假如以曼氏兄弟取得第一個關于周期軋管工藝專利（DRP58762)的日子，即1891年2月24日作為發明周期軋管工藝的日子，那么1991年正好是一百周年紀念，當然國際不銹鋼管材學會（International Tube Association ITA)定于1991年6月在芝加哥召開國際不銹鋼管會議并舉辦鋼管博覽會，并不一定與發明周期軋管工藝有關，因為ITA每兩年舉辦一次不銹鋼管博覽會，同時召開鋼管會議，由來已久成慣例了，并在“Tube”一字后加國名和年份作為標志。
一、Tube America 91 簡介
國際不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管材學(xue)會(hui)（ITA)于(yu)1991年6月(yue)(yue)16日(ri)到6月(yue)(yue)19日(ri)在美國芝加哥市舉(ju)辦了全美1991年不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管博覽會(hui) 三比(bi)同時召開(kai)了鋼(gang)管學(xue)術會(hui)議，ITA將這兩項活動統(tong)稱為(wei)“Tube America 91”。在Tube Ameica 91鋼(gang)管學(xue)術會(hui)上(shang)發表了26篇論(lun)文，它們比(bi)較(jiao)清楚地(di)勾畫出了不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管生產技術的新進展。
對(dui)于(yu)無縫不銹鋼管生產工藝技(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)展來說，20世紀的(de)最后十年是關鍵(jian)的(de)年份，由于(yu)新(xin)(xin)的(de)兩套全浮(fu)動(dong)(dong)的(de)芯棒連軋(ya)(ya)管機(ji)組的(de)投產，這種軋(ya)(ya)機(ji)的(de)發(fa)展獲得了(le)(le)新(xin)(xin)的(de)動(dong)(dong)力，限動(dong)(dong)芯棒連軋(ya)(ya)管工藝開始(shi)向(xiang)MINI-MPM方向(xiang)發(fa)展，CPS軋(ya)(ya)管試(shi)驗尚(shang)在進行中，結(jie)果(guo)如何尚(shang)未見(jian)分曉(xiao)，在張力減徑工藝方面(mian)出現(xian)了(le)(le)混合傳動(dong)(dong)的(de)新(xin)(xin)概念和軋(ya)(ya)機(ji)自動(dong)(dong)控制，探傷(shang)技(ji)術(shu)(shu)和檢測技(ji)術(shu)(shu)也有了(le)(le)新(xin)(xin)進展，在這樣一個時刻召開了(le)(le)鋼管學術(shu)(shu)盛(sheng)會，所以芝加哥(ge)市市長(chang)宣稱1991年6月18日為“Tube America Day”。
二、Tube America 91的新(xin)提(ti)示
1. TOSA不(bu)銹(xiu)鋼管廠的CPS工藝
該廠采用(yong)CPS工藝(yi)，其流程如圖26-3所示。
環形爐的加熱能力為(wei)30t/h;穿(chuan)孔坯外(wai)(wai)徑(jing)(jing)(jing)114~185mm,最長(chang)為(wei)1m;定徑(jing)(jing)(jing)后不銹鋼管(guan)的外(wai)(wai)徑(jing)(jing)(jing)101.6~179.8mm,最長(chang)為(wei)10m;張力減徑(jing)(jing)(jing)機可生(sheng)產外(wai)(wai)徑(jing)(jing)(jing)為(wei)33.4~101.6mm,最長(chang)為(wei)40m的鋼管(guan)，冷(leng)床寬(kuan)20m.圖26-4示(shi)出的TOSA不銹鋼管(guan)廠錐輥(gun)式穿(chuan)孔機的D/S值可達25~27.5,伸長(chang)率 λ＝4.17~5.5。
2. MINI-MPM 軋管工藝
MINI-MPM軋管工藝的基(ji)本參數如表26-2所示。
3. 混合傳動的張(zhang)力(li)減徑機（MD-SRM)
意大(da)利因西公司（INNSE)設(she)計制(zhi)造(zao)了一(yi)臺新(xin)穎(ying)的(de)(de)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)減徑(jing)機(ji)(ji)，其新(xin)穎(ying)之(zhi)處在(zai)于(yu)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)。該傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)由兩個(ge)(ge)相(xiang)互獨(du)立的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)構組(zu)成，處于(yu)人(ren)口(kou)側(ce)的(de)(de)一(yi)組(zu)機(ji)(ji)架(jia)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)方式為雙電機(ji)(ji)差動(dong)(dong)(dong)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)；處于(yu)出口(kou)側(ce)的(de)(de)一(yi)組(zu)機(ji)(ji)架(jia)為電機(ji)(ji)單(dan)獨(du)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)。事實上，單(dan)獨(du)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)的(de)(de)優點(dian)主要顯示在(zai)張(zhang)(zhang)(zhang)減機(ji)(ji)的(de)(de)后(hou)部(bu)機(ji)(ji)架(jia)上，即軋制(zhi)小口(kou)徑(jing)不銹鋼管時(shi)(shi)，因后(hou)部(bu)機(ji)(ji)架(jia)孔型的(de)(de)橢圓度較(jiao)小，需要精(jing)確(que)控制(zhi)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)，而(er)這種(zhong)精(jing)確(que)控制(zhi)只有采用單(dan)獨(du)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)時(shi)(shi)才(cai)能實現。此外，單(dan)獨(du)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)張(zhang)(zhang)(zhang)減機(ji)(ji)的(de)(de)速(su)度曲線多(duo)種(zhong)多(duo)樣，因此比(bi)較(jiao)容易適應各種(zhong)尺寸小口(kou)徑(jing)不銹鋼管的(de)(de)速(su)度要求。與(yu)此相(xiang)反(fan)，張(zhang)(zhang)(zhang)減機(ji)(ji)入(ru)口(kou)側(ce)的(de)(de)一(yi)機(ji)(ji)架(jia)若采用單(dan)獨(du)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)，則所設(she)置的(de)(de)功率遠遠大(da)于(yu)實際需要，而(er)且由于(yu)速(su)度剛性不夠，切(qie)頭(tou)損(sun)失較(jiao)大(da)，CEC控制(zhi)系(xi)統(tong)也難于(yu)控制(zhi)整個(ge)(ge)減徑(jing)過(guo)程中的(de)(de)速(su)度曲線。綜上所述，對入(ru)口(kou)側(ce)機(ji)(ji)架(jia)采用成組(zu)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)是比(bi)較(jiao)有利的(de)(de)，即采用一(yi)個(ge)(ge)主電機(ji)(ji)進行集體傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)，另加(jia)一(yi)個(ge)(ge)疊加(jia)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)電機(ji)(ji)。
INNSE 設計的(de) MD-SRM所采用(yong)的(de)混合傳動方式，入口(kou)側(ce)若(ruo)干機(ji)架采用(yong)雙(shuang)電機(ji)差動傳動，后部若(ruo)干機(ji)架采用(yong)單(dan)獨傳動，以達(da)到揚長避(bi)短的(de)目的(de)。
a. CEC控制(zhi)，由一較(jiao)簡單的軟件，即可(ke)控制(zhi)集體差(cha)動傳動；
b. 憑借單獨傳動的后部機(ji)架，即可取得張(zhang)減工藝的最佳化(hua)；
c. 根(gen)據(ju)工藝需(xu)要不(bu)用(yong)后部若干(gan)機架時，很容易使其脫離(li)軋制過程；
d. 軋制效率(lv)高(gao)，易于調整和事故處理。
在(zai)Tube America 91 不(bu)銹鋼(gang)管(guan)學術會議上發(fa)表的(de)一(yi)些文章對發(fa)展鋼(gang)管(guan)生(sheng)產技(ji)術很有(you)(you)意義(yi)。MD-SRW、MINI-MPM 以及錐輥式穿孔機都是在(zai)一(yi)定條件下產生(sheng)的(de)，雖沒有(you)(you)嶄新(xin)的(de)概念，卻(que)是推“陳”而出“新(xin)”的(de)產物(wu)。鋼(gang)管(guan)生(sheng)產技(ji)術就是在(zai)“推陳出新(xin)”、“繼往開(kai)來(lai)”的(de)條件下，不(bu)斷(duan)有(you)(you)所(suo)創新(xin)，不(bu)斷(duan)向前發(fa)展的(de)。
三(san)、Tube America 91 與(yu)全浮動芯棒連軋管工(gong)藝(yi)的發展
在Tube America 91會上(shang)發(fa)表的(de)“中國(guo)的(de)連軋管(guan)(guan)廠”一文，全面(mian)地(di)反映了全浮(fu)動的(de)芯棒連軋管(guan)(guan)工藝(yi)的(de)新進展(zhan)，其要點(dian)如下(xia)：
a. RK2和寶鋼(gang)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)連軋(ya)管(guan)(guan)廠(chang)
自(zi)從 Lorain 廠和(he) Gary 廠兩(liang)臺全浮動(dong)芯棒連(lian)軋(ya)管(guan)機組投產，這(zhe)種工(gong)藝又經(jing)過了20多年的(de)發展，所(suo)產鋼管(guan)質量(liang)提(ti)高(gao)，產能明顯(xian)提(ti)高(gao)，可以(yi)說RK2和(he)寶鋼連(lian)軋(ya)管(guan)廠是這(zhe)種工(gong)藝發展完美的(de)標志，以(yi)下各(ge)方面(mian)則是其發展的(de)成果。
1. 先進的直流傳動為高速連軋提(ti)供了基礎條件；
2. 竹節(jie)控(kong)制和(he)(he)CEC控(kong)制明顯地提高(gao)了(le)產(chan)品質量和(he)(he)收得率(lv)；
3. 先進(jin)的穿孔機(ji)和(he)張(zhang)減(jian)機(ji)設備設計實現了(le)軋制(zhi)技術的進(jin)步；
4. 在張減工藝和(he)傳動技術方面(mian)取得了成果，使(shi)連軋管廠可以生產450多種規格的成品管；
5. 計算機過程控(kong)制、無損探傷(shang)和精(jing)整作業區(qu)的連續布等進(jin)一步(bu)發(fa)揮了連軋管廠的技術先進(jin)性。
b. 對寶鋼不銹鋼管連軋管廠的7點評述(shu)
1. 由于穿孔機采用了狄賽爾(er)導(dao)盤再加上較高的(de)軋制速度(du)和線(xian)外脫（頂）桿，因此能(neng)以(yi)4根／min的(de)速度(du)生(sheng)產11m長(chang)的(de)穿孔坯(pi)；
2. 設置了(le)空心(xin)坯(pi)減徑機從(cong)而減少了(le)管坯(pi)規(gui)格，改善了(le)穿孔(kong)坯(pi)質量；
3. 連(lian)軋管(guan)機的(de)優越性：軋出速度高（7.87m/s),荒管(guan)長達33m,并采用“竹(zhu)節”控制，提(ti)高了管(guan)子質量和(he)收(shou)得率；
4. 張減(jian)機軋(ya)出(chu)速度高達16m/s,采用CEC控制(zhi)以(yi)減(jian)少(shao)切(qie)頭損(sun)失，工藝技術上(shang)的優越性(xing)表現在以(yi)兩種尺寸(cun)的管坯就能軋(ya)出(chu)450種規(gui)格的管子；
5. 采用分(fen)塊式加(jia)連接輥(gun)道的精整區布(bu)置以達到年處(chu)理量(liang)1300萬根管(guan)子的指標(biao)；
6. 油井管加(jia)工(gong)區使用(yong)了(le)多種無損探傷設(she)備(bei)、摩擦對焊機和(he)液壓(ya)操(cao)作的加(jia)厚機；
7. 15套探(tan)傷(shang)對成品管質(zhi)量(liang)起到了保證(zheng)作用。
c. 軋制工(gong)藝的進一步發展
從軋制(zhi)工藝的角度來看，對FFM軋制(zhi)技(ji)術的進一步發展，以下兩點(dian)形成了限制(zhi)，即(ji)：
1. 由于芯棒的長(chang)度最(zui)長(chang)為30m,因此(ci)熱軋荒管長(chang)度不得(de)長(chang)于35m;
2. 成品(pin)管外徑最大為7英(ying)寸(cun)，超過此極限(xian)值，芯棒(bang)(bang)重(zhong)量太(tai)重(zhong)，金屬流(liu)動的不均(jun)勻(yun)性程度(du)加劇(ju)，生產無(wu)法進行。為了超越以(yi)上限(xian)制，連(lian)軋管工(gong)藝(yi)勢必要(yao)向限(xian)動芯棒(bang)(bang)工(gong)藝(yi)發(fa)展。
四、結語
Tube America 91 還發(fa)表了兩篇強調不銹鋼(gang)管(guan)生產工藝管(guan)理的文章即：
1. 加強“綜合質量管理”以(yi)滿足21世紀不銹鋼管工(gong)(gong)業的(de)(de)需要，其主要內(nei)容為工(gong)(gong)藝過程(cheng)的(de)(de)統計管理（簡稱SPC);
2. JIT計算機管理系統(tong)(tong)，包括在線生產(chan)計劃(hua)及管理系統(tong)(tong)，選擇(ze)確定工藝(yi)參數，生產(chan)過(guo)程的安(an)排與產(chan)能(neng)計算；生產(chan)指令的下達及過(guo)程控(kong)制，生產(chan)現場監控(kong)系統(tong)(tong)。
北京科技大(da)學“關于全浮動芯棒(bang)連(lian)軋管(guan)(guan)機(ji)組壁厚(hou)精(jing)(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)研究(jiu)”的(de)(de)(de)報告（2008年4月）稱：在連(lian)軋管(guan)(guan)機(ji)上采(cai)用竹節控制技術(shu)，在張(zhang)減機(ji)上采(cai)用CEC控制技術(shu)，不銹鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)(du)有了(le)顯著的(de)(de)(de)改(gai)善，精(jing)(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)改(gai)善和其他(ta)機(ji)組不能及的(de)(de)(de)高(gao)產能，使全浮動芯棒(bang)連(lian)軋管(guan)(guan)工藝再(zai)次受(shou)到了(le)人們的(de)(de)(de)關注。
