Pfeiffer 博士在紀(jì)念曼內(nèi)斯曼兄弟發(fā)明斜軋穿孔100周年的一篇文章中提到Charles Kellogg時(shí),他稱(chēng)Kellogg 為失敗的先驅(qū)者。文中稱(chēng):“這里還得提一下不幸失敗的先驅(qū)者 Charles Kellogg.他于1887年在弗吉尼亞的Findlay創(chuàng)辦了一家軋鋼廠(chǎng),并首次采用連軋技術(shù)生產(chǎn)鋼管。·····1890年發(fā)明家 Heckert申請(qǐng)了連軋技術(shù)專(zhuān)利,該技術(shù)采用10架兩輥高速軋機(jī)固定芯棒軋制空心管坯。可見(jiàn)在Calmes多機(jī)架軋管機(jī)問(wèn)世前80年,就已有了雛形·.....”。早在周期軋管工藝發(fā)明之前,美國(guó)Kellogg鋼管廠(chǎng)就采用連軋管工藝對(duì)鑄鋼空心坯進(jìn)行延伸軋制,但是,這種軋管工藝的發(fā)展、完善卻經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程。從Kellogg五機(jī)架連軋管機(jī)1890年問(wèn)世至今,連軋管機(jī)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(chuàng)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?yán)碚摚⑿纬闪?種不同的連軋管工藝:全浮動(dòng)芯棒連軋管工藝、限動(dòng)芯棒連軋管工藝和半浮動(dòng)芯棒連軋管工藝,將連軋管工藝推向一個(gè)嶄新的階段。
一、連軋管工藝在20世紀(jì)前80年(1904~1985年)的發(fā)展
連軋管工藝在20世紀(jì)前80年的發(fā)展基本上就是全浮動(dòng)連軋管工藝技術(shù)的發(fā)展,這可分為如下三個(gè)階段。
1. 第一階段(1904~1934年)
在第一階段以Fassel軋機(jī)為代表。Fassel 軋機(jī)以交流電機(jī)組傳動(dòng)、全浮動(dòng)長(zhǎng)芯棒軋制為機(jī)組的主要技術(shù)特征。熱軋管僅用于冷拔坯料,品種規(guī)格少、質(zhì)量差、生產(chǎn)率低。1913年美國(guó)Pittsburgh Steel Products 公司 Monessen 廠(chǎng)的φ40~65mm 連軋管機(jī),就是德國(guó)按Fassel軋機(jī)設(shè)計(jì)的,它是這一階段的代表機(jī)組。
2. 第二階段(1934~1950年)
第二階段以Foren 軋機(jī)和Lorain、Gary廠(chǎng)的連軋管機(jī)組為代表。1934年美國(guó) Globe Steel Tube 公司(廠(chǎng))的26機(jī)架單獨(dú)傳動(dòng)的連軋管機(jī)投產(chǎn),它是采用直流電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)的全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī),是由該公司 Foren工程師設(shè)計(jì)的。1948年后,Lorain、Gary 廠(chǎng)和 Ellwood 廠(chǎng)的全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組配置了張力減徑機(jī),擴(kuò)大了品種規(guī)格范圍,設(shè)計(jì)月產(chǎn)量達(dá)0.8萬(wàn)~2.0萬(wàn)噸。
3. 第三階段(1961~1978年)
20世紀(jì)60年代的連軋管機(jī)組仍以全浮動(dòng)長(zhǎng)芯棒軋制和直流電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)為主要特征,但由于配置了多機(jī)架、單獨(dú)傳動(dòng)的張力減徑機(jī),產(chǎn)品品種規(guī)格增至400~500種,月產(chǎn)量可達(dá)4~5萬(wàn)噸。在1970~1978年,由于連軋工藝?yán)碚摷皬垳p工藝?yán)碚摰难芯孔坑谐尚В罨藢?duì)連軋工藝的認(rèn)識(shí),采用“竹節(jié)”控制和CEC控制及電子計(jì)算機(jī)控制的連軋管機(jī)組先后投產(chǎn)。這一階段的代表機(jī)組是原聯(lián)邦德國(guó)Mulheim 鋼管廠(chǎng)的RK2機(jī)組。
二、三種連軋管工藝并存及全浮動(dòng)芯棒連軋管工藝在寶鋼的發(fā)展(1978年至今)
1978年至今,限動(dòng)芯棒連軋管工藝(MPM)及半浮動(dòng)芯棒連軋管工藝(MRK-S)得到了發(fā)展并日成熟,從而形成了3種連軋管工藝并存的局面。限動(dòng)芯棒連軋管工藝可軋出比全浮動(dòng)芯棒連軋管工藝更長(zhǎng)、口徑更大的鋼管,但軋制節(jié)奏和速度低于全浮動(dòng)芯棒連軋管工藝,由于它的出現(xiàn)晚于全浮動(dòng)芯棒連軋管工藝,在工藝自動(dòng)控制技術(shù)配置上優(yōu)于前者,顯示其相對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
但全浮動(dòng)芯棒連軋管工藝在中小口徑鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域中仍保持高節(jié)奏、高產(chǎn)能的優(yōu)點(diǎn)。2004年寶鋼不銹鋼管廠(chǎng)曾年產(chǎn)84萬(wàn)噸。鋼管大大超過(guò)了年產(chǎn)50萬(wàn)噸的設(shè)計(jì)能力,并將產(chǎn)品最大外徑從139.7mm擴(kuò)大到177.8mm,壁厚范圍從3~25mm擴(kuò)大至3~32mm,所生產(chǎn)合金鋼管的合金含量為3%~15%.至于全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組工藝上的不足,則可以通過(guò)改進(jìn)穿孔機(jī)軋輥設(shè)計(jì),發(fā)揮竹節(jié)控制和CEC控制功能而予以一定程度的彌補(bǔ)。
三、結(jié)語(yǔ)
應(yīng)該指出,就軋制技術(shù)而言,周期軋管機(jī)和連軋管機(jī)乃同根,均源于兩重式軋機(jī)。曼氏斯曼兄弟基于兩重式軋機(jī)的結(jié)構(gòu),創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了獨(dú)特的周期軋輥孔型,促成了人工喂料周期軋管機(jī)的誕生,而Kellogg 和Heckert兩位大師很自然地聯(lián)想到配置多個(gè)機(jī)架的兩重式軋機(jī),但由于受到技術(shù)條件的限制,第1臺(tái)連軋管機(jī)(Fassel軋機(jī))的問(wèn)世要比周期軋管機(jī)晚十幾年。但“事有必至,理有固然”。100多年后周期軋管工藝衰矣!而連軋管工藝仍充滿(mǎn)發(fā)展的活力,其理在于:連續(xù)軋管總比間斷軋管強(qiáng)。至于兩種連軋管工藝即全浮動(dòng)芯棒和限動(dòng)芯棒連軋管工藝的對(duì)比則不是一個(gè)孰優(yōu)孰劣的問(wèn)題,而是一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合不同的問(wèn)題,即全浮動(dòng)芯棒連軋管工藝應(yīng)用于(中)小口徑無(wú)縫不銹鋼管生產(chǎn),而限動(dòng)芯棒連軋管工藝應(yīng)用于大口徑和較大口徑無(wú)縫鋼管生產(chǎn)。當(dāng)然,這樣的看法要在對(duì)168PQF和140FFM(全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī))進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)比考察后才能作出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。