不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步發(fā)展

  隨后幾年不銹鋼無縫鋼管的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中，曾作為曼內(nèi)斯曼兄弟雇員的發(fā)明家們顯然是受到曼內(nèi)斯曼兄弟思想的影響。當(dāng)曼內(nèi)斯曼兄弟于1893年被迫離開德國－奧地利曼內(nèi)斯曼鋼管公司后，形勢(shì)發(fā)生了很大的變化。經(jīng)過艱苦的創(chuàng)業(yè)階段后，該公司還必須進(jìn)行鞏固和充實(shí)，以求生存。盡管曼氏兄弟的技術(shù)觀點(diǎn)在該公司外仍然起著作用，曼氏兄弟的技術(shù)觀點(diǎn)在美國的早期傳播并未引起新的發(fā)展，或至少未引起加速其發(fā)展。

 這里還得提一下不幸失敗的先驅(qū)者 Charles Kellogg的作用。Charles Kellogg 于1887年在弗吉尼亞的Findley 創(chuàng)辦了一座軋鋼廠，并首次試圖采用連軋技術(shù)生產(chǎn)不銹鋼管，這在當(dāng)時(shí)的條件下顯得太遙遠(yuǎn)了。1890年，發(fā)明家Heckert申請(qǐng)了連軋技術(shù)專利，該技術(shù)是用十架二輥高速軋機(jī)固定芯棒軋制空心管坯?？梢姡贑almes之前80年，多機(jī)架軋管機(jī)就已有了雛形。

 可以認(rèn)為，在斜軋穿孔專利的有效期內(nèi)，Relph Stiefel 同曼氏兄弟及 Privy Coucnillor Ehrhardt共同努力，對(duì)于不銹鋼無縫管工業(yè)的發(fā)展起了決定性的作用。

 瑞士人 Relph Stiefel與他的同胞及上司Pfau一起在Landore的曼內(nèi)斯曼工廠供職了好幾年。當(dāng)Pfau于1897年離開該廠后，這位富于想象力的設(shè)計(jì)師失去了他的老師，因此，他也離開了Landore,接受了“自行車大王”Lozier的邀請(qǐng)到了美國。當(dāng)時(shí)Lozier一直采用于1891年建在俄亥俄州的Shelby 鋼管公司生產(chǎn)的無縫鋼管加工產(chǎn)品。他們用瑞典進(jìn)口的空心鍛坯在Larsson 二輥軋機(jī)上用頂頭來軋制鋼管。

 Lozier 任命 Stiefel 為新建的 Elwood 無縫鋼管公司的技術(shù)經(jīng)理。Stiefel充分利用了他在曼內(nèi)斯曼公司所獲得的知識(shí)，他在他的第一個(gè)專利中聲稱，他用二個(gè)平行的圓盤軋制出的毛管不會(huì)出現(xiàn)曼內(nèi)斯曼所申請(qǐng)的專利所產(chǎn)生的金屬扭轉(zhuǎn)變形，他與曼內(nèi)斯曼關(guān)于專利問題的糾紛持續(xù)了多年，但并沒妨礙 Stiefel在Ellwood城建造了幾臺(tái)斜軋穿孔機(jī)。

從他的第一個(gè)設(shè)計(jì)方案起，Stiefel 就同 John Hancock Nichol-son合作，搞出了帶有鑄造導(dǎo)板、用于延伸的斜軋穿孔機(jī)，并提高了軋制速度。Stiefel還用皮爾格軋機(jī)來軋制空心管坯。1897年當(dāng) Ellwood 無縫鋼管公司與Shelby鋼管公司合并后，Stiefel 又受雇于新的公司工作。當(dāng)時(shí)，用皮爾格軋制工藝和基于Larsson法的頂頭軋制工藝用來延伸空心管坯。

 1898年，Reinhard曼內(nèi)斯曼的早年同事 Otto Heer 對(duì) Larsson的二輥軋機(jī)做出重大改進(jìn)，Heer向Poensgn建議，當(dāng)二輥軋機(jī)軋制第一道后，抬起上輥，并且用回送輥將毛管從孔型中送回，這樣就避免了毛管傳送過程中時(shí)間的浪費(fèi)。Poensgn 采納了他的建議，這樣，加熱一次就可以軋好幾道，又快又經(jīng)濟(jì)。

 1898年P(guān)oensgn 在美國與Stiefel認(rèn)識(shí)后，將Stiefel 在斜軋方面的技術(shù)突破與Heer的高效軋制技術(shù)相結(jié)合，便發(fā)展成現(xiàn)代Stiefel軋機(jī)，Stiefel在Elwood城他自己的標(biāo)準(zhǔn)工程公司進(jìn)一步成熟和完善了現(xiàn)代Stiefel軋機(jī)的想法。這個(gè)公司后來改名為艾特納標(biāo)準(zhǔn)工程公司。Stiefel到1932年70歲時(shí)才退休。他對(duì)發(fā)展無縫鋼管及擴(kuò)大其市場做出了最重要的貢獻(xiàn)。

 自從Kellogg的嘗試失敗后，幾個(gè)發(fā)明家在使用間斷軋制技術(shù)的同時(shí)，還吸取了連軋管的想法。Alois曾是Komotau和Rems-cheid的曼內(nèi)斯曼公司的設(shè)計(jì)師。1899年，他到Mülheim 為Augnst Thyssen的公司工作。1900年，當(dāng)穿孔機(jī)的專利有效期屆滿時(shí)，他為Thyssen設(shè)計(jì)了第一臺(tái)斜軋穿孔機(jī)。同時(shí)，他建造了一套12機(jī)架的二輥高速鋼管連軋機(jī)，1901年這套由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的軋機(jī)在Dinslaken投入生產(chǎn)，并采用全浮動(dòng)芯棒工藝軋出了8～10m長的管子，1904~1907年間又建造了三套同樣的軋機(jī)，而且使用了20多年，軋機(jī)的發(fā)展最終導(dǎo)致了美鋼聯(lián)在Lorain和Gary建成現(xiàn)代連軋管機(jī)，這種軋機(jī)首次采用了單獨(dú)傳動(dòng)方式。

 不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)工藝已完全成熟，但仍將繼續(xù)發(fā)展。對(duì)于斜軋穿孔工藝中的穿孔、延伸及擴(kuò)徑過程的理論研究經(jīng)過了幾個(gè)階段。Siebel對(duì)斜軋輥的效應(yīng)的原理進(jìn)行了透徹和帶結(jié)論性的研究。Friedrich Kock解釋了延伸工序與其他環(huán)節(jié)的關(guān)系。許多研究人員試圖對(duì)金屬流動(dòng)情況做進(jìn)一步的理論分析。但是，對(duì)于各種情況下的斜軋穿孔過程，目前還不能預(yù)先進(jìn)行可靠的計(jì)算。人們要求無縫管的尺寸偏差向焊管看齊，在工程技術(shù)人員都普遍使用價(jià)格適應(yīng)的無損探傷設(shè)備的情況下更是如此。斜軋穿孔機(jī)用作延伸機(jī)又成為討論的課題。用Assel 和 Diescher軋機(jī)軋制時(shí)，由于輥縫處產(chǎn)生的強(qiáng)烈的徑向拉伸力，補(bǔ)償了毛管的壁厚不均，因此，生產(chǎn)出的管子壁厚偏差特別小。

  斜軋工藝與縱軋工藝相比，其缺點(diǎn)是軋制速度較低，而且由于輥縫處交替產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，使管子的內(nèi)外表面有產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)。對(duì)目前不銹鋼無縫管的規(guī)格來講，人們要求最新式軋管機(jī)能將目前無縫管規(guī)格范圍內(nèi)的管子壁厚偏差范圍縮小一半，這樣，斜軋穿孔機(jī)顯示出其重要性，人們正積極對(duì)其不足之處進(jìn)行研究。經(jīng)過100年的實(shí)踐，不銹鋼無縫管制造工藝確實(shí)發(fā)展成熟了，但還沒有達(dá)到盡善盡美的境界。