自從1885年曼內斯曼兄弟發明斜軋穿孔工藝以來的18年間,四位軋管工藝發明家又先后發明了周期軋管機(1892年)、斯蒂弗爾穿孔機(1898年)、頂管機(1899年)和自動軋管機(1903年)等四種軋管機組,這些工藝具有工業生產的成熟性,在新建的鋼管(guan)廠中獲得了廣泛應用,從而開創了無縫鋼管生產這一嶄新的冶金行業,通常將包括曼氏穿孔工藝在內的五項軋管工藝稱為經典軋管工藝,它們是由四位天才的軋管工藝發明家所發明的。



1. Reinhard Mannesmann


  Reinhard Mannesmann 1856年5月13日生于德國的Remscheid.1873年在Düsseldorf高級中學(xue)畢業(ye)后(hou),進入漢諾威綜合技術大學(xue)專攻機械設(she)計,后(hou)又進入柏林工(gong)業(ye)大學(xue)研究工(gong)程學(xue)和冶金(jin)學(xue)。


  1877年取得礦冶(ye)專業(ye)的(de)(de)學位。論(lun)文題目是,“較高溫度下(xia)純碳和純鐵的(de)(de)比例關系(xi)”。1878年7月3日他和兄弟們(men)一起(qi)取得關于電話揚聲器的(de)(de)德國(guo)第(di)一個專利。但(dan)是曼內斯曼兄弟真正感興趣的(de)(de)是物(wu)理(li)學問題。由此(ci)產生(sheng)聞(wen)名于世(shi)的(de)(de)關于無縫鋼(gang)管的(de)(de)發(fa)明(ming),它(ta)起(qi)源于以下(xia)的(de)(de)理(li)論(lun)分(fen)析(xi):當(dang)一個圓(yuan)柱形物(wu)體或圓(yuan)棒(bang)(bang)(bang)從兩個相(xiang)反方(fang)向(xiang)承受相(xiang)等的(de)(de)壓力(li)時,這(zhe)些(xie)壓力(li)在圓(yuan)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)中心相(xiang)遇,互相(xiang)抵消(xiao),假如承壓的(de)(de)圓(yuan)棒(bang)(bang)(bang)圍(wei)繞其(qi)軸線旋轉,則(ze)理(li)論(lun)上(shang)講,在其(qi)中心必然要產生(sheng)孔腔。因此(ci)在這(zhe)種狀態(tai)下(xia),假如熾熱(re)的(de)(de)鐵棒(bang)(bang)(bang)或圓(yuan)坯同時被(bei)推(tui)向(xiang)或拉向(xiang)前進,則(ze)其(qi)結果必然是形成中孔,從而生(sheng)成管子。為了(le)將這(zhe)些(xie)結論(lun)證(zheng)諸實(shi)際結果,他和弟弟Alfred與Carl一起(qi)進行了(le)一年的(de)(de)實(shi)驗,終于發(fa)明(ming)了(le)斜(xie)軋工藝。


  可(ke)稱為無縫鋼管生(sheng)產鼻祖的(de)(de)34617號(hao)專(zhuan)利(li)(li)是(shi)以曼氏兄弟的(de)(de)表兄Fritz K?gel博士(shi)的(de)(de)名義(yi)提出(chu)申(shen)請的(de)(de),專(zhuan)利(li)(li)局(ju)于1886年(nian)3月15日予以批準,但受專(zhuan)利(li)(li)保護的(de)(de)日期(qi)從1885年(nian)1月27日算起,這一專(zhuan)利(li)(li)的(de)(de)標題是(shi)“斜(xie)軋工藝以及(ji)(ji)與之有關的(de)(de)軋機”。這一專(zhuan)利(li)(li)說明書及(ji)(ji)其所附(fu)斜(xie)軋穿孔機的(de)(de)結(jie)構簡(jian)圖(tu)如(ru)圖(tu)2-3和圖(tu)2-4所示。


  1892年曼內斯曼兄(xiong)弟(di)對(dui)一種新的(de)被(bei)稱為(wei)(wei)周期軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)或稱為(wei)(wei)分段(duan)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)進(jin)行了試驗(yan),并取得了成功,與以(yi)前(qian)曾經試驗(yan)過的(de)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)相比較(jiao),周期軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)可以(yi)生產相當長的(de)管(guan)(guan)(guan)子,可以(yi)更加可靠(kao)、經濟地進(jin)行商(shang)業生產,當Reinhard 消除了斜(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔工(gong)(gong)藝(yi)的(de)一些早期缺(que)陷并和Max一起完善(shan)了所謂周期軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)后,這(zhe)就可能軋(ya)(ya)制(zhi)較(jiao)長的(de)薄(bo)壁管(guan)(guan)(guan),從(cong)此開始了無(wu)縫鋼管(guan)(guan)(guan)在(zai)(zai)世界范圍內勝利的(de)進(jin)程,1893年愛迪生參觀芝加哥世界博(bo)覽會時(shi),當有人(ren)問他對(dui)博(bo)覽會那些展出最感興趣(qu)時(shi),他簡(jian)潔明(ming)了地回(hui)答道:“曼內斯曼鋼管(guan)(guan)(guan)”。嗣后,在(zai)(zai)1906~1914年期間,Reinhard Mannes-mann兄(xiong)弟(di)賣(mai)掉了他們(men)鋼管(guan)(guan)(guan)廠的(de)部(bu)(bu)分股票,先是在(zai)(zai)Morocco Riffian礦區投(tou)資(zi),接著在(zai)(zai)漢堡成立Morocco Mannesmann 公(gong)司(廠)操縱了Morocco商(shang)貿的(de)很(hen)大一部(bu)(bu)分,一戰(zhan)前(qian)由于法律事務關系導致(zhi)在(zai)(zai)Morocco事業的(de)失敗。


  當正忙(mang)于新計劃辦新企業時,不知(zhi)疲倦的 Reinhard 病倒了,1922年(nian)2月20日(ri)因患肺炎(yan)醫治無(wu)效去世,人們失去了一位在各(ge)個技(ji)術(shu)領域領先的先驅者。為確認他的科技(ji)成就阿(a)享理工學(xue)院授予(yu)他博士學(xue)位。



2. Max Mannesmann


  Max Mannesmann1857年12月30日生于德國Remscheid,他在(zai)Remscheid 上完初中(zhong)后去 Düsseldorf上高中(zhong),Charlottenburg理(li)(li)工學院(yuan)念大學,中(zhong)度(du)曾輟學,后進人波(bo)恩大學主攻(gong)物理(li)(li)學,大學畢業后進入(ru)他父親開設(she)在(zai)Remscheid的銼刀廠工作。


  他(ta)和哥哥 Reinhard合作,發明(ming)了“軟芯(xin)鋼(gang)”。當他(ta)們發現這(zhe)種軟芯(xin)鋼(gang)的(de)外層(ceng)淬硬(ying)表(biao)面具有不同的(de)深(shen)度,這(zhe)兩(liang)位年輕人設計了三(san)輥斜軋(ya)軋(ya)機(ji),想通(tong)過對軟芯(xin)的(de)圓鋼(gang)進行軋(ya)制,以使(shi)外層(ceng)淬硬(ying)表(biao)面有比較均勻(yun)的(de)層(ceng)深(shen),這(zhe)些實驗(yan)導(dao)致斜軋(ya)原理的(de)發現,從而有斜軋(ya)穿孔工藝(yi)的(de)發明(ming),得以在(zai)圓棒的(de)中部產(chan)生(sheng)縱向的(de)孔,在(zai)歷史上(shang)第一次成功地產(chan)生(sheng)了制造無縫鋼(gang)管的(de)實際的(de)方法。


  1889年(nian),Max 在(zai)(zai) Westfalen 旅行時(shi)產生了(le)將(jiang)穿孔坯分(fen)段延伸(shen)的(de)想法,1890年(nian)2月在(zai)(zai)他由(you) Komotau 致 Reinhard 和(he)Carl兄弟的(de)信中講到關于采用“香腸軋(ya)制”(Wurstwalze)在(zai)(zai)Komotau的(de)棒材軋(ya)機上做試驗(yan)的(de)問(wen)題,并稱壁厚可以軋(ya)得(de)很薄(bo),但不(bu)夠(gou)均勻,軋(ya)薄(bo)壁管時(shi),在(zai)(zai)管子的(de)某些部位出現(xian)撕裂現(xian)象(xiang);此外,信中還提(ti)到軋(ya)輥孔型問(wen)題。


  1890年(nian)3月Max請設(she)計師(shi)(shi) Bungeroth 來 Komotou.Max 向(xiang)他(ta)講述(shu)了關于新(xin)軋管工藝的設(she)想以及軋機(ji)的構(gou)造(zao),基(ji)本(ben)設(she)想是:短的厚壁(bi)空(kong)心坯(pi)套在(zai)芯棒(bang)上,在(zai)一對(dui)具有特殊孔(kong)型的圓形軋輥上分段軋成(cheng)薄壁(bi)管,因為這(zhe)一軋制過程(cheng)不同于一般襲(xi)用的工藝,故需(xu)作試(shi)驗以弄清楚(chu)這(zhe)一軋制工藝的各(ge)個環節,從而(er)完(wan)成(cheng)孔(kong)型設(she)計,1890年(nian)4月Max委托他(ta)的律師(shi)(shi)提出發明(ming)專利申請,并(bing)在(zai)1891年(nian)2月獲(huo)得專利(專利號DRP58762).


  1906~1910年他(ta)(ta)和(he)兄弟們在Morocco 經營礦山開(kai)采,1910年以后(hou),他(ta)(ta)專心致志(zhi)地經營在阿享的曼(man)內斯曼(man)卡(ka)車生產(chan)業務。一戰爆(bao)發后(hou),他(ta)(ta)制造(zao)一種(zhong)救護車拖車,當(dang)他(ta)(ta)使用這種(zhong)車輛在前線活動時(shi),Max Mannesmsnn 患了傷寒、肺炎并發癥(zheng)。1915年3月2日于阿享醫院(yuan)逝世。



3. R.C Stiefel


 斯蒂(di)弗爾(er)在世(shi)界無(wu)縫(feng)鋼管(guan)發展(zhan)史中(zhong)的(de)地(di)位(wei)僅次(ci)于曼氏兄弟(di),他(ta)的(de)一生努力(li)都與無(wu)縫(feng)鋼管(guan)的(de)發展(zhan)有關(guan)。


  R.C Stiefel.1862年(nian)2月(yue)17日(ri)生于(yu)(yu)瑞(rui)(rui)士靠近(jin)蘇(su)黎(li)世的奧利康市(shi)。他(ta)在(zai)奧利康機械制(zhi)造廠接(jie)受了(le)(le)(le)技(ji)術訓練,1881年(nian)畢(bi)業(ye)于(yu)(yu)蘇(su)黎(li)世技(ji)術大學,起初在(zai)瑞(rui)(rui)士繅絲廠工(gong)作(zuo),后(hou)(hou)受雇于(yu)(yu)一家法國(guo)(guo)公(gong)司擔(dan)任(ren)制(zhi)圖(tu)員(yuan)。1888年(nian)回蘇(su)黎(li)世在(zai)Esher Wyss公(gong)司任(ren)制(zhi)圖(tu)員(yuan),其(qi)后(hou)(hou)由于(yu)(yu)Pfau的推薦(jian),Stiefel去德國(guo)(guo)曼(man)內斯曼(man)鋼(gang)管廠工(gong)作(zuo),先在(zai)Remscheid 鋼(gang)管廠工(gong)作(zuo)一年(nian)半,又在(zai)Komotau鋼(gang)管廠短時間工(gong)作(zuo)過,他(ta)在(zai)Komotau遇見(jian)了(le)(le)(le)瑞(rui)(rui)士同胞 Aloys Fassl(Fassel 軋(ya)機的發明者),最后(hou)(hou)于(yu)(yu)1889年(nian)10月(yue)去英國(guo)(guo)Landore鋼(gang)管廠,在(zai)Pfau領導下,任(ren)設(she)(she)計科科長。Stiefel于(yu)(yu)1894年(nian)夏訪問(wen)美國(guo)(guo),遇見(jian)了(le)(le)(le)Lozier,后(hou)(hou)者答應幫他(ta)在(zai)不久的將來(lai)重返美國(guo)(guo),當時Stiefel就有(you)一個想法,即對(dui)另一種斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔工(gong)藝申請專利,以(yi)打破曼(man)氏(shi)兄弟的壟斷。Lozier對(dui)這(zhe)一設(she)(she)想的重要意義反應敏捷,他(ta)安排Stiefel返回英國(guo)(guo)威爾(er)士,結束在(zai)Landore的業(ye)務,并盡快返回美國(guo)(guo)。Stiefel設(she)(she)計了(le)(le)(le)一臺盤式輥穿(chuan)孔機,并申請了(le)(le)(le)專利,1895年(nian)獲準,并指定(ding)給予 Ellwood Weldless Tube 公(gong)司(廠)。設(she)(she)計制(zhi)造工(gong)作(zuo)始于(yu)(yu)1894年(nian)11月(yue),穿(chuan)軋(ya)第一根管坯是在(zai)1895年(nian)6月(yue)。斯蒂弗爾(er)對(dui)斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔的各種可能性(xing)進行了(le)(le)(le)認(ren)真的研究,除了(le)(le)(le)他(ta)著名的23702號專利以(yi)外,對(dui)穿(chuan)孔這(zhe)一專題又提出了(le)(le)(le)多項專利申請,其(qi)中有(you)公(gong)布(bu)于(yu)(yu)1897年(nian)30449號專利,包括可能是第一臺真正的錐輥式穿(chuan)孔機。


  Lozier的(de)自(zi)行車(che)制(zhi)造(zao)業務在1894年(nian)(nian)相當興旺發達,他(ta)(ta)處(chu)理了(le)他(ta)(ta)在Shelby鋼管(guan)公司(si)(si)的(de)股(gu)權(quan),于(yu)(yu)1894年(nian)(nian)10月10日和 Stiefel等人購入(ru)了(le) Ellwood Shafting and Tube 公司(si)(si)(廠(chang)(chang)(chang)),并將它易(yi)名(ming)為llwood Weldless Tube 公司(si)(si)(廠(chang)(chang)(chang)),由(you)Stiefel任該(gai)鋼管(guan)廠(chang)(chang)(chang)的(de)廠(chang)(chang)(chang)長。1897年(nian)(nian)Ellwood Weldless 被 Shelby Steel Tube 公司(si)(si)(廠(chang)(chang)(chang))兼并時(shi),Stiefel在新成立公司(si)(si)的(de)設(she)計處(chu)工作(zuo)(zuo),1898年(nian)(nian)Poensgn 在美(mei)國認識了(le)Stiefel,促使了(le)Stiefel斜軋(ya)(ya)技術方面的(de)突破與Heer 對(dui)兩重(zhong)軋(ya)(ya)管(guan)機所作(zuo)(zuo)的(de)改進結合起來,在Shelby Morse-Wilkstrom 小組試驗(yan)的(de)基礎上,發展了(le)現代(dai)Stiefel軋(ya)(ya)管(guan)機-自(zi)動軋(ya)(ya)管(guan)機組,美(mei)國的(de)兩重(zhong)式軋(ya)(ya)管(guan)機誕生于(yu)(yu)1903年(nian)(nian),他(ta)(ta)又作(zuo)(zuo)了(le)一些重(zhong)大改進,使上軋(ya)(ya)輥和回送輥快速(su)調整(zheng),由(you)于(yu)(yu)它的(de)機械化水平比較高,因而得到了(le)“自(zi)動軋(ya)(ya)管(guan)機”的(de)稱號。他(ta)(ta)在1899年(nian)(nian)辭去(qu)在Shelby的(de)工作(zuo)(zuo),和J.H.Nicholson 一起組建了(le) Standard Seamles Tube 公司(si)(si)(廠(chang)(chang)(chang)),他(ta)(ta)一直在該(gai)公司(si)(si)工作(zuo)(zuo)到1912年(nian)(nian)。


  1902年秋,他在Pa,Elwood city 組建了(le)Standard Eng 公司(si)(si)(廠)以制(zhi)造無縫軋管設備,進一(yi)步完善了(le)Stiefel mill,使之成(cheng)為現代化的(de)軋管機。這個公司(si)(si)于1926年和 Ohio,Warren的(de) Aet-na Foundry&Machine 公司(si)(si)(廠)合并成(cheng)立 Aetna Standard公司(si)(si),他任副總(zong)裁(cai),直到1932年退休,1938年3月15日(ri)在佛羅(luo)里(li)達州的(de)彼(bi)得斯堡的(de)“冬(dong)屋”(Winter house)逝世。


  Pfeiffer博(bo)士認為,在上一(yi)個(ge)世紀(ji)之交,曼氏兄弟(di)、R.CStiefel 和 Ehrhardt四人的(de)共同努力,對(dui)于(yu)無縫(feng)鋼管工(gong)業的(de)發展起了決定(ding)性的(de)作用。



4. Ehrhardt Heinrich


  通(tong)(tong)常所講的(de)(de)(de)(de)(de)“艾(ai)(ai)哈(ha)德(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)”(Ehrhardt Process)由水(shui)壓(ya)沖孔和(he)頂管延(yan)伸兩道(dao)工(gong)(gong)(gong)序組成,早在(zai)(zai)1891年(nian)(nian)Ehrhardt就(jiu)(jiu)發明(ming)了水(shui)壓(ya)沖孔工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi),1893年(nian)(nian)初艾(ai)(ai)哈(ha)德(de)(de)在(zai)(zai)德(de)(de)文(wen)《鋼(gang)與(yu)鐵(tie)》雜志上(shang)發表文(wen)章稱(cheng)水(shui)壓(ya)沖孔工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)為生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)無縫(feng)(feng)(feng)空心(xin)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)新工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi),以(yi)表明(ming)這(zhe)種工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)是與(yu)斜軋穿孔工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)截然不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)空心(xin)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)(de)(de)方法,而(er)采(cai)用頂管環軋制無縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)則要(yao)(yao)(yao)發明(ming)得晚一(yi)些,這(zhe)要(yao)(yao)(yao)從德(de)(de)國(guo)海軍(jun)部1898年(nian)(nian)2月的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)批量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)無縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)管訂貨(huo)說(shuo)起,由于(yu)數量(liang)大(da)(da)、時間緊,因(yin)此(ci)(ci)海軍(jun)部明(ming)確表示曼內斯(si)曼和(he)艾(ai)(ai)哈(ha)德(de)(de)都要(yao)(yao)(yao)參與(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)。因(yin)此(ci)(ci)1899年(nian)(nian)艾(ai)(ai)哈(ha)德(de)(de)在(zai)(zai)Düsseldorf 的(de)(de)(de)(de)(de) Reisholz 建立 Rheinmetall 工(gong)(gong)(gong)廠采(cai)用頂管環以(yi)延(yan)伸沖孔坯(pi),由此(ci)(ci)正式誕生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)了艾(ai)(ai)哈(ha)德(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi),即(ji)頂管工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi),該工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)方法簡(jian)單,對管坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)技術要(yao)(yao)(yao)求比(bi)斜軋法要(yao)(yao)(yao)低一(yi)些,但成品較短(duan),因(yin)此(ci)(ci)在(zai)(zai)大(da)(da)直徑罐狀容器的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)中得以(yi)應用,可以(yi)揚長避(bi)短(duan),這(zhe)就(jiu)(jiu)是通(tong)(tong)常所講的(de)(de)(de)(de)(de)“大(da)(da)頂管工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)”,艾(ai)(ai)哈(ha)德(de)(de)在(zai)(zai)1902年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)德(de)(de)國(guo)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)(gong)程師年(nian)(nian)會上(shang)發表論文(wen)闡述艾(ai)(ai)哈(ha)德(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)技術內涵,并在(zai)(zai)英美兩國(guo)申請(qing)專利,獲(huo)準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)有11項(xiang)之多。


  當圓鋼斜(xie)軋時(shi)不少人(ren)發(fa)現(xian)由(you)于工(gong)作中心撕裂而產生(sheng)孔腔的(de)現(xian)象(xiang),但是大多(duo)數人(ren)對此現(xian)象(xiang)不假思索地把它擱(ge)置一(yi)(yi)旁,不作進一(yi)(yi)步的(de)探(tan)究。《曼內(nei)(nei)斯曼(公司)100年》一(yi)(yi)書列舉(ju)了具(ju)有代(dai)表(biao)性(xing)的(de)兩位(wei)鋼管(guan)界(jie)知名人(ren)士:一(yi)(yi)位(wei)是在(zai)Düsseldorf Benrath 開有工(gong)廠的(de)巴爾克,他在(zai)1888年《工(gong)程師》雜志上著文稱(cheng):“看到(dao)了圓鋼斜(xie)軋時(shi)出(chu)現(xian)孔腔的(de)現(xian)象(xiang),但沒有想到(dao)生(sheng)產無(wu)縫(feng)鋼管(guan)的(de)事情。”另一(yi)(yi)位(wei)是當時(shi) Düsseldorf的(de)工(gong)廠主,后來發(fa)明(ming)頂管(guan)工(gong)藝的(de)艾哈德先生(sheng)。由(you)于他對這一(yi)(yi)現(xian)象(xiang)不夠敏感,另辟蹊徑(jing),發(fa)展水壓(ya)沖孔工(gong)藝,因此他的(de)空心坯(pi)生(sheng)產工(gong)藝方(fang)面(mian)的(de)發(fa)明(ming)比曼內(nei)(nei)斯曼兄弟的(de)發(fa)明(ming)晚了6年。


  艾哈(ha)德軋管工(gong)藝(yi)(yi)經歷了環式孔型(xing)、輥(gun)式孔型(xing)以及(ji)CPE工(gong)藝(yi)(yi)等發展階段(duan),而艾哈(ha)德所(suo)建立的 Rheinmetall 廠(chang)被Thyssen 所(suo)兼(jian)并,改稱Reisholz鋼管廠(chang),20世紀70年(nian)代由于(yu)連軋管工(gong)藝(yi)(yi)的興起,該廠(chang)于(yu)1977年(nian)9月停(ting)產關(guan)閉。


  有關無縫鋼管生產技術(shu)發展史(shi)的(de)德文(wen)資料稱 HeinrichEhrhardt為發明(ming)家,與曼內斯曼兄弟和(he)斯蒂弗爾(er)并例。