Pfeiffer 博士在纪念曼内斯曼兄弟发明斜轧穿孔100周年的一篇文章中提到Charles Kellogg时,他称Kellogg 为失败的先驱者。文中称:“这里还得提一下不幸失败的先驱者 Charles Kellogg.他于1887年在弗吉尼亚的Findlay创办了一家轧钢厂,并首次采用连轧技术生产钢管。·····1890年发明家 Heckert申请了连轧技术专利,该技术采用10架两辊高速轧机固定芯棒轧制空心管坯。可见在Calmes多机架轧管机问世前80年,就已有了雏形·.....”。早在周期轧管工艺发明之前,美国Kellogg钢管厂就采用连轧管工艺对铸钢空心坯进行延伸轧制,但是,这种轧管工艺的发展、完善却经历了漫长的过程。从Kellogg五机架连轧管机1890年问世至今,连轧管机已有120年的历史了,连轧管工艺是众多轧管工艺大师们的集体创作的杰作,在Kellogg、Heckert、Fas-sel、Foren、Pfeiffer和冈本等众多工艺大师们不懈努力之下,丰富和完善了连轧工艺理论,并形成了3种不同的连轧管工艺:全浮动芯棒连轧管工艺、限动芯棒连轧管工艺和半浮动芯棒连轧管工艺,将连轧管工艺推向一个崭新的阶段。


一、连轧管工艺在20世纪前80年(1904~1985年)的发展


 连轧管工艺在20世纪前80年的发展基本上就是全浮动连轧管工艺技术的发展,这可分为如下三个阶段。


 1.  第一阶段(1904~1934年)


  在第一阶段以Fassel轧机为代表。Fassel 轧机以交流电机组传动、全浮动长芯棒轧制为机组的主要技术特征。热轧管仅用于冷拔坯料,品种规格少、质量差、生产率低。1913年美国Pittsburgh Steel Products 公司 Monessen 厂的φ40~65mm 连轧管机,就是德国按Fassel轧机设计的,它是这一阶段的代表机组。


 2.  第二阶段(1934~1950年)


  第二阶段以Foren 轧机和Lorain、Gary厂的连轧管机组为代表。1934年美国 Globe Steel Tube 公司(厂)的26机架单独传动的连轧管机投产,它是采用直流电机单独传动的全浮动芯棒连轧管机,是由该公司 Foren工程师设计的。1948年后,Lorain、Gary 厂和 Ellwood 厂的全浮动芯棒连轧管机组配置了张力减径机,扩大了品种规格范围,设计月产量达0.8万~2.0万吨。


 3. 第三阶段(1961~1978年)


 20世纪60年代的连轧管机组仍以全浮动长芯棒轧制和直流电机单独传动为主要特征,但由于配置了多机架、单独传动的张力减径机,产品品种规格增至400~500种,月产量可达4~5万吨。在1970~1978年,由于连轧工艺理论及张减工艺理论的研究卓有成效,深化了对连轧工艺的认识,采用“竹节”控制和CEC控制及电子计算机控制的连轧管机组先后投产。这一阶段的代表机组是原联邦德国Mulheim 钢管厂的RK2机组。



二、三种连轧管工艺并存及全浮动芯棒连轧管工艺在宝钢的发展(1978年至今)


  1978年至今,限动芯棒连轧管工艺(MPM)及半浮动芯棒连轧管工艺(MRK-S)得到了发展并日成熟,从而形成了3种连轧管工艺并存的局面。限动芯棒连轧管工艺可轧出比全浮动芯棒连轧管工艺更长、口径更大的钢管,但轧制节奏和速度低于全浮动芯棒连轧管工艺,由于它的出现晚于全浮动芯棒连轧管工艺,在工艺自动控制技术配置上优于前者,显示其相对的优势。


  但全浮动芯棒连轧管工艺在中小口径钢管生产领域中仍保持高节奏、高产能的优点。2004年宝钢不锈钢管厂曾年产84万吨。钢管大大超过了年产50万吨的设计能力,并将产品最大外径从139.7mm扩大到177.8mm,壁厚范围从3~25mm扩大至3~32mm,所生产合金钢管的合金含量为3%~15%.至于全浮动芯棒连轧管机组工艺上的不足,则可以通过改进穿孔机轧辊设计,发挥竹节控制和CEC控制功能而予以一定程度的弥补。



三、结语


  应该指出,就轧制技术而言,周期轧管机和连轧管机乃同根,均源于两重式轧机。曼氏斯曼兄弟基于两重式轧机的结构,创造性地设计了独特的周期轧辊孔型,促成了人工喂料周期轧管机的诞生,而Kellogg 和Heckert两位大师很自然地联想到配置多个机架的两重式轧机,但由于受到技术条件的限制,第1台连轧管机(Fassel轧机)的问世要比周期轧管机晚十几年。但“事有必至,理有固然”。100多年后周期轧管工艺衰矣!而连轧管工艺仍充满发展的活力,其理在于:连续轧管总比间断轧管强。至于两种连轧管工艺即全浮动芯棒和限动芯棒连轧管工艺的对比则不是一个孰优孰劣的问题,而是一个应用场合不同的问题,即全浮动芯棒连轧管工艺应用于(中)小口径无缝不锈钢管生产,而限动芯棒连轧管工艺应用于大口径和较大口径无缝钢管生产。当然,这样的看法要在对168PQF和140FFM(全浮动芯棒连轧管机)进行较长时间的对比考察后才能作出恰当的结论。