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,不銹鋼(gang)管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。
美國(guo)和德(de)國(guo)在同一時期(qi)即1925~1933年間通過不同的(de)途(tu)徑發展(zhan)了不銹鋼管斜軋(ya)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑機。由于美國(guo)的(de)不銹鋼管工業是以(yi)自動(dong)軋(ya)管機為基(ji)(ji)礎的(de),而(er)德(de)國(guo)則以(yi)周期(qi)軋(ya)管機為基(ji)(ji)礎,生產(chan)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑管坯的(de)方(fang)法(fa)不同,兩國(guo)鋼管工業的(de)基(ji)(ji)礎不同,因此發展(zhan)斜軋(ya)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑機的(de)途(tu)徑亦有所不同。
至1920年為止,美國所生產的無縫不(bu)銹鋼(gang)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)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)不銹鋼(gang)管(guan)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)首先在(zai)德國(guo)得到發(fa)展,繼而為(wei)(wei)(wei)意大(da)利(li)、法國(guo)等國(guo)家所(suo)(suo)采(cai)用,最后(hou)意大(da)利(li)將(jiang)它進一(yi)步(bu)發(fa)展到更為(wei)(wei)(wei)完善的(de)(de)(de)狀態。德國(guo)Meer廠(chang)1936年(nian)(nian)為(wei)(wei)(wei)意大(da)利(li) Dalmine 廠(chang)制(zhi)造(zao)(zao)了(le)一(yi)臺(tai)(tai)拉(la)(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji),擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)后(hou)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)最大(da)直(zhi)徑(jing)(jing)為(wei)(wei)(wei)813mm,長度為(wei)(wei)(wei)15m.其(qi)后(hou),法國(guo)先后(hou)在(zai)Anzin 廠(chang)和 Aulnoye 廠(chang)安設(she)了(le)兩臺(tai)(tai)拉(la)(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)。An-zin廠(chang)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)安設(she)在(zai)周期(qi)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)后(hou),將(jiang)鋼(gang)管(guan)由(you)419mm擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)至800mm.Aulnoye廠(chang)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)安設(she)在(zai)自動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)后(hou),將(jiang)不銹鋼(gang)管(guan)由(you)406mm擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)至660mm以上。由(you)1936年(nian)(nian)起直(zhi)至1958年(nian)(nian)止(zhi)可以說是拉(la)(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)發(fa)展的(de)(de)(de)早(zao)期(qi),并以德國(guo)Meer廠(chang)為(wei)(wei)(wei)意大(da)利(li)制(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)和法國(guo)的(de)(de)(de)兩臺(tai)(tai)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)(wei)代表。1958年(nian)(nian)意大(da)利(li) Inno-centi公(gong)司(si)(si)在(zai)將(jiang)Meer廠(chang)所(suo)(suo)生產的(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)進行(xing)改造(zao)(zao)的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上,為(wei)(wei)(wei)委內瑞拉(la)(la)(la)(la)(la)鋼(gang)鐵(tie)公(gong)司(si)(si)制(zhi)造(zao)(zao)了(le)一(yi)臺(tai)(tai)拉(la)(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji),擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)后(hou)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)為(wei)(wei)(wei)610mm.據1961年(nian)(nian)9月《Oil and Gas》雜志的(de)(de)(de)報導(dao),委內瑞拉(la)(la)(la)(la)(la)已用此擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)生產610mmx9.5mm的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)敷(fu)設(she)了(le)一(yi)條76km長的(de)(de)(de)輸(shu)油(you)管(guan)線。1960~1963年(nian)(nian)間意大(da)利(li)經過二次改造(zao)(zao)將(jiang)周期(qi)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)所(suo)(suo)生產的(de)(de)(de)管(guan)子直(zhi)徑(jing)(jing)增大(da)為(wei)(wei)(wei)630mm,同時又增設(she)了(le)一(yi)臺(tai)(tai)拉(la)(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)將(jiang)鋼(gang)管(guan)由(you)630mm擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)至925mm.基(ji)于對(dui)舊擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)兩次改造(zao)(zao),意大(da)利(li) Innocenti公(gong)司(si)(si)已將(jiang)拉(la)(la)(la)(la)(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)(re)(re)擴(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)列為(wei)(wei)(wei)該廠(chang)機(ji)(ji)(ji)械產品之(zhi)(zhi)一(yi),并見之(zhi)(zhi)于該公(gong)司(si)(si)的(de)(de)(de)產品樣本(ben)。
1951~1954年期間(jian),在西德(de)出現(xian)了三個頂推式熱擴(kuo)管(guan)的(de)(de)專利。從頂推的(de)(de)原動力來看,分為機械(xie)傳動和液壓傳動兩類,在專利中采用(yong)了較(jiao)新的(de)(de)技術(shu)如感應(ying)加熱、電氣(qi)自動調節裝置等,可以說(shuo)是不銹(xiu)鋼管(guan)熱擴(kuo)徑的(de)(de)一個新的(de)(de)發展,但(dan)迄(qi)今未見(jian)有關(guan)工業性生(sheng)產的(de)(de)報導。
1958年(nian)以后,發(fa)展(zhan)大(da)(da)(da)(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)問題在(zai)(zai)蘇聯被提到議事日程(cheng)上來(lai)了。首先在(zai)(zai)冶(ye)金機(ji)(ji)械制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)部門(men)的(de)(de)(de)七年(nian)計劃(1959~1965年(nian))中對于(yu)發(fa)展(zhan)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)作(zuo)了安(an)排;接著,在(zai)(zai)1962年(nian)4月(yue)的(de)(de)(de)全(quan)蘇制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)管(guan)(guan)(guan)(guan)工作(zuo)者會(hui)議上進行(xing)了廣泛的(de)(de)(de)討論。會(hui)上對于(yu)發(fa)展(zhan)大(da)(da)(da)(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)向問題出現(xian)了兩種不(bu)同的(de)(de)(de)意見(jian)(jian),以設計院(yuan)和(he)(he)中央冶(ye)金設備制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)研究所(suo)為一方(fang)(fang)(fang),推薦了在(zai)(zai)采用現(xian)代焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)技(ji)術的(de)(de)(de)基(ji)礎上優(you)先發(fa)展(zhan)電(dian)焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)案(an),而以烏克蘭不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)研究所(suo)和(he)(he)電(dian)鋼(gang)(gang)(gang)城(cheng)重型(xing)機(ji)(ji)械廠為另一方(fang)(fang)(fang)卻堅持采用管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)通過擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)生(sheng)(sheng)產大(da)(da)(da)(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)案(an),其(qi)理由(you)是(shi)采用管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)生(sheng)(sheng)產大(da)(da)(da)(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)無縫管(guan)(guan)(guan)(guan)比以板材(cai)為基(ji)礎來(lai)生(sheng)(sheng)產大(da)(da)(da)(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)管(guan)(guan)(guan)(guan)更為經濟,因此在(zai)(zai)會(hui)上沒(mei)有(you)作(zuo)出最后決定。但(dan)關(guan)于(yu)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)設計制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)工作(zuo)實(shi)際上早已開始了,由(you)電(dian)鋼(gang)(gang)(gang)城(cheng)重型(xing)機(ji)(ji)械制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)廠設計的(de)(de)(de)拉(la)拔式熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)將鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)由(you)529mm擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)至800mm,壁厚為8~10mm,據報(bao)道在(zai)(zai)大(da)(da)(da)(da)型(xing)周期軋管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)上生(sheng)(sheng)產的(de)(de)(de)ф660mm的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)將在(zai)(zai)斜軋輥(gun)式擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)上擴(kuo)(kuo)(kuo)至ф1200mm,但(dan)迄(qi)今(jin)未見(jian)(jian)有(you)關(guan)上述兩臺(tai)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)工業生(sheng)(sheng)產的(de)(de)(de)報(bao)道。