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(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)輥是圓(yuan)柱(zhu)體或具(ju)(ju)有不(bu)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)，在(zai)(zai)被(bei)(bei)咬(yao)住的(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)有較小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)管坯(pi)(pi)(pi)部(bu)分(fen)(fen)和(he)具(ju)(ju)有較大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)相(xiang)比，有必要施以(yi)(yi)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)回轉速度(du)，這就會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)管坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)扭變(bian)(bian)，采用如圖所示的(de)(de)(de)(de)錐(zhui)形輥，軋(ya)制絕不(bu)會(hui)使不(bu)銹(xiu)鋼管坯(pi)(pi)(pi)產(chan)(chan)生(sheng)扭變(bian)(bian)，而且在(zai)(zai)軋(ya)輥和(he)管坯(pi)(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)縮表面不(bu)產(chan)(chan)生(sheng)滑(hua)移，在(zai)(zai)孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)斂(lian)側會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)管坯(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸(jian)減縮，可以(yi)(yi)看到(dao)軋(ya)輥直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)也以(yi)(yi)和(he)管坯(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)減縮相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)比例逐漸(jian)減小，管坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分(fen)(fen)被(bei)(bei)軋(ya)輥的(de)(de)(de)(de)較大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住，而管坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分(fen)(fen)被(bei)(bei)軋(ya)輥比例地縮減的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住，因此(ci)被(bei)(bei)軋(ya)輥咬(yao)住的(de)(de)(de)(de)管坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)每(mei)部(bu)分(fen)(fen)都具(ju)(ju)有絕對相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)旋轉速度(du)。這是我(wo)認(ren)為我(wo)發明(ming)中的(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，這是由(you)于兩個軋(ya)輥和(he)工(gong)件(jian)表面的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)線向孔型(xing)軸(zhou)線上(shang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個共(gong)同點收(shou)(shou)斂(lian)的(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。
Stiefel 在(zai)專利說(shuo)明書中(zhong)這樣寫(xie)道：“如(ru)圖26-1所示的(de)軋輥對工件D施(shi)加回轉(zhuan)運(yun)動，至于將管坯推向、推過穿(chuan)孔頂頭(tou)則是由液壓柱(zhu)塞E或其他(ta)方法完(wan)成的(de)”。
實際上，完(wan)全按上述(shu)方式(shi)設計的(de)穿(chuan)孔機(ji)從(cong)未建(jian)造過(guo)，此外，發(fa)明者(zhe)提出(chu)用同(tong)樣的(de)錐形輥，但其(qi)布置方式(shi)如下所述(shu)：
“在下一個(ge)示意(yi)圖中（即本(ben)(ben)書的圖26-2)相(xiang)對于軋制中心線，軋輥以相(xiang)反方向傾斜以致軋輥本(ben)(ben)身能使管坯產生前進運動而(er)不用借(jie)助于液(ye)壓柱塞或(huo)其他機械設備使管坯通過(guo)(guo)軋輥孔型，并越過(guo)(guo)頂頭”。
這是斜軋，這種裝置能使工件向前喂(wei)入。
關于(yu)他(ta)何時對錐輥(gun)式(shi)穿孔機(ji)進(jin)行(xing)構思(si)，曾經做過什么(me)試驗以證實其理論的正(zheng)確，均(jun)缺(que)乏證據。但是他(ta)獲得(de)了專利(li)，建造了軋機(ji)而且軋機(ji)工作得(de)很好。
一(yi)、關(guan)于(yu)不銹鋼管錐(zhui)輥(gun)式穿孔機(ji)的試驗
20世紀20年(nian)代初賓州 Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠）在(zai)5年(nian)的(de)時間內(nei)進行了一系列(lie)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)以(yi)決定該廠應建立怎么樣的(de)最好的(de)穿(chuan)孔機。試(shi)(shi)驗(yan)軋機是一臺(tai)小型(xing)軋機，其軋輥軸可以(yi)在(zai)水平或垂直(zhi)平面內(nei)調整(zheng)，通過試(shi)(shi)驗(yan)，發現錐(zhui)角為60°的(de)錐(zhui)輥式穿(chuan)孔機各有下列(lie)優點：
1. 對穿孔單位體積的金屬來說，所需馬力最小(xiao)；
2. 穿孔(kong)坯(pi)表面光潔(jie)、壁厚均勻；
3. 不(bu)像一般斜軋穿(chuan)孔機那樣，對管坯鋼種的要求(qiu)并不(bu)那么嚴格；
4. 對穿孔機軋輥和穿孔坯來說，可以更好地接近理(li)想的表面速度(du)關系。
而(er)1897年(nian)在沒有進行任何試(shi)驗(yan)的條(tiao)件(jian)下，Stiefel 將錐輥式穿孔最佳錐角設想為56°30”，和20世紀80年(nian)代初 Mannesmann公司在Roth廠安裝的錐輥式穿孔機采用(yong)的2y=55.2°,相差不(bu)遠。
二、不銹鋼管錐輥式(shi)穿孔機的復興(xing)
基于在狄賽(sai)爾穿(chuan)孔機實際(ji)生產中(zhong)所(suo)取得的經驗(yan)，在20世紀70年代(dai)末期對穿(chuan)孔工藝進行了旨(zhi)在提高延伸率、利用擴徑效應生產薄壁不銹鋼管穿(chuan)孔坯以及(ji)穿(chuan)軋高合金管等方面(mian)的研究。
從理論(lun)上講(jiang)，生產薄壁穿(chuan)(chuan)(chuan)孔坯及穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)高(gao)合金管(guan)可(ke)由錐(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)(chuan)孔工藝過程優越(yue)的金屬變形條(tiao)件而(er)實(shi)現；從設計的角度來看，則力求在穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)碳(tan)素鋼管(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)(chuan)孔坯接近熱軋(ya)(ya)成品管(guan)的尺(chi)寸，即D/S值(zhi)為20~30。這種穿(chuan)(chuan)(chuan)孔工藝復興的標志是80年代初(chu)兩臺(tai)(tai)錐(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機投(tou)入生產，1981年拉特鋼管(guan)廠在Φ273.0mm自動軋(ya)(ya)管(guan)機組中采用(yong)錐(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機以(yi)取代串列布置的兩臺(tai)(tai)斯蒂弗爾(er)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機。接著，1982年住(zhu)友海南鋼管(guan)廠的Φ114.3mm連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)機中也采用(yong)錐(zhui)(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機。這兩臺(tai)(tai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機的主要技(ji)術特征列于(yu)表(biao)26-1。
拉特不銹鋼管廠(chang)錐輥式穿孔機在實(shi)際運行中有兩點經驗值得(de)一(yi)提：
1. 延(yan)伸率可達(da)6:1,能生產長(chang)度(du)為14m,D/S≤30的薄壁穿孔坯；
2. 采(cai)用適當的孔(kong)型設計，穿軋薄壁穿孔(kong)坯時擴(kuo)徑(jing)率要高(gao)達40%,擴(kuo)徑(jing)量達100mm.
三、不銹(xiu)鋼管錐輥式穿孔(kong)機的優點
不銹鋼管錐(zhui)輥式(shi)穿孔(kong)機是一種(zhong)古老(lao)的穿孔(kong)工藝(yi)，在20世紀80年代初期(qi)，軋輥水平布置的錐(zhui)輥式(shi)穿孔(kong)機得到了復(fu)興，其工藝(yi)具有以下優點：
1. 較高(gao)的伸長(chang)率；
2. 在(zai)穿孔坯尺(chi)寸(cun)方(fang)面具有較大的靈活(huo)性；
3. 能(neng)穿軋高合(he)金(jin)鋼(gang)。
由于軋輥垂直布置(zhi)的(de)(de)錐輥式穿孔(kong)機兼(jian)有(you)錐輥式穿孔(kong)工藝技術優(you)點和(he)狄賽爾穿孔(kong)機的(de)(de)機械設計優(you)點，它的(de)(de)出現(xian)將穿孔(kong)工藝技術的(de)(de)發展(zhan)推向了(le)一個新的(de)(de)階段(duan)。
由(you)于軋(ya)(ya)輥(gun)垂直布置的錐輥(gun)式穿孔(kong)機(ji)所生產的穿孔(kong)坯(pi)尺寸(cun)接近熱(re)軋(ya)(ya)成品(pin)管(guan)(guan)(guan)，故當生產較小(xiao)口徑的成品(pin)管(guan)(guan)(guan)時，這(zhe)種穿孔(kong)機(ji)可與張力減(jian)徑機(ji)聯用，不設置軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)即(ji)可生產熱(re)軋(ya)(ya)成品(pin)管(guan)(guan)(guan)。南非TOSA鋼管(guan)(guan)(guan)廠采用的就是這(zhe)種工藝。
南非 TOSA不銹鋼管(guan)廠開始用它(ta)進行CPS二階(jie)段軋管(guan)工藝試驗，后來又(you)和(he)MINI-MPM軋機配套(tao)，而(er)MINI-MPM僅采用4個(ge)機架。這種(zhong)錐輥式穿孔機具有(you)穿孔薄壁空(kong)心坯的能力，可稱之(zhi)為近終(zhong)形穿孔工藝設備。
美(mei)國Fairfield 不銹鋼管廠(chang)于1999年6月進行技術改造(zao)時(shi)采用這種錐(zhui)輥(gun)式穿(chuan)孔機以(yi)取(qu)代壓(ya)力穿(chuan)孔機（PPM)和延(yan)伸機，改造(zao)后(hou)生產效(xiao)率和軋線操作水平(ping)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。
