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)(gun)是圓柱體或具(ju)有(you)不(bu)變的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)，在(zai)被(bei)(bei)(bei)咬(yao)住(zhu)的(de)(de)(de)(de)具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)部(bu)(bu)分(fen)和具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)相比，有(you)必要(yao)施以較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)回轉速度(du)，這(zhe)就會產(chan)生(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)扭變，采用如圖所示的(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)(gun)，軋制絕不(bu)會使不(bu)銹鋼管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)產(chan)生(sheng)扭變，而且在(zai)軋輥(gun)(gun)和管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)收縮(suo)表面不(bu)產(chan)生(sheng)滑移，在(zai)孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)收斂側會產(chan)生(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸減(jian)縮(suo)，可以看到軋輥(gun)(gun)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)也(ye)以和管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)減(jian)縮(suo)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)比例逐漸減(jian)小，管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被(bei)(bei)(bei)軋輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬(yao)住(zhu)，而管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被(bei)(bei)(bei)軋輥(gun)(gun)比例地縮(suo)減(jian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬(yao)住(zhu)，因此被(bei)(bei)(bei)軋輥(gun)(gun)咬(yao)住(zhu)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)每部(bu)(bu)分(fen)都具(ju)有(you)絕對相同(tong)的(de)(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)(de)旋轉速度(du)。這(zhe)是我認為我發(fa)明中的(de)(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)特(te)征，這(zhe)是由于兩個軋輥(gun)(gun)和工件表面的(de)(de)(de)(de)軸線向孔型(xing)軸線上的(de)(de)(de)(de)一個共同(tong)點收斂的(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在專利說明書中這樣寫道：“如圖26-1所(suo)示的軋輥對(dui)工件D施加回轉運動，至(zhi)于將管坯推(tui)(tui)向(xiang)、推(tui)(tui)過穿孔頂頭(tou)則是由液壓柱塞E或其他方法完(wan)成的”。
實際(ji)上(shang)，完(wan)全按上(shang)述方(fang)式設(she)計的(de)穿孔機從未建造過，此外，發(fa)明者提出用同樣的(de)錐形輥，但其布置方(fang)式如下所述：
“在下一個(ge)示(shi)意(yi)圖中(zhong)（即(ji)本書的圖26-2)相對于軋(ya)制中(zhong)心線，軋(ya)輥以相反方(fang)向傾斜以致軋(ya)輥本身(shen)能使(shi)管(guan)坯產生前進運(yun)動而不用借助于液(ye)壓柱塞或其(qi)他機(ji)械設備使(shi)管(guan)坯通(tong)過軋(ya)輥孔型(xing)，并越過頂(ding)頭”。
這是斜軋，這種裝置能使工件向前喂入。
關于他何時(shi)對錐輥式穿孔機(ji)進行構思，曾經做(zuo)過什么試驗以證實(shi)其理(li)論的正確(que)，均缺乏證據。但是他獲得(de)(de)了專利，建造了軋(ya)機(ji)而(er)且軋(ya)機(ji)工作得(de)(de)很好。
一、關于不銹鋼管錐輥式穿孔(kong)機的(de)試(shi)驗
20世紀20年(nian)代初賓州(zhou) Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠(chang)(chang)）在(zai)5年(nian)的(de)時間內進行(xing)了一系列的(de)試(shi)驗以(yi)決定該(gai)廠(chang)(chang)應(ying)建立(li)怎(zen)么樣的(de)最(zui)好的(de)穿孔(kong)機(ji)(ji)。試(shi)驗軋機(ji)(ji)是一臺小型(xing)軋機(ji)(ji)，其(qi)軋輥(gun)軸可以(yi)在(zai)水平或垂(chui)直(zhi)平面(mian)內調整，通過試(shi)驗，發現(xian)錐角為60°的(de)錐輥(gun)式穿孔(kong)機(ji)(ji)各(ge)有(you)下列優(you)點：
1. 對穿孔單位(wei)體積的(de)金(jin)屬來說(shuo)，所(suo)需馬力最小；
2. 穿孔坯表面光潔、壁厚均(jun)勻；
3. 不(bu)像一般斜(xie)軋穿孔機(ji)那(nei)樣(yang)，對管坯鋼(gang)種的要求并不(bu)那(nei)么嚴格；
4. 對穿(chuan)孔機軋輥和穿(chuan)孔坯(pi)來說，可以更好地接近理想的表面速度(du)關系。
而1897年(nian)在沒有進行任何試(shi)驗的條件下，Stiefel 將錐輥式(shi)穿(chuan)孔最佳錐角設(she)想為56°30”，和20世紀80年(nian)代初 Mannesmann公司在Roth廠安裝(zhuang)的錐輥式(shi)穿(chuan)孔機(ji)采(cai)用的2y=55.2°,相差不遠。
二、不(bu)銹鋼管錐(zhui)輥(gun)式穿孔機的復興(xing)
基于(yu)在(zai)(zai)狄賽爾穿(chuan)(chuan)孔機(ji)實際生產(chan)中所取得的(de)經驗(yan)，在(zai)(zai)20世紀70年代末(mo)期對穿(chuan)(chuan)孔工藝進行了旨在(zai)(zai)提高延伸率、利用擴徑效(xiao)應生產(chan)薄壁不(bu)銹鋼管(guan)穿(chuan)(chuan)孔坯以及穿(chuan)(chuan)軋高合金管(guan)等方面的(de)研(yan)究。
從理(li)論上講，生(sheng)產(chan)薄(bo)壁穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯及穿(chuan)軋(ya)高(gao)合金管可(ke)由錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝過程(cheng)優越的(de)金屬變形條件而(er)實現；從設計(ji)的(de)角度來(lai)看(kan)，則(ze)力求(qiu)在(zai)穿(chuan)軋(ya)碳素鋼管坯時使穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯接近熱(re)軋(ya)成品管的(de)尺寸，即(ji)D/S值為20~30。這(zhe)種(zhong)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝復興的(de)標志是80年(nian)代(dai)初(chu)兩臺錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機投入生(sheng)產(chan)，1981年(nian)拉特鋼管廠在(zai)Φ273.0mm自(zi)動軋(ya)管機組中采(cai)(cai)用錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機以(yi)取代(dai)串(chuan)列布(bu)置(zhi)的(de)兩臺斯蒂弗(fu)爾(er)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機。接著，1982年(nian)住友海南鋼管廠的(de)Φ114.3mm連續軋(ya)管機中也采(cai)(cai)用錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機。這(zhe)兩臺穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機的(de)主要技(ji)術特征列于表26-1。
拉(la)特不銹鋼管廠錐(zhui)輥式穿孔機在實際運行中有兩點經驗值得一提：
1. 延伸(shen)率(lv)可達6:1,能生產長度為14m,D/S≤30的薄壁穿孔坯；
2. 采用(yong)適(shi)當的孔(kong)(kong)型(xing)設計，穿軋薄壁穿孔(kong)(kong)坯(pi)時擴徑(jing)率要高達40%,擴徑(jing)量(liang)達100mm.
三、不(bu)銹鋼(gang)管錐輥式穿孔機的優(you)點
不銹鋼(gang)管(guan)錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿孔(kong)機是一(yi)種(zhong)古老(lao)的穿孔(kong)工藝(yi)，在20世紀80年(nian)代(dai)初期，軋輥水平布置的錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿孔(kong)機得到了復(fu)興，其工藝(yi)具有以下優點：
1. 較高的伸(shen)長率；
2. 在穿孔(kong)坯尺寸方面具(ju)有較大(da)的靈(ling)活性；
3. 能穿軋高合金(jin)鋼。
由于軋輥垂直布置(zhi)的(de)錐輥式(shi)穿(chuan)孔機兼有錐輥式(shi)穿(chuan)孔工(gong)藝技術優點和(he)狄(di)賽爾穿(chuan)孔機的(de)機械設計優點，它的(de)出現(xian)將穿(chuan)孔工(gong)藝技術的(de)發展推(tui)向(xiang)了一個新的(de)階(jie)段。
由(you)于軋(ya)輥垂直布置的(de)錐輥式穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機所生(sheng)產(chan)的(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯尺(chi)寸接近熱軋(ya)成品(pin)(pin)管(guan)(guan)，故當生(sheng)產(chan)較小口(kou)徑的(de)成品(pin)(pin)管(guan)(guan)時，這(zhe)種(zhong)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機可與(yu)張力減(jian)徑機聯用(yong)，不設(she)置軋(ya)管(guan)(guan)機即可生(sheng)產(chan)熱軋(ya)成品(pin)(pin)管(guan)(guan)。南非TOSA鋼管(guan)(guan)廠采用(yong)的(de)就是(shi)這(zhe)種(zhong)工藝。
南非 TOSA不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管廠開始用它進行CPS二階(jie)段軋(ya)(ya)管工(gong)藝(yi)試驗，后來又和(he)MINI-MPM軋(ya)(ya)機(ji)配套，而(er)MINI-MPM僅采用4個機(ji)架。這種(zhong)錐輥式(shi)穿孔(kong)機(ji)具有穿孔(kong)薄壁(bi)空心坯的(de)能力，可稱之(zhi)為近終形穿孔(kong)工(gong)藝(yi)設(she)備。
美國Fairfield 不銹鋼管廠于1999年(nian)6月進行技術改造時(shi)采用這種錐輥(gun)式(shi)穿孔(kong)(kong)機(ji)以(yi)取代壓力穿孔(kong)(kong)機(ji)（PPM)和延伸機(ji)，改造后生產效率和軋線操作水平(ping)大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)。
