熱擴不銹鋼管工藝是古老的鋼管生產工藝之一,已有80年的歷史,不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)熱擴徑主要有斜軋擴徑、拉拔擴徑和頂推擴徑三種方法。從它的發展歷史來看,首先得到發展的是斜軋擴徑,其后是拉拔式擴徑,最后才是頂推式擴徑。但后者僅僅見之于專利,尚未見到有關使用頂推式擴徑工藝大規模生產大口徑不銹鋼管的報道。
美(mei)國(guo)(guo)和(he)德國(guo)(guo)在同(tong)(tong)一時期即1925~1933年間通過(guo)不同(tong)(tong)的(de)途徑發展(zhan)了不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)斜軋擴(kuo)(kuo)徑機(ji)(ji)。由于(yu)美(mei)國(guo)(guo)的(de)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)工業是(shi)以自(zi)動軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)為基(ji)礎的(de),而德國(guo)(guo)則以周期軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)為基(ji)礎,生產擴(kuo)(kuo)徑管(guan)(guan)坯(pi)的(de)方法不同(tong)(tong),兩(liang)國(guo)(guo)鋼管(guan)(guan)工業的(de)基(ji)礎不同(tong)(tong),因此(ci)發展(zhan)斜軋擴(kuo)(kuo)徑機(ji)(ji)的(de)途徑亦有(you)所不同(tong)(tong)。
至1920年為止,美國所生產的無縫不銹鋼管直徑不大于159mm,長度不大于7.6m.為了解決生產大直徑管的問題,對于在自動軋管機前設置二次穿孔機以擴大穿孔管坯外徑的問題進行了研究。1925~1928年期間在Jones and Loughlin 鋼鐵公司和Lorain鋼管廠先后建立了帶二次穿孔擴徑機的自動軋管車間,從而使自動軋管機組所能生產的無縫鋼管的外徑增大為323~365mm。
其后,由于石油工業的發展,需要直徑為406~762mm的輸送管,當時不銹鋼焊管(guan)機及自動軋管機均不能解決這一向題,因此設法通過斜軋擴徑的辦法生產大直徑管以滿足石油工業的需要。先在National Tube 公司(廠)Gary廠設置試驗軋機,1930年在National Tube公司(廠)Lorain 廠自動軋管機之后安設了斜軋擴徑機將鋼管由355mm擴徑至660mm.1931年在National Tube公司(廠)Mckeesport廠自動軋管機之后又安設了一臺斜軋擴徑機,將鋼管由400mm擴徑至710mm.當時并在該廠為添設斜軋擴徑機預留了位置,至此在美國斜軋擴徑機的發展告一段落。
德國發展斜軋擴徑機的途徑與美國有所不同,因為早在1923年德國就設有生產直徑為610mm不銹鋼管的周期軋管機,因此提出要采用大型的斜軋擴徑機,以將鋼管由600mm 擴徑至1500mm.為此,德國在1925年建立了三臺斜軋擴徑試驗軋機,其中一臺為三輥式,另兩臺為二輥式。在順利地解決了頂頭固定方法使頂桿的受力方式由受壓變成受拉,以及擴徑軋輥的孔型設計問題之后,德國在1928年制造了兩臺大型斜軋擴徑機,擴徑后鋼管的外徑達510~610mm.接著在1933年建成了兩個鋼管斜軋擴徑車間。建于Düsseldorf Rath廠的二輥式擴徑機可將不銹鋼管由600mm擴徑至1500mm,而Demag廠制造的三輥式擴徑機則可將鋼管由600mm擴徑至1400mm,該擴徑機安于Phoenix Rheinrohr廠。
拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)首先在(zai)德國(guo)得到發(fa)展,繼(ji)而(er)為(wei)(wei)(wei)(wei)意(yi)(yi)(yi)大(da)(da)利、法國(guo)等國(guo)家(jia)所(suo)采用(yong),最(zui)后意(yi)(yi)(yi)大(da)(da)利將(jiang)(jiang)它進(jin)一(yi)(yi)步發(fa)展到更(geng)為(wei)(wei)(wei)(wei)完善的(de)(de)(de)狀態。德國(guo)Meer廠(chang)(chang)1936年為(wei)(wei)(wei)(wei)意(yi)(yi)(yi)大(da)(da)利 Dalmine 廠(chang)(chang)制造(zao)(zao)了一(yi)(yi)臺(tai)拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji),擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)后鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)最(zui)大(da)(da)直徑(jing)(jing)為(wei)(wei)(wei)(wei)813mm,長(chang)度為(wei)(wei)(wei)(wei)15m.其后,法國(guo)先后在(zai)Anzin 廠(chang)(chang)和 Aulnoye 廠(chang)(chang)安設(she)了兩(liang)(liang)臺(tai)拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)。An-zin廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)安設(she)在(zai)周(zhou)期(qi)(qi)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)之后,將(jiang)(jiang)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)由419mm擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)至800mm.Aulnoye廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)安設(she)在(zai)自動軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)之后,將(jiang)(jiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)由406mm擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)至660mm以(yi)上(shang)。由1936年起(qi)直至1958年止可(ke)以(yi)說是拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)展的(de)(de)(de)早期(qi)(qi),并以(yi)德國(guo)Meer廠(chang)(chang)為(wei)(wei)(wei)(wei)意(yi)(yi)(yi)大(da)(da)利制造(zao)(zao)的(de)(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)和法國(guo)的(de)(de)(de)兩(liang)(liang)臺(tai)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)(wei)(wei)代(dai)表(biao)。1958年意(yi)(yi)(yi)大(da)(da)利 Inno-centi公司在(zai)將(jiang)(jiang)Meer廠(chang)(chang)所(suo)生(sheng)產的(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)行改(gai)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)基礎上(shang),為(wei)(wei)(wei)(wei)委內(nei)瑞(rui)拉(la)(la)(la)(la)鋼(gang)(gang)(gang)鐵公司制造(zao)(zao)了一(yi)(yi)臺(tai)拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji),擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)后鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)直徑(jing)(jing)為(wei)(wei)(wei)(wei)610mm.據(ju)1961年9月《Oil and Gas》雜志的(de)(de)(de)報導,委內(nei)瑞(rui)拉(la)(la)(la)(la)已用(yong)此(ci)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)(ji)生(sheng)產610mmx9.5mm的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)敷設(she)了一(yi)(yi)條76km長(chang)的(de)(de)(de)輸油(you)管(guan)(guan)(guan)線。1960~1963年間意(yi)(yi)(yi)大(da)(da)利經過二次(ci)改(gai)造(zao)(zao)將(jiang)(jiang)周(zhou)期(qi)(qi)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)所(suo)生(sheng)產的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子(zi)直徑(jing)(jing)增大(da)(da)為(wei)(wei)(wei)(wei)630mm,同(tong)時又增設(she)了一(yi)(yi)臺(tai)拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)將(jiang)(jiang)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)由630mm擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)至925mm.基于對舊擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)兩(liang)(liang)次(ci)改(gai)造(zao)(zao),意(yi)(yi)(yi)大(da)(da)利 Innocenti公司已將(jiang)(jiang)拉(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)式(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)列為(wei)(wei)(wei)(wei)該廠(chang)(chang)機(ji)(ji)(ji)(ji)械產品(pin)之一(yi)(yi),并見(jian)之于該公司的(de)(de)(de)產品(pin)樣本。
1951~1954年期間,在(zai)西德出(chu)現(xian)了(le)三(san)個(ge)(ge)頂推式熱擴(kuo)管(guan)的(de)專利(li)(li)。從頂推的(de)原(yuan)動力來看,分為機械傳(chuan)動和液壓傳(chuan)動兩類,在(zai)專利(li)(li)中采用了(le)較新(xin)的(de)技術如感(gan)應(ying)加熱、電(dian)氣自動調(diao)節裝置(zhi)等,可以說是(shi)不銹鋼管(guan)熱擴(kuo)徑的(de)一個(ge)(ge)新(xin)的(de)發展,但迄今未見有關工業性(xing)生產的(de)報導。
1958年(nian)以后,發(fa)展(zhan)大(da)(da)直(zhi)徑(jing)(jing)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)問題在(zai)蘇(su)聯被(bei)提到議事日(ri)程上(shang)(shang)(shang)來了(le)。首先在(zai)冶金(jin)機(ji)械制(zhi)造部門的(de)(de)七年(nian)計劃(1959~1965年(nian))中(zhong)對(dui)于(yu)發(fa)展(zhan)制(zhi)造不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)熱擴機(ji)作了(le)安排;接著,在(zai)1962年(nian)4月的(de)(de)全蘇(su)制(zhi)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)工作者會議上(shang)(shang)(shang)進行了(le)廣泛的(de)(de)討論(lun)。會上(shang)(shang)(shang)對(dui)于(yu)發(fa)展(zhan)大(da)(da)直(zhi)徑(jing)(jing)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)方(fang)向問題出現了(le)兩(liang)種(zhong)不(bu)同的(de)(de)意見,以設(she)(she)(she)計院和中(zhong)央冶金(jin)設(she)(she)(she)備制(zhi)造研(yan)究所為(wei)一(yi)方(fang),推薦了(le)在(zai)采(cai)用現代焊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)技(ji)術的(de)(de)基礎(chu)上(shang)(shang)(shang)優(you)先發(fa)展(zhan)電(dian)(dian)焊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)方(fang)案(an),而以烏克蘭不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)研(yan)究所和電(dian)(dian)鋼(gang)城重(zhong)型機(ji)械廠為(wei)另一(yi)方(fang)卻堅持采(cai)用管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)坯通過擴徑(jing)(jing)生(sheng)產(chan)(chan)大(da)(da)直(zhi)徑(jing)(jing)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)方(fang)案(an),其(qi)理(li)由是(shi)采(cai)用管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)坯生(sheng)產(chan)(chan)大(da)(da)直(zhi)徑(jing)(jing)無縫管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)比以板材為(wei)基礎(chu)來生(sheng)產(chan)(chan)大(da)(da)直(zhi)徑(jing)(jing)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)更(geng)為(wei)經濟,因此在(zai)會上(shang)(shang)(shang)沒有作出最后決定(ding)。但(dan)關(guan)于(yu)擴徑(jing)(jing)機(ji)的(de)(de)設(she)(she)(she)計制(zhi)造工作實際上(shang)(shang)(shang)早已開始了(le),由電(dian)(dian)鋼(gang)城重(zhong)型機(ji)械制(zhi)造廠設(she)(she)(she)計的(de)(de)拉拔式熱擴機(ji)將(jiang)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)由529mm擴徑(jing)(jing)至800mm,壁厚為(wei)8~10mm,據(ju)報道在(zai)大(da)(da)型周期軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)上(shang)(shang)(shang)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)ф660mm的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)將(jiang)在(zai)斜軋(ya)(ya)輥式擴徑(jing)(jing)機(ji)上(shang)(shang)(shang)擴至ф1200mm,但(dan)迄今未(wei)見有關(guan)上(shang)(shang)(shang)述兩(liang)臺擴徑(jing)(jing)機(ji)工業生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)報道。

