曼内斯曼兄弟和斜轧穿孔工艺的发明_无缝钢管百年史话_2_.docxVIP

●钢管史话曼内斯曼兄弟和斜轧穿孔工艺的发明——《无缝钢管百年史话》(2)摘要关键词简介了曼内斯曼兄弟发明无缝钢管斜轧穿孔工艺的时代背景及其工艺概况。曼内斯曼兄弟发明斜轧穿孔工艺1历史概述制造无缝钢管的发明来自鲁尔河河谷(1)的工业较发达的Remscheid——生产刀斧、镰刀、锉刀和闻名于世的索林根刀片等产品行培训等。可以说,他是大规模生产的先驱。曼氏兄弟继承了父亲的技术志趣,他们早期就提出了制作“软芯钢”或“复合钢”(表面很硬而内芯软韧——可能是渗碳或表的中心(2)。有消息传出,曼内斯曼兄弟Rein2淬的钢件)的发明专利申请,该产品成为A.hardMannesmann和MaxMannesmann发明了一种轧制工艺:使实心圆钢可在若干秒之内变成无缝钢管。但当时的技术界并不信以为真。曼氏兄弟在1885年1月27日提出了这项专利申请(专利号34617)(3)。这一工艺在许多有名望的技术专家看来,是违反了物理学的基本定律;认为曼氏兄弟他们发现的工艺过程,其原理和所从事的产品制造是如此的风马牛不相及(4),并由此构成了一个颇有争议的问题。虽然发明家在发明之后还生活了三四十年,但他们并未就此事发表过声明,这一事实本身就令人难以理解。两位发明家的祖先是开锻工作坊的(5),他们也经商,既销售自己作坊的产品,也推销其他厂商的产品。原始创办人的儿子继承了这一家业,于1802年取店名为A1P1Mannesmann。其后Arnold接管了全部产业,改店名为A1Mannesmann,Arnold逝世后,由4个儿子继续经营该作坊,此后由老二Reinhard(6)(曼氏兄弟的父亲)接管了这个工厂。该厂的主要产品是锉刀,制造锉刀的大Mannesmann公司的特殊产品,需要量相当大。这一特殊产品与此后发明的斜轧穿孔机有一定的联系。作为锉刀的生产者,与钢管显然没有太多的联系,而曼氏兄弟却由此发明了生产钢管的崭新工艺——斜轧穿孔,当时对这一问题存在很大的争议。首先,可以说这一工艺过程相当独特,不同于任何其他的金属压延过程。权威人士对这一过程中确切释放的力,以及相互间如何作用以形成管子,存在很大的分歧。1926年12月,FritzKocks工程学博士(7)在对全德钢铁学会轧钢学组所作的一篇报告中,曾论述了分析穿孔过程的困难:“自从曼内斯曼兄弟发明斜轧穿孔工艺以来,已过去了40年,人们或许可以假定当时的技术科学已解决了穿孔工艺的问题,但直至今日,凡是与钢管生产和穿孔工艺有接触的人,都有在现存文献中找不到答案的急待解决的问题,只有对影响穿孔机运行性能的有关因素,采用逐步迫近的方法加以考察,才可能慢慢解决存在于这一复杂过程中的问题。”1950年4月,某钢管厂一位运行副厂长在一次讨论会上曾说:有一炉钢,因穿孔坯发生折叠而不能轧管,但同一炉钢在一个新建的机组上穿孔却不产生表面缺陷,不需要部分工作由各工匠在家中完成。此间,Rem2scheid有1500人在各自家中做锉刀开齿活。老Reinhard最早认识到有必要将锉刀生产从原料到成品集中完成,并为此采取了相应的措施,如建立技术工人队伍,对工人进46第28卷第3期表面修磨。若要单独分析这两个不同机组对这炉管坯所产生的影响并不难,但是就他的全部技术本领和知识以及多年的经验,仍不能确切无误地对造成这些结果上差异的因素加以区分。DrBernardPlanner1943年12月16日发表在《IronAge》(8)上的文章称:在各个领域有许多发明的曼氏兄弟有一个设想,即对经过加热的圆钢,用斜轧的方法加以精整、轧制,以使其内部产生孔腔。以前这一现象是在偶然的状态下发生的,但他们关于圆钢斜轧穿孔的发明却不是一件偶然的事情,而是他们长期预期的结果。这一成果的产生,当时的轧钢工程师们认为是不可能的。“发明家不能令人满意地解释孔腔形成的原因,这丝毫不能贬低这一发明的价值。后来关于孔腔的形成产生了许多互相矛盾的理论”(9)。W1C1Chancellor,NationalTubeCo.的陷,只有当锻锤不断锤打在圆柱体边缘时才会出现,因此,可以认为沿周边不断地在相对的方向快速地施加压力,才会出现中心断裂这一效应。1899年2月《JournaloftheAssociationofEngineeringSocieties》登载了H1S1Wilson的一篇论文(11),文章说:曼氏兄弟的斜轧穿孔工艺,利用了圆棒最薄弱之点在于中心这一现象和事实,但他们并没有发明这一工艺过程而仅仅是发现了它;想设计1台对圆钢进行冷轧的轧机,通过适当地设置轧辊,轧出非常直的圆钢。由于圆钢原料相当不规则,因此产生了进行热加工的想法,以省去退火工序,并减少经过精细加工的双曲线辊的磨损。通过轧制以减小现有的圆钢的直径,并考察了每道次可能实现的减径量。最终发现,在轧制第一道次后,圆钢中心产生