenes

Albertus România, în primul rând al d-lui dr.ing.Ion Alexandru Băcanu și apoi al d-lui ing.

Ali Memor Musledin.

După o nouă prăbușire în 2004, când producția s-a redus cu 34%, în anii 2005, 2006 și

2007 producția s-a redresat la cca. 0,14 milioane tone, creșterea fiind de 27%. După criza din

2008 – 2009 producția de piese turnate s-a stabilizat la 0,11- 0,12 milioane tone.

De remarcat schimbarea profundă a structurii producției de piese turnate din România:

-1996 se producea: 350 mii tone de fontă, 350 mii tone oțel și 30 mii tone aliaje neferoase;

-2005 ” : 77 ” 37 ” 25 ”

-2010 ” : 28 ” 17 ” 52 ”

-2015 ” : 29 ” 12 ” 93 ”

-2017 ” : 23,5 ” 0,75 ” 82 ”

Dacă în 1996 ponderea masică a pieselor turnate din aliaje neferoase era mai mică de

5% s-a ajuns ca în 2015 aceasta să crească la peste 70%, iar în 2017 la peste 78%.

Din păcate raportul dintre producția de piese turnate din fontă, respectiv oțel, s-a

îmbunătățit prin închiderea capacităților și nu prin creșterea producției de fontă.

5. Concluzii

Atât timp cât producția mondială de piese turnate este încă în creștere nu există nici o

explicație logică ca în România aceasta să scadă în continuare.

În Uniunea Europeană este încurajată menținerea și dezvoltarea tuturor industiilor, cu

respectarea cerințelor de protecție a mediului și a sănătății populației.

Astăzi încă mai există câțiva specialiști cu pregătire medie și superioară în domeniul

fabricației de piese turnate.