热扩不锈钢管工艺是古老的钢管生产工艺之一,已有80年的历史,不锈钢管热扩径主要有斜轧扩径、拉拔扩径和顶推扩径三种方法。从它的发展历史来看,首先得到发展的是斜轧扩径,其后是拉拔式扩径,最后才是顶推式扩径。但后者仅仅见之于专利,尚未见到有关使用顶推式扩径工艺大规模生产大口径不锈钢管的报道。


 美国和德国在同一时期即1925~1933年间通过不同的途径发展了不锈钢管斜轧扩径机。由于美国的不锈钢管工业是以自动轧管机为基础的,而德国则以周期轧管机为基础,生产扩径管坯的方法不同,两国钢管工业的基础不同,因此发展斜轧扩径机的途径亦有所不同。


 至1920年为止,美国所生产的无缝不锈钢管直径不大于159mm,长度不大于7.6m.为了解决生产大直径管的问题,对于在自动轧管机前设置二次穿孔机以扩大穿孔管坯外径的问题进行了研究。1925~1928年期间在Jones and Loughlin 钢铁公司和Lorain钢管厂先后建立了带二次穿孔扩径机的自动轧管车间,从而使自动轧管机组所能生产的无缝钢管的外径增大为323~365mm。


 其后,由于石油工业的发展,需要直径为406~762mm的输送管,当时不锈钢焊管机及自动轧管机均不能解决这一向题,因此设法通过斜轧扩径的办法生产大直径管以满足石油工业的需要。先在National Tube 公司(厂)Gary厂设置试验轧机,1930年在National Tube公司(厂)Lorain 厂自动轧管机之后安设了斜轧扩径机将钢管由355mm扩径至660mm.1931年在National Tube公司(厂)Mckeesport厂自动轧管机之后又安设了一台斜轧扩径机,将钢管由400mm扩径至710mm.当时并在该厂为添设斜轧扩径机预留了位置,至此在美国斜轧扩径机的发展告一段落。


 德国发展斜轧扩径机的途径与美国有所不同,因为早在1923年德国就设有生产直径为610mm不锈钢管的周期轧管机,因此提出要采用大型的斜轧扩径机,以将钢管由600mm 扩径至1500mm.为此,德国在1925年建立了三台斜轧扩径试验轧机,其中一台为三辊式,另两台为二辊式。在顺利地解决了顶头固定方法使顶杆的受力方式由受压变成受拉,以及扩径轧辊的孔型设计问题之后,德国在1928年制造了两台大型斜轧扩径机,扩径后钢管的外径达510~610mm.接着在1933年建成了两个钢管斜轧扩径车间。建于Düsseldorf Rath厂的二辊式扩径机可将不锈钢管由600mm扩径至1500mm,而Demag厂制造的三辊式扩径机则可将钢管由600mm扩径至1400mm,该扩径机安于Phoenix Rheinrohr厂。


 拉拔式不锈钢管热扩机首先在德国得到发展,继而为意大利、法国等国家所采用,最后意大利将它进一步发展到更为完善的状态。德国Meer厂1936年为意大利 Dalmine 厂制造了一台拉拔式热扩机,扩径后钢管的最大直径为813mm,长度为15m.其后,法国先后在Anzin 厂和 Aulnoye 厂安设了两台拉拔式热扩机。An-zin厂的热扩机安设在周期轧管机之后,将钢管由419mm扩径至800mm.Aulnoye厂的热扩机安设在自动轧管机之后,将不锈钢管由406mm扩径至660mm以上。由1936年起直至1958年止可以说是拉拔式热扩机发展的早期,并以德国Meer厂为意大利制造的拉拔式热扩机和法国的两台热扩机为代表。1958年意大利 Inno-centi公司在将Meer厂所生产的扩径机进行改造的基础上,为委内瑞拉钢铁公司制造了一台拉拔式热扩机,扩径后钢管的直径为610mm.据1961年9月《Oil and Gas》杂志的报导,委内瑞拉已用此扩径机生产610mmx9.5mm的钢管敷设了一条76km长的输油管线。1960~1963年间意大利经过二次改造将周期轧管机所生产的管子直径增大为630mm,同时又增设了一台拉拔式热扩机将钢管由630mm扩径至925mm.基于对旧扩径机的两次改造,意大利 Innocenti公司已将拉拔式热扩机列为该厂机械产品之一,并见之于该公司的产品样本。


 1951~1954年期间,在西德出现了三个顶推式热扩管的专利。从顶推的原动力来看,分为机械传动和液压传动两类,在专利中采用了较新的技术如感应加热、电气自动调节装置等,可以说是不锈钢管热扩径的一个新的发展,但迄今未见有关工业性生产的报导。


 1958年以后,发展大直径不锈钢管的问题在苏联被提到议事日程上来了。首先在冶金机械制造部门的七年计划(1959~1965年)中对于发展制造不锈钢管热扩机作了安排;接着,在1962年4月的全苏制管工作者会议上进行了广泛的讨论。会上对于发展大直径钢管的方向问题出现了两种不同的意见,以设计院和中央冶金设备制造研究所为一方,推荐了在采用现代焊管技术的基础上优先发展电焊管的方案,而以乌克兰不锈钢管研究所和电钢城重型机械厂为另一方却坚持采用管坯通过扩径生产大直径钢管的方案,其理由是采用管坯生产大直径无缝管比以板材为基础来生产大直径管更为经济,因此在会上没有作出最后决定。但关于扩径机的设计制造工作实际上早已开始了,由电钢城重型机械制造厂设计的拉拔式热扩机将钢管由529mm扩径至800mm,壁厚为8~10mm,据报道在大型周期轧管机上生产的ф660mm的不锈钢管将在斜轧辊式扩径机上扩至ф1200mm,但迄今未见有关上述两台扩径机工业生产的报道。