Pfeiffer 博士在紀念曼內(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,他稱Kellogg 為失敗的先驅(qū)者。文中稱:“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,并首次采用連軋技術(shù)生產(chǎn)鋼管。·····1890年發(fā)明家 Heckert申請了連軋技術(shù)專利,該技術(shù)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(fā)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(fā)展、完善卻經(jīng)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(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、連軋管工藝在20世紀前80年(1904~1985年)的發(fā)展
連軋管工藝在20世紀前80年的發(fā)展基本上就是全浮動連軋管工藝技術(shù)的發(fā)展,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軋機為代表。Fassel 軋機以交流電機組傳動、全浮動長芯棒軋制為機組的主要技術(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Pittsburgh Steel Products 公司 Monessen 廠的φ40~65mm 連軋管機,就是德國按Fassel軋機設(shè)計的,它是這一階段的代表機組。
2. 第二階段(1934~1950年)
第二階段以Foren 軋機和Lorain、Gary廠的連軋管機組為代表。1934年美國 Globe Steel Tube 公司(廠)的26機架單獨傳動的連軋管機投產(chǎn),它是采用直流電機單獨傳動的全浮動芯棒連軋管機,是由該公司 Foren工程師設(shè)計的。1948年后,Lorain、Gary 廠和 Ellwood 廠的全浮動芯棒連軋管機組配置了張力減徑機,擴大了品種規(guī)格范圍,設(shè)計月產(chǎn)量達0.8萬~2.0萬噸。
3. 第三階段(1961~1978年)
20世紀60年代的連軋管機組仍以全浮動長芯棒軋制和直流電機單獨傳動為主要特征,但由于配置了多機架、單獨傳動的張力減徑機,產(chǎn)品品種規(guī)格增至400~500種,月產(chǎn)量可達4~5萬噸。在1970~1978年,由于連軋工藝理論及張減工藝理論的研究卓有成效,深化了對連軋工藝的認識,采用“竹節(jié)”控制和CEC控制及電子計算機控制的連軋管機組先后投產(chǎn)。這一階段的代表機組是原聯(lián)邦德國Mulheim 鋼管廠的RK2機組。
二、三種連軋管工藝并存及全浮動芯棒連軋管工藝在寶鋼的發(fā)展(1978年至今)
1978年至今,限動芯棒連軋管工藝(MPM)及半浮動芯棒連軋管工藝(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。限動芯棒連軋管工藝可軋出比全浮動芯棒連軋管工藝更長、口徑更大的鋼管,但軋制節(jié)奏和速度低于全浮動芯棒連軋管工藝,由于它的出現(xiàn)晚于全浮動芯棒連軋管工藝,在工藝自動控制技術(shù)配置上優(yōu)于前者,顯示其相對的優(yōu)勢。
但全浮動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。2004年寶鋼不銹鋼管廠曾年產(chǎn)84萬噸。鋼管大大超過了年產(chǎn)50萬噸的設(shè)計能力,并將產(chǎn)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(chǎn)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(shè)計,發(fā)揮竹節(jié)控制和CEC控制功能而予以一定程度的彌補。
三、結(jié)語
應(yīng)該指出,就軋制技術(shù)而言,周期軋管機和連軋管機乃同根,均源于兩重式軋機。曼氏斯曼兄弟基于兩重式軋機的結(jié)構(gòu),創(chuàng)造性地設(shè)計了獨特的周期軋輥孔型,促成了人工喂料周期軋管機的誕生,而Kellogg 和Heckert兩位大師很自然地聯(lián)想到配置多個機架的兩重式軋機,但由于受到技術(shù)條件的限制,第1臺連軋管機(Fassel軋機)的問世要比周期軋管機晚十幾年。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發(fā)展的活力,其理在于:連續(xù)軋管總比間斷軋管強。至于兩種連軋管工藝即全浮動芯棒和限動芯棒連軋管工藝的對比則不是一個孰優(yōu)孰劣的問題,而是一個應(yīng)用場合不同的問題,即全浮動芯棒連軋管工藝應(yīng)用于(中)小口徑無縫不銹鋼管生產(chǎn),而限動芯棒連軋管工藝應(yīng)用于大口徑和較大口徑無縫鋼管生產(chǎn)。當然,這樣的看法要在對168PQF和140FFM(全浮動芯棒連軋管機)進行較長時間的對比考察后才能作出恰當?shù)慕Y(jié)論。