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(ya)(ya)輥(gun)是(shi)圓柱體或具有不變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)，在(zai)(zai)被咬(yao)住(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)具有較(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)部分(fen)(fen)和具有較(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)相比，有必(bi)要施(shi)以較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)回轉(zhuan)速度，這(zhe)(zhe)就會產(chan)生(sheng)管(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)扭變(bian)，采(cai)用如圖(tu)所示的(de)(de)(de)(de)(de)錐形(xing)輥(gun)，軋(ya)(ya)制絕(jue)不會使不銹鋼管(guan)坯(pi)(pi)產(chan)生(sheng)扭變(bian)，而且(qie)在(zai)(zai)軋(ya)(ya)輥(gun)和管(guan)坯(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)縮(suo)表(biao)面不產(chan)生(sheng)滑移(yi)，在(zai)(zai)孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)斂側會產(chan)生(sheng)管(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)逐漸(jian)(jian)減(jian)縮(suo)，可(ke)以看(kan)到(dao)軋(ya)(ya)輥(gun)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)也(ye)以和管(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)減(jian)縮(suo)相同的(de)(de)(de)(de)(de)比例逐漸(jian)(jian)減(jian)小，管(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)被軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)咬(yao)住(zhu)(zhu)，而管(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)被軋(ya)(ya)輥(gun)比例地縮(suo)減(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部分(fen)(fen)咬(yao)住(zhu)(zhu)，因此被軋(ya)(ya)輥(gun)咬(yao)住(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)每部分(fen)(fen)都具有絕(jue)對相同的(de)(de)(de)(de)(de)一致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)速度。這(zhe)(zhe)是(shi)我(wo)認為我(wo)發明中的(de)(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)(de)特征，這(zhe)(zhe)是(shi)由于(yu)兩個軋(ya)(ya)輥(gun)和工件表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)軸(zhou)線向孔型(xing)軸(zhou)線上的(de)(de)(de)(de)(de)一個共(gong)同點(dian)收(shou)(shou)斂的(de)(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(shi)的軋輥(gun)對工件(jian)D施加回(hui)轉運動，至于將(jiang)管坯推向、推過(guo)穿孔頂頭則是由(you)液壓柱塞(sai)E或其他(ta)方法完成的”。
實(shi)際上(shang)(shang)，完全按上(shang)(shang)述(shu)方(fang)(fang)式設計的穿孔(kong)機從未建造過，此外，發明者提出用同樣的錐形輥，但其布置方(fang)(fang)式如下所述(shu)：
“在(zai)下一個示意圖中（即本書的(de)圖26-2)相對于軋(ya)制中心線，軋(ya)輥(gun)以相反(fan)方向(xiang)傾斜以致軋(ya)輥(gun)本身能(neng)使(shi)(shi)管(guan)坯(pi)產(chan)生(sheng)前(qian)進運動而(er)不(bu)用借助于液(ye)壓(ya)柱(zhu)塞或其他機(ji)械設備(bei)使(shi)(shi)管(guan)坯(pi)通過(guo)軋(ya)輥(gun)孔型(xing)，并越過(guo)頂頭”。
這是(shi)斜軋(ya)，這種(zhong)裝置能使工(gong)件向(xiang)前喂入。
關于他何(he)時(shi)對錐輥式穿孔機(ji)進行構思，曾經(jing)做過什么(me)試(shi)驗以證(zheng)實其(qi)理論的(de)正確(que)，均缺乏(fa)證(zheng)據。但是他獲得(de)(de)了專利，建(jian)造了軋(ya)機(ji)而且軋(ya)機(ji)工作得(de)(de)很(hen)好。
一、關于不銹鋼管錐輥式穿孔機的試驗
20世(shi)紀20年代初賓州 Beaver Falls 的(de)(de)(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠(chang)）在(zai)5年的(de)(de)(de)時間內(nei)進(jin)行了(le)一(yi)系列的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗以決定(ding)該廠(chang)應建(jian)立怎么樣的(de)(de)(de)最好(hao)的(de)(de)(de)穿孔機。試(shi)(shi)驗軋機是一(yi)臺小型軋機，其軋輥軸(zhou)可以在(zai)水平(ping)或(huo)垂直平(ping)面(mian)內(nei)調整，通過試(shi)(shi)驗，發(fa)現錐角為60°的(de)(de)(de)錐輥式穿孔機各有下列優點：
1. 對穿孔單位體積的(de)金屬來說，所(suo)需馬力最(zui)小；
2. 穿孔坯表面光潔、壁厚均勻；
3. 不像(xiang)一般斜軋穿孔機那樣，對管坯鋼種(zhong)的(de)要求并不那么嚴格；
4. 對穿孔(kong)機軋輥和穿孔(kong)坯來說，可(ke)以更(geng)好(hao)地接(jie)近理想(xiang)的表面速度關系。
而1897年(nian)在沒有進行任(ren)何試驗的條件下，Stiefel 將錐(zhui)輥(gun)式穿孔最佳錐(zhui)角設想為56°30”，和20世紀(ji)80年(nian)代初 Mannesmann公司在Roth廠安裝的錐(zhui)輥(gun)式穿孔機(ji)采用的2y=55.2°,相差(cha)不遠。
二、不銹鋼管錐輥(gun)式穿(chuan)孔機的(de)復興
基(ji)于在(zai)狄賽(sai)爾穿孔機實際生產(chan)(chan)中所取(qu)得的(de)經驗，在(zai)20世紀70年代末期對穿孔工藝進行了旨(zhi)在(zai)提高延(yan)伸(shen)率、利用擴徑效應生產(chan)(chan)薄壁不銹鋼管穿孔坯以及穿軋高合金管等方面的(de)研究。
從理論(lun)上(shang)講，生產薄壁穿孔坯及穿軋(ya)(ya)高合金管(guan)(guan)可由錐(zhui)輥式(shi)穿孔工(gong)藝過程優越(yue)的(de)金屬變形條件而實(shi)現；從設計的(de)角度來看，則力(li)求在穿軋(ya)(ya)碳(tan)素(su)鋼(gang)管(guan)(guan)坯時使(shi)穿孔坯接近熱(re)軋(ya)(ya)成(cheng)品(pin)管(guan)(guan)的(de)尺寸，即D/S值為20~30。這(zhe)種穿孔工(gong)藝復興的(de)標志(zhi)是80年代初兩臺(tai)錐(zhui)輥式(shi)穿孔機(ji)投入生產，1981年拉(la)特鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)(chang)在Φ273.0mm自動軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組中采(cai)用錐(zhui)輥式(shi)穿孔機(ji)以取代串(chuan)列布置(zhi)的(de)兩臺(tai)斯蒂弗爾穿孔機(ji)。接著，1982年住友海南鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)(chang)的(de)Φ114.3mm連續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)中也采(cai)用錐(zhui)輥式(shi)穿孔機(ji)。這(zhe)兩臺(tai)穿孔機(ji)的(de)主要技(ji)術特征列于表26-1。
拉特不銹鋼管廠(chang)錐輥式(shi)穿孔機在實際運行中有兩點經驗值得一提：
1. 延伸率可達6:1,能生產長(chang)度(du)為14m,D/S≤30的薄壁(bi)穿(chuan)孔坯；
2. 采用(yong)適當的(de)孔型(xing)設計(ji)，穿軋薄壁穿孔坯時擴(kuo)徑率(lv)要高達40%,擴(kuo)徑量達100mm.
三、不銹鋼管錐輥式(shi)穿孔機的優點
不銹鋼管錐輥式穿孔(kong)(kong)機是一種古老(lao)的(de)穿孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)，在20世紀80年代初期，軋輥水(shui)平布置的(de)錐輥式穿孔(kong)(kong)機得到了復興，其工(gong)藝(yi)具(ju)有(you)以下優點：
1. 較高的(de)伸長率；
2. 在穿孔(kong)坯(pi)尺寸方(fang)面(mian)具有較大(da)的(de)靈活性；
3. 能穿軋高合金鋼。
由于軋(ya)輥垂(chui)直(zhi)布置的(de)錐輥式(shi)穿(chuan)孔機兼有(you)錐輥式(shi)穿(chuan)孔工藝(yi)技術(shu)優點和狄賽爾(er)穿(chuan)孔機的(de)機械設計優點，它的(de)出現(xian)將穿(chuan)孔工藝(yi)技術(shu)的(de)發展推向了一(yi)個新的(de)階段(duan)。
由于(yu)軋(ya)輥垂直布置的錐輥式(shi)穿孔(kong)機(ji)所(suo)生產的穿孔(kong)坯尺寸接近(jin)熱軋(ya)成品管，故當生產較(jiao)小口徑的成品管時，這(zhe)種穿孔(kong)機(ji)可與張力(li)減徑機(ji)聯用，不(bu)設置軋(ya)管機(ji)即可生產熱軋(ya)成品管。南非TOSA鋼(gang)管廠采用的就(jiu)是這(zhe)種工藝。
南(nan)非 TOSA不銹鋼(gang)管(guan)廠開(kai)始用(yong)它進行CPS二階(jie)段軋管(guan)工藝試驗，后來又(you)和(he)MINI-MPM軋機(ji)(ji)配套，而MINI-MPM僅采用(yong)4個機(ji)(ji)架(jia)。這種錐輥(gun)式穿孔機(ji)(ji)具有穿孔薄(bo)壁空心坯的能力，可稱之為近(jin)終形穿孔工藝設備。
美國(guo)Fairfield 不銹鋼管廠于(yu)1999年(nian)6月進(jin)行技術改(gai)(gai)造時采用這種錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)以取(qu)代壓力穿(chuan)孔(kong)機(ji)（PPM)和(he)延(yan)伸機(ji)，改(gai)(gai)造后生產(chan)效率(lv)和(he)軋線操作(zuo)水平大大提高(gao)。
