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(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(gun)是(shi)圓柱體或(huo)具(ju)有不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)，在(zai)被咬(yao)住的(de)(de)(de)(de)具(ju)有較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)部(bu)(bu)分(fen)(fen)和具(ju)有較(jiao)(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)(fen)相(xiang)比(bi)，有必要施以較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)回轉速(su)(su)度，這就會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)變(bian)，采用如圖(tu)所示的(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)，軋(ya)制(zhi)絕(jue)(jue)不(bu)會(hui)(hui)使不(bu)銹鋼管(guan)坯(pi)(pi)(pi)產(chan)生(sheng)(sheng)扭(niu)變(bian)，而且(qie)在(zai)軋(ya)輥(gun)和管(guan)坯(pi)(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮表(biao)面(mian)不(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)滑移(yi)，在(zai)孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)收(shou)斂(lian)側會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸(jian)(jian)減縮，可(ke)以看(kan)到軋(ya)輥(gun)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)也以和管(guan)坯(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)減縮相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)逐漸(jian)(jian)減小(xiao)(xiao)，管(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)被軋(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住，而管(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)被軋(ya)輥(gun)比(bi)例(li)地縮減的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住，因此被軋(ya)輥(gun)咬(yao)住的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)每(mei)部(bu)(bu)分(fen)(fen)都具(ju)有絕(jue)(jue)對相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)致的(de)(de)(de)(de)旋轉速(su)(su)度。這是(shi)我認(ren)為(wei)我發明中的(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)特征，這是(shi)由(you)于兩個軋(ya)輥(gun)和工件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)線向孔型(xing)軸(zhou)線上(shang)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個共同點收(shou)斂(lian)的(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在專利說(shuo)明書中這樣寫道：“如圖26-1所(suo)示的軋輥(gun)對工(gong)件D施加回轉(zhuan)運動，至于(yu)將管坯推(tui)向、推(tui)過穿(chuan)孔(kong)頂(ding)頭則是由液壓柱塞E或其(qi)他(ta)方法完成的”。
實際(ji)上(shang)，完(wan)全(quan)按上(shang)述方式設計的(de)穿孔機(ji)從(cong)未(wei)建造過，此(ci)外(wai)，發明者提(ti)出用(yong)同樣(yang)的(de)錐形輥，但其布(bu)置方式如下所述：
“在下一個示意(yi)圖中（即本(ben)書的圖26-2)相(xiang)對于軋(ya)制中心線，軋(ya)輥以相(xiang)反方(fang)向(xiang)傾斜以致軋(ya)輥本(ben)身能使管(guan)(guan)坯(pi)產生前進運動而不用借助于液壓柱(zhu)塞或其他機械(xie)設備使管(guan)(guan)坯(pi)通(tong)過軋(ya)輥孔(kong)型，并越(yue)過頂(ding)頭”。
這是(shi)斜軋，這種裝(zhuang)置能使工(gong)件向前(qian)喂(wei)入。
關于(yu)他(ta)何時對錐輥式穿(chuan)孔機(ji)進行構思(si)，曾經做過什(shen)么試驗以證實其理論的正確，均缺乏(fa)證據。但是他(ta)獲得(de)了專利(li)，建造了軋(ya)機(ji)而且軋(ya)機(ji)工作得(de)很好。
一、關于不銹(xiu)鋼管(guan)錐(zhui)輥式穿孔機(ji)的試驗
20世紀(ji)20年代初賓(bin)州(zhou) Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司(si)（廠）在(zai)5年的(de)時間(jian)內進行了一(yi)系列的(de)試驗(yan)(yan)以決定該(gai)廠應(ying)建(jian)立怎么樣的(de)最(zui)好的(de)穿孔機(ji)(ji)。試驗(yan)(yan)軋機(ji)(ji)是一(yi)臺小型軋機(ji)(ji)，其軋輥軸可以在(zai)水平或垂直(zhi)平面內調整，通過試驗(yan)(yan)，發現(xian)錐角為60°的(de)錐輥式穿孔機(ji)(ji)各有下列優點：
1. 對穿(chuan)孔單位體(ti)積(ji)的金(jin)屬來說，所需馬力最(zui)小；
2. 穿孔坯表(biao)面(mian)光潔(jie)、壁厚均勻；
3. 不像(xiang)一(yi)般(ban)斜軋(ya)穿孔(kong)機那樣，對管坯鋼種的要求(qiu)并(bing)不那么嚴格；
4. 對(dui)穿孔機軋輥和穿孔坯來說，可以更好地接近理想(xiang)的表面速度關系。
而(er)1897年在沒有(you)進行任何試(shi)驗(yan)的(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，Stiefel 將錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)最佳錐(zhui)角設想(xiang)為(wei)56°30”，和(he)20世(shi)紀80年代初(chu) Mannesmann公司(si)在Roth廠安(an)裝的(de)(de)錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)機采(cai)用的(de)(de)2y=55.2°,相差不遠。
二、不銹鋼管錐輥式穿孔機的復興(xing)
基于在狄賽爾穿孔機實際生產中(zhong)所取得的經驗，在20世紀70年(nian)代末期對穿孔工(gong)藝(yi)進行了旨在提高(gao)延(yan)伸率、利用擴徑(jing)效(xiao)應生產薄壁不銹鋼管穿孔坯以及穿軋(ya)高(gao)合(he)金管等方面的研究。
從理論上講，生(sheng)產薄壁穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯及穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)(ya)高合金管(guan)可由錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工(gong)藝過程優越(yue)的(de)金屬變形(xing)條件而實現；從設(she)計的(de)角度來看，則力(li)求在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)(ya)碳素鋼(gang)管(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯接近熱軋(ya)(ya)(ya)成品(pin)管(guan)的(de)尺(chi)寸，即D/S值為20~30。這種(zhong)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工(gong)藝復興的(de)標(biao)志是80年代初兩臺錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)投入生(sheng)產，1981年拉特鋼(gang)管(guan)廠在Φ273.0mm自動軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)組中采(cai)用錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)以取(qu)代串(chuan)列布置的(de)兩臺斯(si)蒂弗爾穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)。接著，1982年住友海(hai)南(nan)鋼(gang)管(guan)廠的(de)Φ114.3mm連續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)中也采(cai)用錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)。這兩臺穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)的(de)主要技術特征(zheng)列于表26-1。
拉特不銹(xiu)鋼(gang)管廠(chang)錐輥(gun)式穿孔機在實(shi)際運行中有兩點經驗值得(de)一提：
1. 延伸率可達(da)6:1,能生產長(chang)度為14m,D/S≤30的薄壁穿孔坯；
2. 采用(yong)適當的孔(kong)型設計(ji)，穿軋薄(bo)壁穿孔(kong)坯時擴徑(jing)率(lv)要高(gao)達(da)(da)40%,擴徑(jing)量(liang)達(da)(da)100mm.
三(san)、不銹鋼管錐輥式穿孔機的優點
不銹鋼(gang)管錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)孔機是一種古老的(de)(de)穿(chuan)孔工(gong)藝，在20世紀80年(nian)代初(chu)期，軋輥(gun)(gun)水(shui)平布置的(de)(de)錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)孔機得到了(le)復興，其工(gong)藝具(ju)有以(yi)下優(you)點(dian)：
1. 較高的(de)伸(shen)長率；
2. 在(zai)穿孔坯尺(chi)寸方面具有較(jiao)大的靈(ling)活(huo)性；
3. 能穿(chuan)軋(ya)高合(he)金鋼(gang)。
由于軋輥(gun)(gun)垂直布(bu)置(zhi)的錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)孔(kong)機(ji)兼有錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)孔(kong)工藝技(ji)術(shu)優(you)點和(he)狄賽(sai)爾穿(chuan)孔(kong)機(ji)的機(ji)械(xie)設計優(you)點，它的出現將(jiang)穿(chuan)孔(kong)工藝技(ji)術(shu)的發展推向(xiang)了(le)一個新的階段。
由于(yu)軋輥(gun)垂(chui)直布置的(de)(de)錐輥(gun)式穿孔機(ji)(ji)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)(de)穿孔坯尺寸接近熱(re)軋成(cheng)品管(guan)，故當生(sheng)產(chan)較小(xiao)口(kou)徑的(de)(de)成(cheng)品管(guan)時，這種(zhong)穿孔機(ji)(ji)可與張力減徑機(ji)(ji)聯用，不設(she)置軋管(guan)機(ji)(ji)即可生(sheng)產(chan)熱(re)軋成(cheng)品管(guan)。南非TOSA鋼管(guan)廠(chang)采用的(de)(de)就(jiu)是這種(zhong)工(gong)藝。
南非 TOSA不銹(xiu)鋼管廠(chang)開(kai)始用(yong)(yong)它進(jin)行CPS二階段軋(ya)管工(gong)藝(yi)試驗，后來(lai)又(you)和MINI-MPM軋(ya)機(ji)配套，而MINI-MPM僅采用(yong)(yong)4個機(ji)架。這種(zhong)錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)具有穿(chuan)孔(kong)薄壁空心(xin)坯的能力(li)，可稱之為近(jin)終形穿(chuan)孔(kong)工(gong)藝(yi)設備(bei)。
美國Fairfield 不銹鋼管廠(chang)于1999年6月進行技術改造時采用這種錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)以取(qu)代壓(ya)力穿(chuan)孔(kong)機(ji)（PPM)和延伸機(ji)，改造后生產效率(lv)和軋線(xian)操作水(shui)平大大提(ti)高(gao)。
