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(ru)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)是(shi)(shi)圓柱(zhu)體(ti)或(huo)具(ju)有(you)不變的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)，在被咬(yao)住(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)部(bu)分(fen)(fen)和(he)(he)具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)相(xiang)比(bi)，有(you)必要施(shi)以(yi)(yi)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)回轉速度，這就會(hui)產(chan)生管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)扭變，采用如(ru)圖所示的(de)(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)(gun)，軋(ya)(ya)制絕不會(hui)使(shi)不銹鋼管(guan)(guan)坯(pi)產(chan)生扭變，而(er)且(qie)在軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)和(he)(he)管(guan)(guan)坯(pi)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)表面(mian)不產(chan)生滑移(yi)，在孔型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)斂側(ce)會(hui)產(chan)生管(guan)(guan)坯(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)逐漸(jian)減縮(suo)，可以(yi)(yi)看(kan)到軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)也以(yi)(yi)和(he)(he)管(guan)(guan)坯(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)減縮(suo)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)逐漸(jian)減小，管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)(fen)被軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住(zhu)，而(er)管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)(fen)被軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)比(bi)例(li)地縮(suo)減的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住(zhu)，因此被軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)咬(yao)住(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)每部(bu)分(fen)(fen)都具(ju)有(you)絕對(dui)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)旋轉速度。這是(shi)(shi)我(wo)認為我(wo)發明中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)最重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，這是(shi)(shi)由(you)于(yu)兩個(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)和(he)(he)工件表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)軸線向孔型(xing)(xing)軸線上的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)共同點(dian)收(shou)斂的(de)(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在專利說明書中這樣(yang)寫道：“如圖26-1所示的(de)軋輥對(dui)工件D施加(jia)回轉運動，至于將管(guan)坯推向、推過穿孔頂(ding)頭(tou)則是由液(ye)壓柱塞E或其他方法(fa)完成的(de)”。
實際上，完全按上述(shu)方式設計的穿孔機從未建(jian)造過，此外，發明者提出用(yong)同(tong)樣的錐(zhui)形(xing)輥，但其布置方式如下所述(shu)：
“在下一個示(shi)意(yi)圖中（即本(ben)(ben)書的圖26-2)相對(dui)于軋(ya)(ya)制(zhi)中心線，軋(ya)(ya)輥(gun)以相反方向(xiang)傾斜以致(zhi)軋(ya)(ya)輥(gun)本(ben)(ben)身(shen)能使管(guan)坯(pi)產生前進運動而不(bu)用借助于液壓柱(zhu)塞或其他機械設備使管(guan)坯(pi)通過軋(ya)(ya)輥(gun)孔型，并越過頂頭”。
這(zhe)是(shi)斜軋，這(zhe)種裝置能使工件向前喂入。
關于他(ta)何時(shi)對(dui)錐輥式(shi)穿孔機進行構思，曾經做過什么試驗以證實其理論(lun)的正確，均缺乏(fa)證據。但是他(ta)獲(huo)得(de)了(le)(le)專(zhuan)利，建造了(le)(le)軋機而(er)且軋機工作(zuo)得(de)很好。
一、關于不銹鋼(gang)管錐(zhui)輥(gun)式穿孔機的試驗
20世紀20年代初賓州(zhou) Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠）在5年的(de)時間內(nei)進行了一(yi)系列的(de)試(shi)驗以(yi)決定該廠應建立怎么樣的(de)最好的(de)穿(chuan)孔(kong)機(ji)。試(shi)驗軋(ya)機(ji)是一(yi)臺(tai)小(xiao)型軋(ya)機(ji)，其軋(ya)輥軸(zhou)可以(yi)在水平(ping)或垂直平(ping)面內(nei)調整，通(tong)過(guo)試(shi)驗，發現錐角為60°的(de)錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)各有(you)下列優點：
1. 對(dui)穿孔單位體積的金屬(shu)來說，所需馬(ma)力最小；
2. 穿孔坯表(biao)面光潔、壁厚(hou)均勻(yun)；
3. 不(bu)像一般(ban)斜軋穿孔機那(nei)樣，對管坯鋼種的要求并不(bu)那(nei)么嚴格；
4. 對(dui)穿(chuan)孔機軋輥和穿(chuan)孔坯(pi)來說，可以更好地接近(jin)理想的表面速度關系。
而1897年在沒有進行任何(he)試驗(yan)的條件下(xia)，Stiefel 將錐輥式穿孔(kong)最佳錐角設想為(wei)56°30”，和20世(shi)紀80年代初 Mannesmann公司在Roth廠(chang)安裝(zhuang)的錐輥式穿孔(kong)機采用的2y=55.2°,相差不遠。
二、不銹鋼(gang)管錐(zhui)輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)機的復(fu)興(xing)
基于(yu)在狄賽爾穿孔(kong)(kong)機實際生(sheng)產(chan)中(zhong)所(suo)取得的(de)經驗，在20世紀70年(nian)代末期(qi)對(dui)穿孔(kong)(kong)工藝進行了旨在提高(gao)(gao)延伸率、利用擴徑效應生(sheng)產(chan)薄壁(bi)不(bu)銹鋼管(guan)穿孔(kong)(kong)坯以及(ji)穿軋高(gao)(gao)合金管(guan)等方(fang)面的(de)研究(jiu)。
從(cong)(cong)理論上講，生產(chan)薄壁(bi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯及穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)高合(he)金管(guan)可由(you)錐(zhui)(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝過程優越的(de)(de)金屬變(bian)形條件(jian)而實現；從(cong)(cong)設計的(de)(de)角度來(lai)看，則力求在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)碳(tan)素鋼管(guan)坯時(shi)使穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯接(jie)近熱軋(ya)(ya)成品管(guan)的(de)(de)尺寸，即D/S值為20~30。這種穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝復興的(de)(de)標志是80年代初兩(liang)(liang)臺錐(zhui)(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機投(tou)入生產(chan)，1981年拉特鋼管(guan)廠在(zai)Φ273.0mm自動軋(ya)(ya)管(guan)機組中(zhong)采用錐(zhui)(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機以取代串列布(bu)置的(de)(de)兩(liang)(liang)臺斯蒂弗爾穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機。接(jie)著，1982年住友海(hai)南鋼管(guan)廠的(de)(de)Φ114.3mm連續(xu)軋(ya)(ya)管(guan)機中(zhong)也采用錐(zhui)(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機。這兩(liang)(liang)臺穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機的(de)(de)主要技術特征列于表26-1。
拉特不銹(xiu)鋼管(guan)廠錐輥式穿孔機在(zai)實際運(yun)行中有兩點經驗值得一(yi)提：
1. 延伸(shen)率可達(da)6:1,能生(sheng)產長度(du)為14m,D/S≤30的薄壁穿(chuan)孔坯；
2. 采用適(shi)當的(de)孔(kong)型設計，穿軋薄壁(bi)穿孔(kong)坯時擴(kuo)徑率要高達(da)40%,擴(kuo)徑量(liang)達(da)100mm.
三(san)、不銹鋼管錐(zhui)輥式穿孔機的優點(dian)
不銹鋼管錐輥式穿(chuan)孔機是一種(zhong)古老的(de)穿(chuan)孔工藝，在20世紀80年代初期(qi)，軋輥水(shui)平布(bu)置(zhi)的(de)錐輥式穿(chuan)孔機得到了(le)復興，其工藝具有以下(xia)優點：
1. 較高的伸長率；
2. 在穿孔坯尺寸方面(mian)具(ju)有較大(da)的靈活(huo)性；
3. 能穿軋高合金鋼。
由于(yu)軋輥垂直布置的(de)錐(zhui)輥式穿孔機兼有錐(zhui)輥式穿孔工(gong)藝技術優點(dian)和(he)狄賽爾穿孔機的(de)機械設計優點(dian)，它的(de)出現將穿孔工(gong)藝技術的(de)發展推(tui)向了(le)一(yi)個新的(de)階段。
由于軋(ya)(ya)輥垂直(zhi)布(bu)置的(de)(de)(de)錐輥式穿(chuan)(chuan)孔機(ji)所生(sheng)產的(de)(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔坯尺寸接(jie)近(jin)熱(re)軋(ya)(ya)成品管(guan)，故當生(sheng)產較小口徑(jing)的(de)(de)(de)成品管(guan)時，這(zhe)種穿(chuan)(chuan)孔機(ji)可與(yu)張(zhang)力減徑(jing)機(ji)聯用(yong)，不設置軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)即(ji)可生(sheng)產熱(re)軋(ya)(ya)成品管(guan)。南非TOSA鋼管(guan)廠采用(yong)的(de)(de)(de)就是這(zhe)種工藝。
南(nan)非(fei) TOSA不銹鋼管廠(chang)開始用(yong)它進行CPS二階段軋管工(gong)藝(yi)試驗，后來又(you)和MINI-MPM軋機配套，而MINI-MPM僅采用(yong)4個(ge)機架(jia)。這(zhe)種(zhong)錐輥式穿(chuan)孔機具(ju)有(you)穿(chuan)孔薄壁空心坯的(de)能(neng)力，可(ke)稱之為近終形(xing)穿(chuan)孔工(gong)藝(yi)設備(bei)。
美國Fairfield 不銹鋼管廠于1999年6月進行(xing)技術改造時采(cai)用(yong)這種錐輥(gun)式穿孔機以(yi)取代(dai)壓(ya)力穿孔機（PPM)和(he)延伸機，改造后(hou)生產效率和(he)軋(ya)線操作水平(ping)大大提高(gao)。
