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(ya)(ya)輥(gun)是圓(yuan)柱體或具(ju)(ju)有(you)不(bu)變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)，在被(bei)咬(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)和具(ju)(ju)有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)相比(bi)，有(you)必要(yao)施以(yi)(yi)較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回轉(zhuan)速度(du)，這(zhe)就會產(chan)生管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)扭變，采用如圖所(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)，軋(ya)(ya)制(zhi)絕(jue)不(bu)會使不(bu)銹鋼管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)產(chan)生扭變，而(er)(er)且在軋(ya)(ya)輥(gun)和管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)表面(mian)不(bu)產(chan)生滑移，在孔(kong)(kong)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)斂側會產(chan)生管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)逐漸減(jian)縮(suo)(suo)，可以(yi)(yi)看到軋(ya)(ya)輥(gun)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)也以(yi)(yi)和管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)減(jian)縮(suo)(suo)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例逐漸減(jian)小，管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)被(bei)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)咬(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)，而(er)(er)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)被(bei)軋(ya)(ya)輥(gun)比(bi)例地縮(suo)(suo)減(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)咬(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)，因此被(bei)軋(ya)(ya)輥(gun)咬(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)都(dou)具(ju)(ju)有(you)絕(jue)對相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)速度(du)。這(zhe)是我(wo)認為我(wo)發(fa)明中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，這(zhe)是由于兩個軋(ya)(ya)輥(gun)和工(gong)件表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軸(zhou)線向孔(kong)(kong)型軸(zhou)線上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個共(gong)同(tong)(tong)點收(shou)斂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在專利說明書(shu)中這樣寫道：“如圖(tu)26-1所示的軋輥對工件(jian)D施加回轉運(yun)動，至于(yu)將管坯(pi)推向(xiang)、推過穿(chuan)孔頂頭則是由液壓柱塞E或其(qi)他方法完(wan)成的”。
實際上，完全按上述方式(shi)(shi)設計的(de)穿孔機從(cong)未建造過，此(ci)外，發明者提(ti)出用同樣的(de)錐(zhui)形輥(gun)，但其布置(zhi)方式(shi)(shi)如(ru)下(xia)所(suo)述：
“在下一個示(shi)意圖中(zhong)(zhong)（即本書的圖26-2)相(xiang)對(dui)于軋(ya)制中(zhong)(zhong)心(xin)線，軋(ya)輥以相(xiang)反方向傾斜以致軋(ya)輥本身能使管(guan)坯產生前進運動(dong)而不用(yong)借(jie)助于液(ye)壓(ya)柱塞或其他機械(xie)設備使管(guan)坯通過軋(ya)輥孔(kong)型，并(bing)越(yue)過頂頭”。
這是斜軋(ya)，這種裝置能使工(gong)件向前喂入。
關于他何時對(dui)錐輥式穿孔機(ji)進行構思，曾經做過什么試驗(yan)以(yi)證(zheng)實(shi)其理論(lun)的正確(que)，均缺乏證(zheng)據。但是他獲得(de)了(le)專利，建造了(le)軋機(ji)而且(qie)軋機(ji)工作得(de)很好(hao)。
一、關(guan)于不銹鋼管錐(zhui)輥式穿孔機(ji)的試驗
20世紀20年(nian)(nian)代初賓州(zhou) Beaver Falls 的 Babcock & Wilco Tube公司（廠）在5年(nian)(nian)的時(shi)間(jian)內(nei)進行了(le)一系列的試(shi)(shi)驗以決定該廠應建(jian)立怎么(me)樣(yang)的最好的穿孔機(ji)。試(shi)(shi)驗軋(ya)(ya)機(ji)是一臺(tai)小型軋(ya)(ya)機(ji)，其(qi)軋(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)可(ke)以在水平或垂直平面內(nei)調(diao)整，通過(guo)試(shi)(shi)驗，發現(xian)錐(zhui)角為60°的錐(zhui)輥(gun)式穿孔機(ji)各有下(xia)列優點：
1. 對(dui)穿孔(kong)單位體積的金屬來說，所需馬力最(zui)小；
2. 穿孔坯表面光潔、壁厚均勻；
3. 不像一般斜軋(ya)穿孔機那樣，對管(guan)坯鋼種的(de)要求并(bing)不那么嚴格(ge)；
4. 對(dui)穿(chuan)孔機(ji)軋輥和(he)穿(chuan)孔坯來說(shuo)，可(ke)以更好(hao)地(di)接近(jin)理想的表面速度關(guan)系。
而1897年(nian)在沒有進行(xing)任何試驗的(de)(de)條件下，Stiefel 將錐(zhui)輥式穿孔(kong)(kong)最(zui)佳錐(zhui)角設想(xiang)為56°30”，和(he)20世紀80年(nian)代初 Mannesmann公司在Roth廠安(an)裝的(de)(de)錐(zhui)輥式穿孔(kong)(kong)機采用的(de)(de)2y=55.2°,相差不遠。
二、不銹鋼(gang)管錐(zhui)輥式穿孔機(ji)的復(fu)興
基于(yu)在(zai)狄(di)賽(sai)爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)機實(shi)際生產中所(suo)取(qu)得的(de)(de)經(jing)驗(yan)，在(zai)20世紀(ji)70年代末期對穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝進(jin)行(xing)了旨在(zai)提高延伸率、利用擴徑效應生產薄壁不銹鋼管(guan)穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯以(yi)及穿(chuan)(chuan)軋高合金管(guan)等方面的(de)(de)研究。
從理論上講，生(sheng)(sheng)產薄壁穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)及穿(chuan)(chuan)軋(ya)高合金管(guan)可(ke)由(you)錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝過程優越(yue)的(de)(de)金屬變形(xing)條(tiao)件(jian)而實現；從設計(ji)的(de)(de)角度來(lai)看，則力求在(zai)穿(chuan)(chuan)軋(ya)碳(tan)素鋼管(guan)坯(pi)時使(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)接近熱軋(ya)成品管(guan)的(de)(de)尺寸，即D/S值為(wei)20~30。這種穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝復興的(de)(de)標(biao)志是80年代(dai)初兩(liang)臺(tai)錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)投(tou)入生(sheng)(sheng)產，1981年拉特(te)(te)鋼管(guan)廠在(zai)Φ273.0mm自動軋(ya)管(guan)機(ji)組(zu)中采用錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)以取代(dai)串(chuan)列(lie)布置(zhi)的(de)(de)兩(liang)臺(tai)斯蒂弗爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)。接著，1982年住友(you)海(hai)南鋼管(guan)廠的(de)(de)Φ114.3mm連續軋(ya)管(guan)機(ji)中也采用錐(zhui)輥式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)。這兩(liang)臺(tai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)主(zhu)要技(ji)術特(te)(te)征列(lie)于表26-1。
拉特不銹鋼管廠錐輥式(shi)穿孔機(ji)在實際(ji)運行(xing)中有(you)兩點經驗值得一(yi)提：
1. 延伸率可達6:1,能生(sheng)產長(chang)度(du)為(wei)14m,D/S≤30的(de)薄壁穿孔坯；
2. 采(cai)用(yong)適當的孔(kong)型設計，穿軋薄壁(bi)穿孔(kong)坯時擴(kuo)徑率要高達40%,擴(kuo)徑量(liang)達100mm.
三(san)、不銹鋼管錐輥式穿孔機(ji)的優(you)點
不銹(xiu)鋼管錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔機(ji)是一種古老的(de)穿(chuan)(chuan)孔工(gong)藝，在20世紀80年代初(chu)期(qi)，軋(ya)輥水平布置的(de)錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔機(ji)得(de)到了(le)復興，其工(gong)藝具有以下優(you)點：
1. 較高的伸長率；
2. 在穿孔坯尺寸方(fang)面具有(you)較大的(de)靈活性；
3. 能穿軋高合(he)金鋼。
由于軋輥(gun)垂直布置的(de)(de)錐輥(gun)式穿(chuan)孔機兼有錐輥(gun)式穿(chuan)孔工藝技術(shu)優(you)點(dian)和狄賽爾穿(chuan)孔機的(de)(de)機械設計優(you)點(dian)，它的(de)(de)出現(xian)將(jiang)穿(chuan)孔工藝技術(shu)的(de)(de)發展推向了一個新的(de)(de)階段。
由于軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)垂直布置的錐(zhui)輥(gun)(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)機所生產(chan)的穿(chuan)孔(kong)(kong)坯(pi)尺寸接近(jin)熱軋(ya)(ya)成品(pin)管，故當生產(chan)較小(xiao)口(kou)徑的成品(pin)管時(shi)，這種穿(chuan)孔(kong)(kong)機可與張力減(jian)徑機聯用(yong)(yong)，不(bu)設置軋(ya)(ya)管機即可生產(chan)熱軋(ya)(ya)成品(pin)管。南非TOSA鋼管廠采用(yong)(yong)的就是這種工藝。
南非(fei) TOSA不銹鋼(gang)管廠開始用它(ta)進行CPS二(er)階段軋(ya)(ya)管工(gong)藝試驗，后來又(you)和MINI-MPM軋(ya)(ya)機配套，而MINI-MPM僅(jin)采(cai)用4個(ge)機架。這種錐輥式穿孔(kong)(kong)機具有穿孔(kong)(kong)薄壁(bi)空心坯的能力，可稱之為近(jin)終形(xing)穿孔(kong)(kong)工(gong)藝設(she)備。
美(mei)國Fairfield 不銹鋼管廠于(yu)1999年6月進行(xing)技術改造時采用這種錐(zhui)輥式穿(chuan)孔機以取代壓力穿(chuan)孔機（PPM)和延伸機，改造后生產效率和軋線操作水平大大提(ti)高。
