斯蒂弗爾對斜軋穿孔的各種可能性進行了認真研究，除了著名的23702 號專利以外。還有公布于1897年的30449號專利，其中包括可能是第一臺真正的不銹鋼管錐輥式穿孔機，這由圖26-1示出，就此，申請人提出：如箭頭所示，錐形輥A和B以相同方向旋轉，軋輥軸及其工作例的邊線向同一點收斂，并相交于軋制中心線上的共同C。
“如軋輥(gun)是圓柱體(ti)或具有(you)不(bu)變的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)，在被咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)具有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)部分(fen)(fen)和具有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)相(xiang)比，有(you)必要(yao)施以(yi)較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)回轉速(su)度，這(zhe)就會(hui)(hui)產生(sheng)(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)扭變，采用如圖所示的(de)(de)(de)(de)錐(zhui)形輥(gun)，軋制(zhi)絕不(bu)會(hui)(hui)使不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)坯(pi)產生(sheng)(sheng)扭變，而且在軋輥(gun)和管(guan)(guan)坯(pi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮表面不(bu)產生(sheng)(sheng)滑移，在孔型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)收(shou)斂(lian)側(ce)會(hui)(hui)產生(sheng)(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸(jian)減(jian)縮，可(ke)以(yi)看到(dao)軋輥(gun)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)也以(yi)和管(guan)(guan)坯(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)減(jian)縮相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)比例逐漸(jian)減(jian)小，管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)被軋輥(gun)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)，而管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)被軋輥(gun)比例地縮減(jian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)，因(yin)此被軋輥(gun)咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)每(mei)部分(fen)(fen)都具有(you)絕對相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)旋轉速(su)度。這(zhe)是我(wo)認為我(wo)發明中的(de)(de)(de)(de)最重要(yao)的(de)(de)(de)(de)特征，這(zhe)是由于兩個(ge)軋輥(gun)和工(gong)件表面的(de)(de)(de)(de)軸線向孔型(xing)(xing)軸線上的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)共同(tong)點收(shou)斂(lian)的(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在專利說明(ming)書(shu)中這樣寫(xie)道：“如圖26-1所示(shi)的軋輥對工件D施(shi)加回轉運動，至于將管坯(pi)推向、推過穿孔頂頭則是由液壓柱塞E或(huo)其他方(fang)法完成的”。
實際上，完全按上述方式設計的穿(chuan)孔機從未建(jian)造過，此外，發明(ming)者(zhe)提出用同樣的錐(zhui)形輥，但(dan)其布置方式如下所述：
“在下(xia)一(yi)個示意(yi)圖中（即本(ben)書的圖26-2)相對于軋(ya)(ya)制中心(xin)線，軋(ya)(ya)輥(gun)以(yi)相反(fan)方向傾(qing)斜以(yi)致軋(ya)(ya)輥(gun)本(ben)身(shen)能使管坯產生前進運動而不用借助于液壓柱(zhu)塞或其他機械設(she)備使管坯通過軋(ya)(ya)輥(gun)孔型，并越過頂(ding)頭”。
這是斜軋，這種裝置(zhi)能使工件向前(qian)喂入。
關于他何(he)時對錐輥式穿孔機(ji)進行(xing)構思，曾(ceng)經做過什么試(shi)驗以(yi)證實其理論(lun)的(de)正確，均(jun)缺乏證據(ju)。但是他獲得了專利，建造了軋(ya)機(ji)而且軋(ya)機(ji)工作得很好(hao)。
一(yi)、關于不銹鋼(gang)管錐輥式穿(chuan)孔機的試(shi)驗
20世紀20年(nian)(nian)代初賓州 Beaver Falls 的(de)(de)(de)(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠）在(zai)5年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)時間內(nei)進行了一系列(lie)的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗以決定該廠應建(jian)立(li)怎么(me)樣的(de)(de)(de)(de)最好的(de)(de)(de)(de)穿孔機。試(shi)驗軋(ya)機是一臺小型軋(ya)機，其軋(ya)輥(gun)軸可以在(zai)水平(ping)(ping)或垂(chui)直平(ping)(ping)面內(nei)調整(zheng)，通過(guo)試(shi)驗，發現錐角(jiao)為(wei)60°的(de)(de)(de)(de)錐輥(gun)式穿孔機各有下列(lie)優點：
1. 對穿孔單位體積的(de)金屬(shu)來說，所需馬力最小(xiao)；
2. 穿孔坯表面光潔、壁厚均勻；
3. 不(bu)像(xiang)一(yi)般斜(xie)軋穿孔機那(nei)樣，對管坯鋼種的(de)要求(qiu)并不(bu)那(nei)么嚴格；
4. 對穿(chuan)孔機軋輥和穿(chuan)孔坯來(lai)說，可(ke)以更好地接近理(li)想的(de)表面(mian)速度關(guan)系(xi)。
而1897年(nian)(nian)在沒有進行(xing)任(ren)何(he)試驗的(de)條件下，Stiefel 將錐輥(gun)式穿(chuan)孔最佳錐角設想為56°30”，和(he)20世紀80年(nian)(nian)代初(chu) Mannesmann公司在Roth廠安裝(zhuang)的(de)錐輥(gun)式穿(chuan)孔機采(cai)用(yong)的(de)2y=55.2°,相差(cha)不遠。
二、不銹鋼(gang)管(guan)錐輥式(shi)穿(chuan)孔機(ji)的復興
基(ji)于(yu)在狄(di)賽爾穿(chuan)孔(kong)機實際生產中所取得的經驗，在20世紀70年代(dai)末期對穿(chuan)孔(kong)工(gong)藝進行了(le)旨在提高延伸率、利用(yong)擴徑效應(ying)生產薄(bo)壁不銹(xiu)鋼管穿(chuan)孔(kong)坯(pi)以及穿(chuan)軋高合金管等方面的研究。
從理論上講，生(sheng)產薄壁穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)坯及穿(chuan)軋(ya)(ya)高合金(jin)管(guan)可由錐(zhui)(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工藝(yi)(yi)過程優越的(de)金(jin)屬變形(xing)條件而實現；從設計的(de)角度來(lai)看，則力求在穿(chuan)軋(ya)(ya)碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)坯時(shi)使穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)坯接近(jin)熱軋(ya)(ya)成品管(guan)的(de)尺寸，即D/S值(zhi)為20~30。這(zhe)種穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工藝(yi)(yi)復興的(de)標(biao)志是80年代初(chu)兩臺(tai)錐(zhui)(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機投入生(sheng)產，1981年拉特(te)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)廠在Φ273.0mm自動軋(ya)(ya)管(guan)機組中(zhong)采用錐(zhui)(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機以(yi)取代串列布置的(de)兩臺(tai)斯蒂弗爾穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機。接著，1982年住友海南(nan)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)廠的(de)Φ114.3mm連續軋(ya)(ya)管(guan)機中(zhong)也采用錐(zhui)(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機。這(zhe)兩臺(tai)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機的(de)主(zhu)要技(ji)術特(te)征列于(yu)表26-1。
拉特不(bu)銹鋼管廠錐輥式穿孔機在實(shi)際(ji)運行中有兩點經(jing)驗值得一提：
1. 延(yan)伸率可達6:1,能生產(chan)長度為14m,D/S≤30的薄(bo)壁穿孔坯；
2. 采用適當(dang)的孔(kong)型設計，穿(chuan)軋(ya)薄壁穿(chuan)孔(kong)坯時(shi)擴徑(jing)率要高達(da)40%,擴徑(jing)量達(da)100mm.
三、不(bu)銹鋼管(guan)錐輥(gun)式穿孔機的優(you)點
不銹(xiu)鋼管錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿孔機是一種古老的穿孔工藝，在20世紀80年代初期，軋(ya)輥水平布置的錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿孔機得到了復興(xing)，其工藝具有以下優點：
1. 較高的伸長率；
2. 在穿孔坯尺(chi)寸方面具有較(jiao)大的靈(ling)活性；
3. 能穿軋(ya)高合金(jin)鋼。
由(you)于軋輥垂直(zhi)布置的(de)(de)錐輥式(shi)穿(chuan)孔機兼有錐輥式(shi)穿(chuan)孔工藝技術(shu)優點和狄賽爾穿(chuan)孔機的(de)(de)機械設計優點，它的(de)(de)出現將穿(chuan)孔工藝技術(shu)的(de)(de)發展推向了(le)一(yi)個(ge)新的(de)(de)階(jie)段。
由(you)于(yu)軋(ya)(ya)輥垂直布置(zhi)的錐輥式(shi)穿孔機所生(sheng)產的穿孔坯尺寸(cun)接近熱(re)(re)軋(ya)(ya)成(cheng)品(pin)管，故當生(sheng)產較小口徑的成(cheng)品(pin)管時，這(zhe)種(zhong)穿孔機可與(yu)張力減徑機聯用(yong)，不設置(zhi)軋(ya)(ya)管機即可生(sheng)產熱(re)(re)軋(ya)(ya)成(cheng)品(pin)管。南非TOSA鋼管廠采(cai)用(yong)的就是這(zhe)種(zhong)工藝(yi)。
南非 TOSA不(bu)銹(xiu)鋼管廠開始用它進行CPS二階(jie)段軋管工藝試驗，后來(lai)又和(he)MINI-MPM軋機配套，而MINI-MPM僅采用4個機架(jia)。這(zhe)種錐輥式穿孔(kong)機具有穿孔(kong)薄壁空(kong)心坯(pi)的能力，可稱(cheng)之為近終(zhong)形穿孔(kong)工藝設備。
美國Fairfield 不銹(xiu)鋼管廠于1999年6月進行技術改造時采用這種(zhong)錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)以取代壓力穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)（PPM)和(he)延伸機(ji)(ji)(ji)，改造后(hou)生產效率和(he)軋線操作水(shui)平大大提高。
