Pfeiffer 博士在紀念曼內斯曼兄弟發明斜軋穿孔100周年的一篇文章中提到Charles Kellogg時,他稱Kellogg 為失敗的先驅者。文中稱:“這里還得提一下不幸失敗的先驅者 Charles Kellogg.他于1887年在弗吉尼亞的Findlay創辦了一家軋鋼廠,并首次采用連軋技術生產鋼管。·····1890年發明家 Heckert申請了連軋技術專利,該技術采用10架兩輥高速軋機固定芯棒軋制空心管坯。可見在Calmes多機架軋管機問世前80年,就已有了雛形·.....”。早在周期軋管工藝發明之前,美國Kellogg鋼管廠就采用連軋管工藝對鑄鋼空心坯進行延伸軋制,但是,這種軋管工藝的發展、完善卻經歷了漫長的過程。從Kellogg五機架連軋管機1890年問世至今,連軋管機已有120年的歷史了,連軋管工藝是眾多軋管工藝大師們的集體創作的杰作,在Kellogg、Heckert、Fas-sel、Foren、Pfeiffer和岡本等眾多工藝大師們不懈努力之下,豐富和完善了連軋工藝理論,并形成了3種不同的連軋管工藝:全浮動芯棒連軋管工藝、限動芯棒連軋管工藝和半浮動芯棒連軋管工藝,將連軋管工藝推向一個嶄新的階段。
一、連(lian)軋管工藝在20世紀(ji)前80年(1904~1985年)的發展
連軋(ya)管(guan)工藝在20世紀前80年的(de)發展(zhan)基本上就是(shi)全浮動連軋(ya)管(guan)工藝技術的(de)發展(zhan),這可分為如下三個階段。
1. 第一階段(1904~1934年)
在第一階段以Fassel軋(ya)(ya)機為代(dai)表(biao)。Fassel 軋(ya)(ya)機以交(jiao)流電機組(zu)傳動(dong)、全浮動(dong)長(chang)芯棒軋(ya)(ya)制為機組(zu)的(de)主要技術特征。熱軋(ya)(ya)管(guan)僅(jin)用(yong)于冷(leng)拔坯料,品(pin)種規格少、質量差、生產率低。1913年美國(guo)Pittsburgh Steel Products 公司(si) Monessen 廠(chang)的(de)φ40~65mm 連軋(ya)(ya)管(guan)機,就是德國(guo)按Fassel軋(ya)(ya)機設計(ji)的(de),它是這一階段的(de)代(dai)表(biao)機組(zu)。
2. 第(di)二階段(1934~1950年)
第二階段以(yi)Foren 軋機(ji)和Lorain、Gary廠(chang)的(de)連(lian)軋管機(ji)組為代表。1934年美國 Globe Steel Tube 公司(廠(chang))的(de)26機(ji)架(jia)單獨傳動的(de)連(lian)軋管機(ji)投(tou)產,它是采用直流電機(ji)單獨傳動的(de)全(quan)浮動芯(xin)棒連(lian)軋管機(ji),是由該公司 Foren工(gong)程師(shi)設(she)計的(de)。1948年后(hou),Lorain、Gary 廠(chang)和 Ellwood 廠(chang)的(de)全(quan)浮動芯(xin)棒連(lian)軋管機(ji)組配置了張(zhang)力減徑機(ji),擴大了品(pin)種規格范圍(wei),設(she)計月產量達0.8萬~2.0萬噸。
3. 第三階段(duan)(1961~1978年(nian))
20世(shi)紀(ji)60年代(dai)的(de)連(lian)(lian)(lian)軋管機(ji)(ji)組仍(reng)以全浮動長芯棒軋制(zhi)和(he)直流(liu)電(dian)機(ji)(ji)單獨(du)傳動為主(zhu)要特征,但(dan)由(you)于配置了(le)多機(ji)(ji)架、單獨(du)傳動的(de)張力減徑機(ji)(ji),產品品種規格增至(zhi)400~500種,月產量可達4~5萬(wan)噸。在1970~1978年,由(you)于連(lian)(lian)(lian)軋工藝(yi)(yi)(yi)理論及(ji)(ji)張減工藝(yi)(yi)(yi)理論的(de)研究卓有(you)成(cheng)效,深化(hua)了(le)對連(lian)(lian)(lian)軋工藝(yi)(yi)(yi)的(de)認識(shi),采用“竹節”控制(zhi)和(he)CEC控制(zhi)及(ji)(ji)電(dian)子計算機(ji)(ji)控制(zhi)的(de)連(lian)(lian)(lian)軋管機(ji)(ji)組先后投(tou)產。這(zhe)一(yi)階段(duan)的(de)代(dai)表機(ji)(ji)組是(shi)原聯邦德國Mulheim 鋼管廠的(de)RK2機(ji)(ji)組。
二、三種連(lian)軋管(guan)工藝并存及全浮(fu)動(dong)芯棒連(lian)軋管(guan)工藝在寶鋼的(de)發(fa)展(1978年至今(jin))
1978年至今,限動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(MPM)及半浮動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(MRK-S)得到(dao)了發展并(bing)日成熟(shu),從(cong)而形(xing)成了3種連(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)并(bing)存(cun)的局面。限動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)可軋(ya)(ya)(ya)出(chu)比(bi)全浮動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)更長、口徑更大(da)的鋼(gang)管(guan),但軋(ya)(ya)(ya)制節(jie)奏和(he)速度(du)低于(yu)全浮動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi),由于(yu)它的出(chu)現晚于(yu)全浮動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi),在工(gong)藝(yi)(yi)(yi)自(zi)動(dong)控制技術配置上優于(yu)前者,顯示(shi)其相(xiang)對(dui)的優勢。
但全浮動芯棒連軋管工藝在中小口徑鋼管生產領域中仍保持高節奏、高產能的優點。2004年寶鋼不銹(xiu)鋼管廠曾年產84萬噸。鋼管大大超過了年產50萬噸的設計能力,并將產品最大外徑從139.7mm擴大到177.8mm,壁厚范圍從3~25mm擴大至3~32mm,所生產合金鋼管的合金含量為3%~15%.至于全浮動芯棒連軋管機組工藝上的不足,則可以通過改進穿孔機軋輥設計,發揮竹節控制和CEC控制功能而予以一定程度的彌補。
三、結語
應該(gai)指(zhi)出,就軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制技術而(er)言,周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機和(he)(he)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機乃(nai)同根(gen),均源于(yu)兩重式(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機。曼氏(shi)斯曼兄弟基于(yu)兩重式(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的結(jie)(jie)構(gou),創造性地設計了獨特的周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)孔型(xing),促成了人(ren)工喂料周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機的誕生(sheng),而(er)Kellogg 和(he)(he)Heckert兩位大(da)師很自然(ran)地聯想(xiang)到配置多個(ge)機架的兩重式(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機,但(dan)(dan)由于(yu)受到技術條件的限制,第1臺連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(Fassel軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機)的問世要比周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機晚十幾年。但(dan)(dan)“事有必至,理有固然(ran)”。100多年后周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝(yi)衰矣!而(er)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝(yi)仍充(chong)滿發展的活(huo)力,其理在于(yu):連(lian)(lian)(lian)(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)總比間斷(duan)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)強。至于(yu)兩種連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝(yi)即(ji)全(quan)(quan)浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)和(he)(he)限動(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝(yi)的對比則不(bu)是(shi)一個(ge)孰優孰劣(lie)的問題,而(er)是(shi)一個(ge)應用場合不(bu)同的問題,即(ji)全(quan)(quan)浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝(yi)應用于(yu)(中(zhong))小口徑(jing)無(wu)縫不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)生(sheng)產,而(er)限動(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝(yi)應用于(yu)大(da)口徑(jing)和(he)(he)較大(da)口徑(jing)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)生(sheng)產。當然(ran),這(zhe)樣的看法要在對168PQF和(he)(he)140FFM(全(quan)(quan)浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機)進(jin)行較長時(shi)間的對比考(kao)察(cha)后才能(neng)作出恰(qia)當的結(jie)(jie)論。