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)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)是圓柱體或具有(you)(you)不(bu)(bu)變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)，在(zai)(zai)被(bei)咬(yao)(yao)住(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)具有(you)(you)較(jiao)小(xiao)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管坯(pi)(pi)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)和具有(you)(you)較(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)相(xiang)比，有(you)(you)必要施以較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回轉(zhuan)速(su)度，這(zhe)就會(hui)產(chan)生管坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)扭變，采用如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)(gun)(gun)(gun)，軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)絕(jue)不(bu)(bu)會(hui)使不(bu)(bu)銹鋼(gang)管坯(pi)(pi)產(chan)生扭變，而且在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)和管坯(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)縮表(biao)面(mian)不(bu)(bu)產(chan)生滑(hua)移，在(zai)(zai)孔(kong)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)斂側會(hui)產(chan)生管坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)逐漸(jian)減(jian)縮，可以看到(dao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)也(ye)以和管坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)減(jian)縮相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比例逐漸(jian)減(jian)小(xiao)，管坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)被(bei)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)咬(yao)(yao)住(zhu)，而管坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)小(xiao)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)被(bei)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)比例地縮減(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)咬(yao)(yao)住(zhu)，因此被(bei)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)咬(yao)(yao)住(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)都具有(you)(you)絕(jue)對相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)速(su)度。這(zhe)是我(wo)認為我(wo)發明中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征，這(zhe)是由于兩(liang)個軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)和工件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軸線(xian)向孔(kong)型(xing)軸線(xian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個共同點收(shou)斂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣(yuan)故(gu)。
Stiefel 在專(zhuan)利說明書中這樣寫道：“如圖(tu)26-1所示的(de)軋輥對工件(jian)D施加回轉運動，至于將管坯推向、推過穿孔頂(ding)頭(tou)則是(shi)由液壓柱塞E或其他方(fang)法完(wan)成的(de)”。
實(shi)際上(shang)，完全按上(shang)述方式設計(ji)的穿孔機從未建造(zao)過(guo)，此外，發明者(zhe)提出用同樣的錐形輥，但其布置方式如(ru)下(xia)所述：
“在下一個(ge)示意圖中(zhong)（即本書的(de)圖26-2)相(xiang)(xiang)對于軋(ya)(ya)制中(zhong)心線(xian)，軋(ya)(ya)輥以(yi)相(xiang)(xiang)反方向傾斜以(yi)致軋(ya)(ya)輥本身能使(shi)管坯(pi)(pi)產(chan)生(sheng)前進運動而不用借助于液壓柱塞或其他機械設(she)備使(shi)管坯(pi)(pi)通過軋(ya)(ya)輥孔型，并(bing)越(yue)過頂頭”。
這(zhe)是(shi)斜軋，這(zhe)種裝(zhuang)置能使工件向(xiang)前喂(wei)入。
關于他何時(shi)對(dui)錐輥式穿孔機(ji)進行構思，曾經做過什么(me)試(shi)驗以證實其理論的正確，均缺(que)乏證據。但是(shi)他獲得了專利(li)，建(jian)造了軋機(ji)而且軋機(ji)工作得很好。
一、關于不銹鋼管錐輥式穿(chuan)孔機的試驗
20世紀20年代初(chu)賓(bin)州 Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公(gong)司（廠）在5年的(de)時間內進(jin)行了一系(xi)列(lie)的(de)試驗(yan)以決定該廠應建立怎么(me)樣的(de)最好的(de)穿(chuan)孔機。試驗(yan)軋(ya)機是一臺小型軋(ya)機，其軋(ya)輥(gun)軸可以在水平(ping)或(huo)垂直(zhi)平(ping)面(mian)內調整，通過試驗(yan)，發現錐角為60°的(de)錐輥(gun)式穿(chuan)孔機各有下(xia)列(lie)優點：
1. 對穿(chuan)孔(kong)單(dan)位體積的金屬來說，所需馬力最小；
2. 穿孔坯表(biao)面光潔、壁(bi)厚均勻(yun)；
3. 不(bu)(bu)像一般斜軋穿(chuan)孔機那樣，對(dui)管坯(pi)鋼種的要求(qiu)并不(bu)(bu)那么嚴格(ge)；
4. 對穿孔(kong)機軋輥(gun)和穿孔(kong)坯(pi)來(lai)說，可以(yi)更(geng)好地接近(jin)理想的表面速度關系(xi)。
而1897年在(zai)沒有進行任何試驗的(de)(de)條件(jian)下，Stiefel 將(jiang)錐輥式穿孔(kong)最佳(jia)錐角設想為56°30”，和20世紀80年代初 Mannesmann公司(si)在(zai)Roth廠安裝(zhuang)的(de)(de)錐輥式穿孔(kong)機(ji)采用的(de)(de)2y=55.2°,相差不遠(yuan)。
二(er)、不銹鋼管錐輥式(shi)穿孔(kong)機的復興
基于在(zai)狄賽爾穿孔機(ji)實際生(sheng)產中所取得(de)的(de)經驗，在(zai)20世(shi)紀70年代末期對(dui)穿孔工(gong)藝(yi)進行(xing)了旨(zhi)在(zai)提高延(yan)伸率、利用(yong)擴徑效(xiao)應生(sheng)產薄(bo)壁不(bu)銹鋼管穿孔坯以及穿軋高合金管等方面的(de)研(yan)究。
從(cong)理論(lun)上講(jiang)，生(sheng)產(chan)薄壁(bi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)坯及穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)高合金管(guan)(guan)(guan)可由錐(zhui)(zhui)輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)工藝過程優越的(de)(de)金屬變(bian)形條件而實現；從(cong)設計的(de)(de)角度來看(kan)，則力(li)求在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)碳素鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)坯接近熱軋(ya)成品管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)尺寸，即D/S值(zhi)為20~30。這種穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)工藝復(fu)興(xing)的(de)(de)標志是80年代(dai)初兩臺錐(zhui)(zhui)輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)投(tou)入生(sheng)產(chan)，1981年拉(la)特鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠在Φ273.0mm自動軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)組中采用錐(zhui)(zhui)輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)以取代(dai)串(chuan)列(lie)布置(zhi)的(de)(de)兩臺斯(si)蒂弗爾穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)。接著，1982年住友海南鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠的(de)(de)Φ114.3mm連續軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)中也(ye)采用錐(zhui)(zhui)輥(gun)式穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)。這兩臺穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)主要技術特征列(lie)于表26-1。
拉特不銹(xiu)鋼管廠錐輥式穿孔機在實際(ji)運行中(zhong)有兩(liang)點經驗值得(de)一提：
1. 延伸(shen)率可(ke)達6:1,能生產長(chang)度(du)為14m,D/S≤30的(de)薄壁(bi)穿孔(kong)坯；
2. 采(cai)用適當的孔(kong)型設計，穿軋薄壁穿孔(kong)坯時擴徑(jing)率要高達40%,擴徑(jing)量(liang)達100mm.
三、不(bu)銹鋼管錐輥式(shi)穿孔機的優(you)點(dian)
不銹鋼管(guan)錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)孔(kong)機是一種古老的穿(chuan)孔(kong)工藝，在20世紀80年代初期(qi)，軋輥(gun)水平布置的錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)孔(kong)機得(de)到了復興，其(qi)工藝具有以下優(you)點：
1. 較高的伸長率；
2. 在(zai)穿孔坯尺(chi)寸方面具有較大的靈活性；
3. 能(neng)穿軋高合金鋼。
由于軋輥(gun)(gun)垂直布(bu)置(zhi)的錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)兼有(you)錐輥(gun)(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)工(gong)藝技術(shu)優(you)點和狄賽爾(er)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的機(ji)械(xie)設計優(you)點，它的出現將穿(chuan)(chuan)孔(kong)工(gong)藝技術(shu)的發展推向了一個新的階段。
由于軋(ya)輥垂直布(bu)置(zhi)的錐輥式穿孔(kong)(kong)機(ji)所生產的穿孔(kong)(kong)坯尺(chi)寸接近熱軋(ya)成(cheng)品(pin)管(guan)，故當生產較小口徑(jing)的成(cheng)品(pin)管(guan)時，這種(zhong)穿孔(kong)(kong)機(ji)可與張(zhang)力減徑(jing)機(ji)聯用，不設置(zhi)軋(ya)管(guan)機(ji)即可生產熱軋(ya)成(cheng)品(pin)管(guan)。南非(fei)TOSA鋼管(guan)廠采用的就是這種(zhong)工藝。
南非 TOSA不銹(xiu)鋼(gang)管廠開始用它進行CPS二階段軋(ya)管工藝(yi)試驗，后來又和MINI-MPM軋(ya)機(ji)配套，而MINI-MPM僅采(cai)用4個機(ji)架。這種錐輥式穿孔機(ji)具有穿孔薄(bo)壁空心(xin)坯的(de)能力，可稱之為近終形穿孔工藝(yi)設備(bei)。
美(mei)國(guo)Fairfield 不銹鋼管(guan)廠(chang)于1999年6月進行技術改(gai)造時采(cai)用(yong)這種錐輥式穿孔機以取代壓力穿孔機（PPM)和(he)延(yan)伸機，改(gai)造后生(sheng)產效率和(he)軋(ya)線操(cao)作水平大大提高。
