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(nian)5月13日生于德(de)國的(de)Remscheid.1873年(nian)在Düsseldorf高(gao)級中(zhong)學(xue)(xue)畢業(ye)后(hou),進入(ru)漢(han)諾威綜合技術大(da)學(xue)(xue)專攻機械設計,后(hou)又進入(ru)柏林工(gong)業(ye)大(da)學(xue)(xue)研究工(gong)程學(xue)(xue)和冶(ye)金(jin)學(xue)(xue)。


  1877年(nian)取得礦冶專(zhuan)業的(de)學位(wei)。論文題(ti)目是,“較高溫度下純碳和純鐵的(de)比例(li)關系(xi)”。1878年(nian)7月3日他和兄弟(di)們一(yi)(yi)(yi)起(qi)(qi)取得關于(yu)電(dian)話揚(yang)聲(sheng)器的(de)德國(guo)第(di)一(yi)(yi)(yi)個專(zhuan)利。但(dan)是曼內斯曼兄弟(di)真正感興趣(qu)的(de)是物理(li)學問題(ti)。由(you)此產生(sheng)聞名于(yu)世的(de)關于(yu)無縫鋼(gang)管的(de)發明,它起(qi)(qi)源(yuan)于(yu)以下的(de)理(li)論分析:當一(yi)(yi)(yi)個圓柱形(xing)物體或圓棒從兩個相反方向承受(shou)相等的(de)壓力時(shi),這些壓力在圓棒的(de)中心相遇,互相抵(di)消,假如(ru)承壓的(de)圓棒圍繞(rao)其(qi)軸線旋轉,則(ze)理(li)論上講,在其(qi)中心必(bi)然(ran)(ran)要產生(sheng)孔腔(qiang)。因此在這種狀態下,假如(ru)熾熱(re)的(de)鐵棒或圓坯同時(shi)被推(tui)向或拉向前進,則(ze)其(qi)結(jie)(jie)果(guo)必(bi)然(ran)(ran)是形(xing)成中孔,從而生(sheng)成管子。為(wei)了將這些結(jie)(jie)論證諸實(shi)際結(jie)(jie)果(guo),他和弟(di)弟(di)Alfred與(yu)Carl一(yi)(yi)(yi)起(qi)(qi)進行了一(yi)(yi)(yi)年(nian)的(de)實(shi)驗,終于(yu)發明了斜(xie)軋工藝。


  可稱為無縫鋼管生產鼻祖(zu)的(de)(de)(de)34617號專(zhuan)利是以曼氏兄(xiong)弟的(de)(de)(de)表兄(xiong)Fritz K?gel博(bo)士的(de)(de)(de)名(ming)義(yi)提出申請(qing)的(de)(de)(de),專(zhuan)利局于1886年3月15日(ri)(ri)予以批準(zhun),但受專(zhuan)利保護的(de)(de)(de)日(ri)(ri)期從1885年1月27日(ri)(ri)算(suan)起,這(zhe)一專(zhuan)利的(de)(de)(de)標題(ti)是“斜軋工藝以及(ji)與之有關的(de)(de)(de)軋機”。這(zhe)一專(zhuan)利說明書及(ji)其所附斜軋穿孔機的(de)(de)(de)結構簡圖如圖2-3和(he)圖2-4所示。


  1892年曼內(nei)斯曼兄弟對(dui)一(yi)種新的(de)(de)(de)被稱為(wei)(wei)周(zhou)期軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)或(huo)稱為(wei)(wei)分(fen)段軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)進(jin)行了(le)(le)試(shi)驗,并取得了(le)(le)成功,與以前曾經試(shi)驗過(guo)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)相比較,周(zhou)期軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)可(ke)以生(sheng)(sheng)產相當長的(de)(de)(de)管(guan)子(zi),可(ke)以更加可(ke)靠、經濟地(di)進(jin)行商(shang)業生(sheng)(sheng)產,當Reinhard 消(xiao)除了(le)(le)斜軋(ya)(ya)穿孔(kong)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)一(yi)些早期缺陷并和Max一(yi)起完善了(le)(le)所謂(wei)周(zhou)期軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)后,這就可(ke)能軋(ya)(ya)制較長的(de)(de)(de)薄壁管(guan),從此開(kai)始了(le)(le)無縫鋼管(guan)在(zai)世界范圍內(nei)勝利的(de)(de)(de)進(jin)程,1893年愛迪生(sheng)(sheng)參觀芝(zhi)加哥世界博覽會時,當有(you)人問(wen)他(ta)對(dui)博覽會那些展(zhan)出最感興趣時,他(ta)簡(jian)潔明了(le)(le)地(di)回答道(dao):“曼內(nei)斯曼鋼管(guan)”。嗣后,在(zai)1906~1914年期間,Reinhard Mannes-mann兄弟賣(mai)掉了(le)(le)他(ta)們鋼管(guan)廠(chang)的(de)(de)(de)部(bu)分(fen)股票,先是在(zai)Morocco Riffian礦區投資,接著在(zai)漢堡成立Morocco Mannesmann 公司(廠(chang))操縱了(le)(le)Morocco商(shang)貿的(de)(de)(de)很大一(yi)部(bu)分(fen),一(yi)戰前由于法律事務(wu)關系導致在(zai)Morocco事業的(de)(de)(de)失敗。


  當正忙于新(xin)計劃辦新(xin)企業時,不(bu)知疲倦(juan)的 Reinhard 病(bing)倒了(le),1922年2月(yue)20日因(yin)患肺炎醫治無(wu)效(xiao)去世(shi),人們失(shi)去了(le)一位在各(ge)個技術領域領先的先驅者。為確認他(ta)的科技成(cheng)就阿享理工學院授予他(ta)博(bo)士學位。



2. Max Mannesmann


  Max Mannesmann1857年(nian)12月30日生于(yu)德(de)國Remscheid,他在Remscheid 上(shang)完初中后(hou)去 Düsseldorf上(shang)高中,Charlottenburg理(li)工學(xue)(xue)(xue)院念大學(xue)(xue)(xue),中度曾輟學(xue)(xue)(xue),后(hou)進人(ren)波恩大學(xue)(xue)(xue)主攻(gong)物理(li)學(xue)(xue)(xue),大學(xue)(xue)(xue)畢(bi)業(ye)后(hou)進入他父親開設在Remscheid的銼刀廠工作。


  他(ta)和哥哥 Reinhard合作,發(fa)明了“軟芯鋼”。當他(ta)們發(fa)現(xian)這種軟芯鋼的(de)(de)(de)外(wai)層(ceng)淬硬表面具有不同的(de)(de)(de)深(shen)度,這兩位年輕人設(she)計了三(san)輥斜(xie)(xie)軋(ya)軋(ya)機,想通過對(dui)軟芯的(de)(de)(de)圓鋼進行(xing)軋(ya)制,以(yi)使外(wai)層(ceng)淬硬表面有比較均勻的(de)(de)(de)層(ceng)深(shen),這些實驗導致斜(xie)(xie)軋(ya)原理的(de)(de)(de)發(fa)現(xian),從而有斜(xie)(xie)軋(ya)穿(chuan)孔工藝(yi)的(de)(de)(de)發(fa)明,得(de)以(yi)在(zai)圓棒的(de)(de)(de)中部產(chan)生縱向的(de)(de)(de)孔,在(zai)歷(li)史上第(di)一(yi)次成(cheng)功(gong)地產(chan)生了制造無縫鋼管的(de)(de)(de)實際的(de)(de)(de)方法。


  1889年(nian),Max 在(zai)(zai)(zai) Westfalen 旅行時產(chan)生(sheng)了將穿孔坯(pi)分段延(yan)伸(shen)的想法,1890年(nian)2月(yue)在(zai)(zai)(zai)他由 Komotau 致 Reinhard 和Carl兄弟的信中講到關于采(cai)用(yong)“香腸(chang)軋(ya)制”(Wurstwalze)在(zai)(zai)(zai)Komotau的棒材軋(ya)機(ji)上(shang)做試驗的問題,并(bing)稱(cheng)壁厚可以軋(ya)得(de)很薄,但(dan)不(bu)夠(gou)均勻,軋(ya)薄壁管時,在(zai)(zai)(zai)管子的某些部位出現撕裂現象;此外,信中還提到軋(ya)輥(gun)孔型問題。


  1890年3月(yue)Max請設(she)計師(shi) Bungeroth 來(lai) Komotou.Max 向他講(jiang)述了關于新(xin)軋管工(gong)藝的(de)設(she)想(xiang)以及軋機的(de)構(gou)造,基本設(she)想(xiang)是:短的(de)厚壁空心坯套在(zai)芯棒上(shang),在(zai)一(yi)對具有特殊孔型的(de)圓形軋輥上(shang)分段(duan)軋成(cheng)薄壁管,因為這(zhe)一(yi)軋制過程不(bu)同(tong)于一(yi)般(ban)襲用的(de)工(gong)藝,故需作試驗以弄清楚這(zhe)一(yi)軋制工(gong)藝的(de)各個(ge)環(huan)節,從而完成(cheng)孔型設(she)計,1890年4月(yue)Max委托(tuo)他的(de)律師(shi)提出發明專利申請,并(bing)在(zai)1891年2月(yue)獲(huo)得(de)專利(專利號DRP58762).


  1906~1910年(nian)(nian)他(ta)和兄弟們在(zai)Morocco 經營(ying)礦山開采,1910年(nian)(nian)以后,他(ta)專心致志(zhi)地經營(ying)在(zai)阿享(xiang)(xiang)的(de)曼(man)內斯曼(man)卡(ka)車(che)生產業務。一戰(zhan)爆發后,他(ta)制造一種救護(hu)車(che)拖車(che),當他(ta)使用這種車(che)輛在(zai)前線活動時,Max Mannesmsnn 患了傷寒、肺炎(yan)并發癥。1915年(nian)(nian)3月2日(ri)于(yu)阿享(xiang)(xiang)醫院逝世。



3. R.C Stiefel


 斯蒂弗爾(er)在世界(jie)無(wu)縫鋼管發展史中的地位(wei)僅次于曼氏(shi)兄弟,他的一生(sheng)努力都與無(wu)縫鋼管的發展有關(guan)。


  R.C Stiefel.1862年2月(yue)(yue)(yue)17日(ri)生于(yu)(yu)瑞(rui)士靠近蘇(su)黎世的(de)(de)奧(ao)利康市。他在(zai)(zai)(zai)奧(ao)利康機(ji)械制(zhi)造(zao)廠(chang)接受了(le)(le)技術(shu)訓練,1881年畢(bi)業于(yu)(yu)蘇(su)黎世技術(shu)大學(xue),起初在(zai)(zai)(zai)瑞(rui)士繅絲(si)廠(chang)工(gong)作,后受雇于(yu)(yu)一(yi)家法國(guo)公司擔任(ren)制(zhi)圖員。1888年回蘇(su)黎世在(zai)(zai)(zai)Esher Wyss公司任(ren)制(zhi)圖員,其(qi)后由于(yu)(yu)Pfau的(de)(de)推(tui)薦,Stiefel去德(de)國(guo)曼內斯曼鋼(gang)管廠(chang)工(gong)作,先在(zai)(zai)(zai)Remscheid 鋼(gang)管廠(chang)工(gong)作一(yi)年半(ban),又在(zai)(zai)(zai)Komotau鋼(gang)管廠(chang)短時間工(gong)作過,他在(zai)(zai)(zai)Komotau遇(yu)見了(le)(le)瑞(rui)士同(tong)胞 Aloys Fassl(Fassel 軋機(ji)的(de)(de)發明者),最后于(yu)(yu)1889年10月(yue)(yue)(yue)去英國(guo)Landore鋼(gang)管廠(chang),在(zai)(zai)(zai)Pfau領導(dao)下,任(ren)設計(ji)科科長(chang)。Stiefel于(yu)(yu)1894年夏訪問美國(guo),遇(yu)見了(le)(le)Lozier,后者答應幫他在(zai)(zai)(zai)不久的(de)(de)將來重(zhong)返美國(guo),當時Stiefel就有(you)一(yi)個想法,即對(dui)另一(yi)種斜(xie)軋穿(chuan)孔工(gong)藝申(shen)請專(zhuan)利,以(yi)打破曼氏兄弟(di)的(de)(de)壟斷。Lozier對(dui)這一(yi)設想的(de)(de)重(zhong)要意義(yi)反應敏捷(jie),他安排Stiefel返回英國(guo)威(wei)爾(er)士,結束在(zai)(zai)(zai)Landore的(de)(de)業務,并(bing)盡快返回美國(guo)。Stiefel設計(ji)了(le)(le)一(yi)臺(tai)盤式輥穿(chuan)孔機(ji),并(bing)申(shen)請了(le)(le)專(zhuan)利,1895年獲(huo)準,并(bing)指定(ding)給予(yu) Ellwood Weldless Tube 公司(廠(chang))。設計(ji)制(zhi)造(zao)工(gong)作始(shi)于(yu)(yu)1894年11月(yue)(yue)(yue),穿(chuan)軋第一(yi)根管坯是在(zai)(zai)(zai)1895年6月(yue)(yue)(yue)。斯蒂弗爾(er)對(dui)斜(xie)軋穿(chuan)孔的(de)(de)各種可能性進行了(le)(le)認真的(de)(de)研究,除了(le)(le)他著名的(de)(de)23702號專(zhuan)利以(yi)外,對(dui)穿(chuan)孔這一(yi)專(zhuan)題又提出了(le)(le)多項專(zhuan)利申(shen)請,其(qi)中有(you)公布(bu)于(yu)(yu)1897年30449號專(zhuan)利,包括可能是第一(yi)臺(tai)真正的(de)(de)錐(zhui)輥式穿(chuan)孔機(ji)。


  Lozier的(de)自(zi)行車制造業(ye)務(wu)在(zai)(zai)(zai)1894年相當興旺發(fa)達,他(ta)處(chu)理了(le)(le)他(ta)在(zai)(zai)(zai)Shelby鋼(gang)管(guan)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)的(de)股權(quan),于1894年10月10日和 Stiefel等(deng)人購入(ru)了(le)(le) Ellwood Shafting and Tube 公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)(廠(chang)),并將它易名為llwood Weldless Tube 公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)(廠(chang)),由Stiefel任(ren)該鋼(gang)管(guan)廠(chang)的(de)廠(chang)長。1897年Ellwood Weldless 被 Shelby Steel Tube 公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)(廠(chang))兼并時,Stiefel在(zai)(zai)(zai)新成立公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)的(de)設計處(chu)工作,1898年Poensgn 在(zai)(zai)(zai)美國認識了(le)(le)Stiefel,促使了(le)(le)Stiefel斜軋技(ji)術方面的(de)突破與Heer 對兩(liang)重軋管(guan)機所作的(de)改(gai)進結合(he)起(qi)來,在(zai)(zai)(zai)Shelby Morse-Wilkstrom 小組(zu)試(shi)驗的(de)基(ji)礎上,發(fa)展(zhan)了(le)(le)現代Stiefel軋管(guan)機-自(zi)動軋管(guan)機組(zu),美國的(de)兩(liang)重式軋管(guan)機誕生(sheng)于1903年,他(ta)又作了(le)(le)一些(xie)重大改(gai)進,使上軋輥和回送輥快速調(diao)整,由于它的(de)機械化水平比較高,因而得到了(le)(le)“自(zi)動軋管(guan)機”的(de)稱號(hao)。他(ta)在(zai)(zai)(zai)1899年辭去在(zai)(zai)(zai)Shelby的(de)工作,和J.H.Nicholson 一起(qi)組(zu)建了(le)(le) Standard Seamles Tube 公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)(廠(chang)),他(ta)一直在(zai)(zai)(zai)該公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)工作到1912年。


  1902年秋,他(ta)在Pa,Elwood city 組建了Standard Eng 公(gong)司(si)(si)(廠(chang))以制造無縫(feng)軋(ya)管設備,進一步(bu)完善了Stiefel mill,使之成為現代(dai)化的(de)軋(ya)管機(ji)。這(zhe)個公(gong)司(si)(si)于1926年和(he) Ohio,Warren的(de) Aet-na Foundry&Machine 公(gong)司(si)(si)(廠(chang))合并成立 Aetna Standard公(gong)司(si)(si),他(ta)任副總裁,直到1932年退(tui)休(xiu),1938年3月15日在佛(fo)羅里(li)達(da)州的(de)彼得斯(si)堡(bao)的(de)“冬屋”(Winter house)逝(shi)世。


  Pfeiffer博士認為,在上一個(ge)世紀之交,曼氏兄弟、R.CStiefel 和 Ehrhardt四人的(de)共同努力(li),對(dui)于無縫鋼(gang)管工業(ye)的(de)發展(zhan)起了決定性的(de)作用。



4. Ehrhardt Heinrich


  通常所(suo)講的(de)(de)“艾哈(ha)德(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)”(Ehrhardt Process)由水壓沖(chong)(chong)孔(kong)和頂(ding)(ding)管延(yan)伸(shen)兩道工(gong)(gong)(gong)序組成,早在1891年(nian)Ehrhardt就發明(ming)(ming)(ming)了水壓沖(chong)(chong)孔(kong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi),1893年(nian)初艾哈(ha)德(de)在德(de)文(wen)《鋼(gang)與(yu)(yu)(yu)鐵(tie)》雜志上發表文(wen)章(zhang)稱水壓沖(chong)(chong)孔(kong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)為生(sheng)產(chan)(chan)無(wu)縫空心坯的(de)(de)新工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi),以(yi)表明(ming)(ming)(ming)這(zhe)種工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)是與(yu)(yu)(yu)斜軋(ya)(ya)穿孔(kong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)截然不(bu)同(tong)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)空心坯的(de)(de)新的(de)(de)方法,而采(cai)用頂(ding)(ding)管環軋(ya)(ya)制無(wu)縫鋼(gang)管的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)則要發明(ming)(ming)(ming)得晚一(yi)些(xie),這(zhe)要從(cong)德(de)國海軍(jun)部1898年(nian)2月的(de)(de)大(da)批(pi)量(liang)的(de)(de)無(wu)縫鋼(gang)管訂貨說起,由于數量(liang)大(da)、時間(jian)緊,因(yin)(yin)此(ci)海軍(jun)部明(ming)(ming)(ming)確表示曼(man)內(nei)斯曼(man)和艾哈(ha)德(de)都要參與(yu)(yu)(yu)生(sheng)產(chan)(chan)。因(yin)(yin)此(ci)1899年(nian)艾哈(ha)德(de)在Düsseldorf 的(de)(de) Reisholz 建立 Rheinmetall 工(gong)(gong)(gong)廠(chang)采(cai)用頂(ding)(ding)管環以(yi)延(yan)伸(shen)沖(chong)(chong)孔(kong)坯,由此(ci)正(zheng)式誕生(sheng)了艾哈(ha)德(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi),即頂(ding)(ding)管工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi),該工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)生(sheng)產(chan)(chan)方法簡單(dan),對(dui)管坯的(de)(de)技術(shu)要求比斜軋(ya)(ya)法要低一(yi)些(xie),但(dan)成品較短(duan),因(yin)(yin)此(ci)在大(da)直(zhi)徑罐狀容(rong)器的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)中得以(yi)應用,可(ke)以(yi)揚長避短(duan),這(zhe)就是通常所(suo)講的(de)(de)“大(da)頂(ding)(ding)管工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)”,艾哈(ha)德(de)在1902年(nian)的(de)(de)德(de)國鋼(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)(gong)程師年(nian)會上發表論文(wen)闡述艾哈(ha)德(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)技術(shu)內(nei)涵,并在英(ying)美兩國申(shen)請(qing)專(zhuan)利,獲準的(de)(de)共有11項之多。


  當(dang)圓(yuan)鋼斜軋時(shi)(shi)不(bu)(bu)少人(ren)發現(xian)(xian)(xian)由于工(gong)作(zuo)中(zhong)心撕裂而產(chan)生(sheng)(sheng)孔(kong)(kong)腔(qiang)的(de)現(xian)(xian)(xian)象(xiang),但是大多數人(ren)對此(ci)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)不(bu)(bu)假(jia)思索地把它擱置一(yi)旁(pang),不(bu)(bu)作(zuo)進一(yi)步的(de)探究。《曼(man)(man)內(nei)斯曼(man)(man)(公司)100年(nian)》一(yi)書(shu)列舉了(le)(le)具有(you)代(dai)表(biao)性的(de)兩位(wei)鋼管界知名(ming)人(ren)士:一(yi)位(wei)是在Düsseldorf Benrath 開有(you)工(gong)廠的(de)巴爾克,他在1888年(nian)《工(gong)程師》雜(za)志上著文稱:“看到(dao)了(le)(le)圓(yuan)鋼斜軋時(shi)(shi)出現(xian)(xian)(xian)孔(kong)(kong)腔(qiang)的(de)現(xian)(xian)(xian)象(xiang),但沒有(you)想到(dao)生(sheng)(sheng)產(chan)無縫鋼管的(de)事情(qing)。”另一(yi)位(wei)是當(dang)時(shi)(shi) Düsseldorf的(de)工(gong)廠主,后來發明(ming)頂管工(gong)藝(yi)的(de)艾哈(ha)德先生(sheng)(sheng)。由于他對這一(yi)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)不(bu)(bu)夠敏感,另辟蹊徑(jing),發展水(shui)壓沖孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi),因此(ci)他的(de)空(kong)心坯(pi)生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)方面的(de)發明(ming)比曼(man)(man)內(nei)斯曼(man)(man)兄(xiong)弟的(de)發明(ming)晚了(le)(le)6年(nian)。


  艾哈(ha)德軋(ya)管(guan)(guan)工(gong)(gong)藝經歷了環式孔型、輥式孔型以及CPE工(gong)(gong)藝等發展階(jie)段,而艾哈(ha)德所(suo)建立的 Rheinmetall 廠(chang)被Thyssen 所(suo)兼并,改稱(cheng)Reisholz鋼管(guan)(guan)廠(chang),20世紀70年代由于連軋(ya)管(guan)(guan)工(gong)(gong)藝的興起,該(gai)廠(chang)于1977年9月停產關閉。


  有關無縫鋼管(guan)生產技術(shu)發展史(shi)的德(de)文(wen)資料稱 HeinrichEhrhardt為(wei)發明家,與曼內斯(si)(si)曼兄弟和斯(si)(si)蒂弗(fu)爾并(bing)例。