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(xiu)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。
“如軋輥是圓柱體或具(ju)(ju)有(you)(you)不變(bian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)，在(zai)(zai)被咬住(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)有(you)(you)較小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯部分(fen)(fen)和(he)具(ju)(ju)有(you)(you)較大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)相比，有(you)(you)必(bi)要施以較高的(de)(de)(de)(de)回(hui)轉速度，這就(jiu)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)扭變(bian)，采(cai)用如圖所示的(de)(de)(de)(de)錐形輥，軋制絕(jue)不會(hui)(hui)使不銹(xiu)鋼管(guan)坯產(chan)生(sheng)(sheng)扭變(bian)，而且在(zai)(zai)軋輥和(he)管(guan)坯之間的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)縮表(biao)面(mian)不產(chan)生(sheng)(sheng)滑移，在(zai)(zai)孔(kong)型的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)斂側會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)管(guan)坯直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)逐(zhu)漸減縮，可(ke)以看到軋輥直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)也以和(he)管(guan)坯直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)減縮相同(tong)的(de)(de)(de)(de)比例逐(zhu)漸減小，管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)較大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部分(fen)(fen)被軋輥的(de)(de)(de)(de)較大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部分(fen)(fen)咬住(zhu)(zhu)，而管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)較小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部分(fen)(fen)被軋輥比例地縮減的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部分(fen)(fen)咬住(zhu)(zhu)，因此被軋輥咬住(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)每部分(fen)(fen)都具(ju)(ju)有(you)(you)絕(jue)對相同(tong)的(de)(de)(de)(de)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)旋(xuan)轉速度。這是我(wo)認(ren)為(wei)我(wo)發明中的(de)(de)(de)(de)最重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，這是由于(yu)兩個(ge)軋輥和(he)工件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)線(xian)向孔(kong)型軸(zhou)線(xian)上的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)共同(tong)點收(shou)(shou)斂的(de)(de)(de)(de)緣(yuan)故。
Stiefel 在專(zhuan)利說明書(shu)中這(zhe)樣寫道：“如圖(tu)26-1所示的(de)軋輥對工(gong)件D施加回轉運(yun)動，至于將管坯(pi)推向、推過穿孔頂頭(tou)則是由液(ye)壓柱(zhu)塞(sai)E或其(qi)他方(fang)法(fa)完成(cheng)的(de)”。
實際上，完全按上述方(fang)式(shi)設計的(de)穿孔機從未建造(zao)過，此外，發(fa)明者提出用同樣的(de)錐形(xing)輥，但其(qi)布置(zhi)方(fang)式(shi)如下所述：
“在下一個示意圖(tu)中（即本書(shu)的圖(tu)26-2)相對于(yu)軋(ya)制中心線，軋(ya)輥以相反(fan)方向傾斜(xie)以致(zhi)軋(ya)輥本身能使管坯(pi)(pi)產生前進運動而不用借助于(yu)液壓(ya)柱(zhu)塞(sai)或其(qi)他機械設備使管坯(pi)(pi)通過軋(ya)輥孔型，并(bing)越過頂頭”。
這(zhe)是(shi)斜軋，這(zhe)種裝(zhuang)置(zhi)能使工(gong)件向前(qian)喂入。
關于他何時對(dui)錐輥式(shi)穿(chuan)孔機進行構思，曾經做過(guo)什么試驗以證實其理論(lun)的正確(que)，均缺乏(fa)證據。但是他獲得了專利，建造了軋機而且軋機工(gong)作得很好。
一(yi)、關于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼管錐輥式(shi)穿孔機的試驗
20世(shi)紀(ji)20年(nian)代初賓州 Beaver Falls 的(de)(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠）在(zai)5年(nian)的(de)(de)時間內進行了一(yi)系列(lie)的(de)(de)試(shi)(shi)驗以(yi)決定該廠應建立(li)怎么樣的(de)(de)最好的(de)(de)穿孔機(ji)。試(shi)(shi)驗軋機(ji)是一(yi)臺小型軋機(ji)，其軋輥軸可以(yi)在(zai)水(shui)平或垂直平面(mian)內調整，通(tong)過試(shi)(shi)驗，發現錐(zhui)(zhui)角為(wei)60°的(de)(de)錐(zhui)(zhui)輥式穿孔機(ji)各有下列(lie)優點：
1. 對穿(chuan)孔單位體積(ji)的金(jin)屬(shu)來說，所需馬力最小；
2. 穿孔坯表面(mian)光潔(jie)、壁厚均(jun)勻；
3. 不像一般斜軋穿(chuan)孔(kong)機那樣，對管坯鋼種(zhong)的要(yao)求并(bing)不那么嚴格；
4. 對(dui)穿孔(kong)機軋輥和穿孔(kong)坯(pi)來說，可以更(geng)好地接近理想的表(biao)面(mian)速度關系。
而1897年在沒有進行任何(he)試驗的條件下，Stiefel 將錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)孔最佳錐角設(she)想為56°30”，和20世紀80年代初 Mannesmann公(gong)司在Roth廠安(an)裝的錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)孔機采用(yong)的2y=55.2°,相差(cha)不遠。
二、不(bu)銹(xiu)鋼管錐輥式穿孔(kong)機的復興(xing)
基于在(zai)狄賽(sai)爾穿(chuan)孔(kong)機實(shi)際生產(chan)中所取得的經(jing)驗，在(zai)20世(shi)紀70年代末期(qi)對穿(chuan)孔(kong)工藝進行了旨在(zai)提高(gao)延(yan)伸(shen)率、利用擴徑(jing)效應生產(chan)薄壁(bi)不(bu)銹鋼管穿(chuan)孔(kong)坯以及穿(chuan)軋高(gao)合金管等方面(mian)的研究。
從(cong)理論上講，生(sheng)產薄壁(bi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)(pi)及穿(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)(ya)高合金管(guan)可(ke)由錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝(yi)過程(cheng)優(you)越(yue)的(de)金屬(shu)變形(xing)條(tiao)件而(er)實(shi)現；從(cong)設(she)計的(de)角度來看，則力求(qiu)在穿(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)(ya)碳(tan)素鋼(gang)(gang)管(guan)坯(pi)(pi)時使穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)(pi)接(jie)近(jin)熱軋(ya)(ya)(ya)成品管(guan)的(de)尺(chi)寸，即D/S值為20~30。這種穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝(yi)復興的(de)標志是80年代(dai)(dai)初兩(liang)(liang)臺錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)投入生(sheng)產，1981年拉特(te)鋼(gang)(gang)管(guan)廠在Φ273.0mm自動軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)組中采(cai)用(yong)錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)以取代(dai)(dai)串列布置(zhi)的(de)兩(liang)(liang)臺斯蒂(di)弗爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)。接(jie)著，1982年住友海南鋼(gang)(gang)管(guan)廠的(de)Φ114.3mm連續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)中也(ye)采(cai)用(yong)錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)。這兩(liang)(liang)臺穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)的(de)主要技(ji)術特(te)征列于表26-1。
拉(la)特(te)不銹鋼管廠錐(zhui)輥式穿(chuan)孔機在(zai)實際運(yun)行中(zhong)有兩點經驗值得一提：
1. 延伸率可達6:1,能生產長(chang)度為14m,D/S≤30的薄壁穿(chuan)孔坯；
2. 采用(yong)適(shi)當(dang)的孔(kong)型設計(ji)，穿軋薄壁穿孔(kong)坯時(shi)擴(kuo)徑(jing)率要高達40%,擴(kuo)徑(jing)量達100mm.
三、不銹鋼管錐輥式穿孔(kong)機的優點
不(bu)銹鋼管錐(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)機是(shi)一(yi)種古(gu)老的穿(chuan)孔(kong)工藝(yi)，在(zai)20世紀80年代初期(qi)，軋輥水平布置的錐(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)機得(de)到了復興，其工藝(yi)具(ju)有以下優點：
1. 較高的伸長(chang)率；
2. 在穿(chuan)孔坯尺(chi)寸方面具有(you)較大的靈(ling)活(huo)性；
3. 能穿軋高合金鋼。
由于軋輥(gun)垂直(zhi)布置(zhi)的錐(zhui)輥(gun)式穿孔機兼有(you)錐(zhui)輥(gun)式穿孔工藝(yi)技術優點(dian)和狄(di)賽爾穿孔機的機械設計優點(dian)，它的出現將(jiang)穿孔工藝(yi)技術的發展推向了(le)一個新的階段。
由于軋輥(gun)垂直布置的(de)錐輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔機所生(sheng)產(chan)(chan)的(de)穿(chuan)(chuan)孔坯尺寸接近熱軋成品(pin)管，故當生(sheng)產(chan)(chan)較小口徑的(de)成品(pin)管時，這種穿(chuan)(chuan)孔機可(ke)(ke)與(yu)張力減徑機聯用，不設置軋管機即可(ke)(ke)生(sheng)產(chan)(chan)熱軋成品(pin)管。南非TOSA鋼管廠(chang)采(cai)用的(de)就是這種工藝。
南非 TOSA不銹鋼(gang)管廠開始用它進行CPS二階段軋管工(gong)(gong)藝試驗，后(hou)來又和MINI-MPM軋機(ji)配套，而MINI-MPM僅采用4個機(ji)架(jia)。這(zhe)種錐輥式(shi)穿孔(kong)(kong)機(ji)具有穿孔(kong)(kong)薄壁空心坯(pi)的能力，可(ke)稱之為近終形穿孔(kong)(kong)工(gong)(gong)藝設備。
美國Fairfield 不(bu)銹鋼管廠于(yu)1999年6月(yue)進行技術改造時(shi)采(cai)用這種(zhong)錐輥式穿孔機以取代壓力穿孔機（PPM)和(he)延伸機，改造后生產效(xiao)率和(he)軋線(xian)操作水平大大提(ti)高。
