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(bu)銹(xiu)鋼管(guan)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(ya)(ya)(ya)(ya)輥是圓(yuan)柱體或具有(you)不(bu)(bu)變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)，在被(bei)咬住(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)具有(you)較(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)坯部(bu)分和(he)具有(you)較(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分相比(bi)(bi)，有(you)必要(yao)施以較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回轉速度，這就(jiu)會(hui)產(chan)生管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)扭變，采(cai)用如圖(tu)所示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)錐形輥，軋(ya)(ya)(ya)(ya)制絕(jue)不(bu)(bu)會(hui)使不(bu)(bu)銹鋼管(guan)坯產(chan)生扭變，而(er)且在軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥和(he)管(guan)坯之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)收縮(suo)表面不(bu)(bu)產(chan)生滑移，在孔型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)收斂側(ce)會(hui)產(chan)生管(guan)坯直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)逐(zhu)漸減(jian)縮(suo)，可以看到軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)也(ye)以和(he)管(guan)坯直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)減(jian)縮(suo)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)例逐(zhu)漸減(jian)小，管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分被(bei)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分咬住(zhu)，而(er)管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分被(bei)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥比(bi)(bi)例地縮(suo)減(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分咬住(zhu)，因此(ci)被(bei)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥咬住(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)每部(bu)分都具有(you)絕(jue)對相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋轉速度。這是我認為(wei)我發明中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征，這是由(you)于兩個(ge)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥和(he)工件表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軸線向孔型軸線上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)共同點收斂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在(zai)專(zhuan)利說明(ming)書(shu)中這樣(yang)寫(xie)道：“如圖26-1所(suo)示的軋(ya)輥對工件D施加回轉運動(dong)，至于(yu)將管(guan)坯推(tui)向、推(tui)過穿(chuan)孔頂頭則是由(you)液壓(ya)柱塞E或其他方法完(wan)成的”。
實際(ji)上(shang)，完全按上(shang)述(shu)方(fang)式(shi)設計的(de)穿孔機從未建造過(guo)，此(ci)外，發明者提出用同樣的(de)錐形輥，但其(qi)布置(zhi)方(fang)式(shi)如下所述(shu)：
“在下(xia)一個示意圖中（即本書的圖26-2)相(xiang)對于(yu)軋(ya)制(zhi)中心線，軋(ya)輥(gun)以相(xiang)反方向(xiang)傾斜(xie)以致(zhi)軋(ya)輥(gun)本身能使(shi)管坯產生(sheng)前進(jin)運動而不(bu)用借助于(yu)液壓柱塞或其他機(ji)械設備使(shi)管坯通過軋(ya)輥(gun)孔型(xing)，并越過頂頭”。
這是斜軋，這種裝置能使工(gong)件向(xiang)前喂入。
關于(yu)他何時對錐輥(gun)式(shi)穿孔(kong)機進行構思，曾經做過什么試驗以證(zheng)實其理論的(de)正確，均缺乏(fa)證(zheng)據。但是他獲(huo)得了專利(li)，建造了軋機而且(qie)軋機工作得很好。
一(yi)、關于不銹鋼管錐輥式穿(chuan)孔(kong)機的試驗
20世(shi)紀20年代初(chu)賓州 Beaver Falls 的(de)(de)(de) Babcock & Wilco Tube公(gong)司（廠）在5年的(de)(de)(de)時間(jian)內進(jin)行了一系(xi)列的(de)(de)(de)試驗(yan)以決(jue)定該廠應建立怎么樣的(de)(de)(de)最好的(de)(de)(de)穿孔機。試驗(yan)軋(ya)機是(shi)一臺小型軋(ya)機，其(qi)軋(ya)輥軸可以在水平或(huo)垂直(zhi)平面內調整，通過試驗(yan)，發現錐(zhui)角為60°的(de)(de)(de)錐(zhui)輥式穿孔機各有下列優點：
1. 對穿孔單位體積(ji)的金(jin)屬(shu)來說，所需(xu)馬力最小；
2. 穿孔坯(pi)表面光潔、壁(bi)厚均勻；
3. 不像一般斜軋穿孔機那樣(yang)，對管(guan)坯(pi)鋼種(zhong)的要求并不那么(me)嚴格(ge)；
4. 對(dui)穿(chuan)孔機軋輥和穿(chuan)孔坯來說，可以更好地接近理想的(de)表面速度關系。
而1897年在沒有進行任何(he)試驗(yan)的(de)(de)條件(jian)下(xia)，Stiefel 將錐輥(gun)式穿孔最佳錐角設想為(wei)56°30”，和20世紀80年代(dai)初 Mannesmann公司在Roth廠安裝(zhuang)的(de)(de)錐輥(gun)式穿孔機采用的(de)(de)2y=55.2°,相差不遠。
二、不銹(xiu)鋼(gang)管錐(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)的復(fu)興
基于在(zai)(zai)(zai)狄賽爾穿孔(kong)機實際生(sheng)產中所(suo)取得的(de)經驗，在(zai)(zai)(zai)20世(shi)紀70年(nian)代末期對穿孔(kong)工藝進行了旨在(zai)(zai)(zai)提高(gao)延伸率、利(li)用擴徑效應生(sheng)產薄壁(bi)不銹鋼管穿孔(kong)坯以及穿軋高(gao)合金(jin)管等方(fang)面的(de)研究(jiu)。
從(cong)理論上(shang)講，生產薄壁穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯及穿(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)高合金(jin)管(guan)(guan)可由錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工藝過程優越的(de)金(jin)屬變(bian)形條件而(er)實(shi)現；從(cong)設計的(de)角(jiao)度來看，則(ze)力求(qiu)在(zai)穿(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)碳素鋼管(guan)(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯接(jie)近熱(re)軋(ya)(ya)成品管(guan)(guan)的(de)尺寸，即D/S值為20~30。這種穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工藝復(fu)興的(de)標志是80年代初(chu)兩(liang)臺(tai)錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)投入生產，1981年拉特鋼管(guan)(guan)廠在(zai)Φ273.0mm自動軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)中采用錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)以(yi)取代串列(lie)布置的(de)兩(liang)臺(tai)斯蒂(di)弗爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)。接(jie)著，1982年住(zhu)友(you)海南鋼管(guan)(guan)廠的(de)Φ114.3mm連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)中也(ye)采用錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)。這兩(liang)臺(tai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)主要技(ji)術(shu)特征(zheng)列(lie)于表26-1。
拉特(te)不(bu)銹鋼(gang)管廠錐(zhui)輥式穿孔機在實際運行中有兩點(dian)經驗值得一提：
1. 延伸率(lv)可達6:1,能生產(chan)長度(du)為(wei)14m,D/S≤30的薄壁(bi)穿孔坯；
2. 采(cai)用適(shi)當的孔型(xing)設計(ji)，穿軋薄壁穿孔坯(pi)時擴徑率(lv)要高達(da)40%,擴徑量達(da)100mm.
三、不銹鋼管(guan)錐輥式穿(chuan)孔機(ji)的優點
不(bu)銹鋼(gang)管錐(zhui)輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)機是一種古老(lao)的穿(chuan)孔(kong)(kong)工藝(yi)，在20世(shi)紀(ji)80年代初(chu)期，軋輥(gun)水平布置的錐(zhui)輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)機得到了復興(xing)，其工藝(yi)具有以下優點：
1. 較高(gao)的伸(shen)長率；
2. 在穿孔坯(pi)尺寸方(fang)面具有較(jiao)大的靈(ling)活性(xing)；
3. 能(neng)穿軋高合金(jin)鋼(gang)。
由于(yu)軋輥垂直布置的(de)錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機兼有錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)技術(shu)優點(dian)(dian)和狄(di)賽爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機的(de)機械設計優點(dian)(dian)，它的(de)出(chu)現將(jiang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)技術(shu)的(de)發(fa)展推(tui)向了一個(ge)新的(de)階段。
由于軋輥垂直布置的錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)所生產(chan)的穿(chuan)孔(kong)坯尺寸(cun)接(jie)近(jin)熱軋成品(pin)管，故當(dang)生產(chan)較小口徑(jing)的成品(pin)管時，這(zhe)(zhe)種穿(chuan)孔(kong)機(ji)可(ke)與(yu)張力(li)減徑(jing)機(ji)聯用，不設置軋管機(ji)即可(ke)生產(chan)熱軋成品(pin)管。南非TOSA鋼管廠采用的就是(shi)這(zhe)(zhe)種工藝(yi)。
南非 TOSA不銹鋼管廠(chang)開始(shi)用它進(jin)行CPS二階(jie)段軋管工(gong)藝試驗，后來又和MINI-MPM軋機配套(tao)，而MINI-MPM僅采(cai)用4個機架。這(zhe)種錐輥式穿孔(kong)機具有穿孔(kong)薄(bo)壁空心坯的能力，可稱之為近終形穿孔(kong)工(gong)藝設備。
美國Fairfield 不(bu)銹鋼管(guan)廠于1999年6月(yue)進行技(ji)術改造(zao)時(shi)采用(yong)這(zhe)種錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)孔(kong)機以取代(dai)壓力穿(chuan)孔(kong)機（PPM)和延伸機，改造(zao)后生產效率(lv)和軋線操作水平大大提(ti)高。
