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(ru)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)是圓柱體或具有(you)(you)不變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直徑(jing)(jing)，在被咬住(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)具有(you)(you)較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)直徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管坯(pi)部分(fen)和具有(you)(you)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)直徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)相(xiang)比(bi)，有(you)(you)必要施以(yi)(yi)較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回轉速度(du)，這(zhe)就會產(chan)生管坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)扭變(bian)(bian)，采用(yong)如(ru)圖所示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)(gun)，軋(ya)(ya)制絕不會使(shi)不銹鋼管坯(pi)產(chan)生扭變(bian)(bian)，而(er)且在軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)和管坯(pi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)收縮(suo)(suo)表面不產(chan)生滑移，在孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)收斂側會產(chan)生管坯(pi)直徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)逐(zhu)漸減(jian)縮(suo)(suo)，可以(yi)(yi)看到軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)直徑(jing)(jing)也以(yi)(yi)和管坯(pi)直徑(jing)(jing)減(jian)縮(suo)(suo)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例逐(zhu)漸減(jian)小(xiao)(xiao)，管坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)直徑(jing)(jing)部分(fen)被軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)直徑(jing)(jing)部分(fen)咬住(zhu)(zhu)，而(er)管坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)直徑(jing)(jing)部分(fen)被軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)比(bi)例地縮(suo)(suo)減(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直徑(jing)(jing)部分(fen)咬住(zhu)(zhu)，因此被軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)咬住(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)每(mei)部分(fen)都具有(you)(you)絕對(dui)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋轉速度(du)。這(zhe)是我認為(wei)我發明中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，這(zhe)是由于兩個軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)和工(gong)件表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軸線向孔型(xing)軸線上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個共同點收斂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。
Stiefel 在專利說明書(shu)中這樣寫道(dao)：“如圖26-1所(suo)示的(de)軋輥對工件D施加回轉運動，至于將管坯推向、推過(guo)穿(chuan)孔頂頭則(ze)是由液(ye)壓柱(zhu)塞E或其他方法完(wan)成的(de)”。
實際上，完全按上述方(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(zhui)形輥(gun)，但其布置方(fang)式如(ru)下(xia)所述：
“在(zai)下一個示意圖(tu)中（即本書的圖(tu)26-2)相對(dui)于軋(ya)制中心線，軋(ya)輥(gun)以(yi)相反方向(xiang)傾斜以(yi)致軋(ya)輥(gun)本身能使管坯(pi)(pi)產生(sheng)前進運(yun)動而不(bu)用借助于液壓(ya)柱塞(sai)或其他機械(xie)設(she)備使管坯(pi)(pi)通過(guo)軋(ya)輥(gun)孔型，并(bing)越過(guo)頂(ding)頭”。
這是(shi)斜軋，這種裝(zhuang)置能使工(gong)件向前喂入。
關(guan)于(yu)他(ta)何時對(dui)錐(zhui)輥式(shi)穿孔(kong)機進(jin)行構思，曾經做過什么試驗以證實其理論(lun)的正確，均缺(que)乏證據。但是他(ta)獲(huo)得了(le)專利(li)，建造了(le)軋(ya)機而且軋(ya)機工作得很好(hao)。
一、關于不(bu)銹鋼管(guan)錐(zhui)輥(gun)式穿孔機的試驗(yan)
20世(shi)紀20年代(dai)初賓(bin)州 Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司(si)（廠(chang)）在5年的(de)時間內(nei)進行(xing)了一(yi)系(xi)列的(de)試(shi)(shi)驗以決定該廠(chang)應建立怎么樣的(de)最好的(de)穿孔機。試(shi)(shi)驗軋機是一(yi)臺小型軋機，其軋輥軸(zhou)可以在水平(ping)或垂直平(ping)面內(nei)調整，通過試(shi)(shi)驗，發現錐角為60°的(de)錐輥式穿孔機各有下列優點：
1. 對穿孔單位體積(ji)的(de)金屬來說，所需(xu)馬力最(zui)小；
2. 穿孔坯(pi)表面光潔、壁厚均勻；
3. 不像一(yi)般(ban)斜(xie)軋穿孔機那樣，對管坯鋼種的(de)要求并不那么嚴格；
4. 對穿孔機軋輥和穿孔坯來(lai)說(shuo)，可以更好(hao)地接近(jin)理想(xiang)的表(biao)面速度關系。
而1897年(nian)在(zai)沒有進行任(ren)何試驗的(de)條(tiao)件下，Stiefel 將錐輥(gun)式穿孔(kong)最佳錐角設想為56°30”，和20世(shi)紀80年(nian)代初(chu) Mannesmann公司(si)在(zai)Roth廠(chang)安裝的(de)錐輥(gun)式穿孔(kong)機采用的(de)2y=55.2°,相(xiang)差不遠。
二、不銹鋼管錐輥式穿孔機的復興
基于在狄賽爾穿(chuan)孔機實際生(sheng)產中(zhong)所取得(de)的經(jing)驗，在20世紀(ji)70年代末期(qi)對(dui)穿(chuan)孔工藝進(jin)行了旨在提高延(yan)伸率、利用(yong)擴徑效(xiao)應生(sheng)產薄壁不銹鋼(gang)管穿(chuan)孔坯以及穿(chuan)軋高合金管等方面(mian)的研究。
從(cong)理論(lun)上講(jiang)，生產(chan)薄壁穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)坯及穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)高合金(jin)(jin)管(guan)可由錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)工藝過程優越的金(jin)(jin)屬變形(xing)條件而實現；從(cong)設計的角度來看，則力(li)求在穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)碳素鋼管(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)坯接近熱軋(ya)成品管(guan)的尺寸，即D/S值為20~30。這種(zhong)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)工藝復興的標志是80年代初(chu)兩(liang)臺(tai)錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)投(tou)入生產(chan)，1981年拉(la)特鋼管(guan)廠在Φ273.0mm自動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)中采用錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)以取代串列(lie)布置的兩(liang)臺(tai)斯蒂弗(fu)爾穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)。接著，1982年住友海南鋼管(guan)廠的Φ114.3mm連續軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)中也采用錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)。這兩(liang)臺(tai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)的主要(yao)技(ji)術特征列(lie)于(yu)表26-1。
拉特不銹鋼管廠錐輥式(shi)穿(chuan)孔機在實(shi)際(ji)運行中有兩點(dian)經驗值得一提：
1. 延(yan)伸(shen)率可(ke)達6:1,能生產(chan)長度為14m,D/S≤30的(de)薄壁穿孔(kong)坯(pi)；
2. 采用適當(dang)的孔型設計，穿(chuan)軋薄壁穿(chuan)孔坯時擴徑率要(yao)高達40%,擴徑量達100mm.
三、不銹鋼管錐輥式穿孔機的優點
不銹(xiu)鋼(gang)管錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)機是(shi)一(yi)種古(gu)老的(de)穿孔(kong)工(gong)藝，在20世紀80年代(dai)初期(qi)，軋輥(gun)水平(ping)布(bu)置(zhi)的(de)錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)機得到了復興，其工(gong)藝具有以下優(you)點(dian)：
1. 較高的(de)伸長(chang)率；
2. 在穿(chuan)孔坯(pi)尺寸方(fang)面具有較大的靈活性(xing)；
3. 能穿軋高合(he)金鋼。
由于軋輥(gun)(gun)垂直布置(zhi)的錐輥(gun)(gun)式(shi)穿孔(kong)機兼有錐輥(gun)(gun)式(shi)穿孔(kong)工(gong)藝技術優點和狄賽爾穿孔(kong)機的機械設(she)計優點，它(ta)的出現將穿孔(kong)工(gong)藝技術的發(fa)展推向(xiang)了一(yi)個新的階段(duan)。
由于軋(ya)輥(gun)垂直布置(zhi)的錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)(kong)機(ji)所生(sheng)產的穿孔(kong)(kong)坯(pi)尺寸接近(jin)熱(re)(re)軋(ya)成(cheng)品管(guan)(guan)，故(gu)當生(sheng)產較小(xiao)口徑的成(cheng)品管(guan)(guan)時，這(zhe)種穿孔(kong)(kong)機(ji)可與張力減徑機(ji)聯用(yong)，不設置(zhi)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)即可生(sheng)產熱(re)(re)軋(ya)成(cheng)品管(guan)(guan)。南非TOSA鋼(gang)管(guan)(guan)廠采用(yong)的就是這(zhe)種工藝。
南非 TOSA不銹鋼(gang)管廠開(kai)始用它進行(xing)CPS二階段軋(ya)管工藝試驗，后來又(you)和MINI-MPM軋(ya)機(ji)(ji)配套，而MINI-MPM僅采用4個(ge)機(ji)(ji)架。這種(zhong)錐輥式穿(chuan)孔機(ji)(ji)具有穿(chuan)孔薄(bo)壁空心坯的能力，可稱之為近(jin)終形(xing)穿(chuan)孔工藝設備。
美國Fairfield 不銹鋼管廠于1999年(nian)6月進行技術改(gai)造(zao)時采(cai)用這(zhe)種錐(zhui)輥式穿孔機以取代壓力穿孔機（PPM)和(he)延伸機，改(gai)造(zao)后生產效率和(he)軋線(xian)操作(zuo)水平(ping)大(da)大(da)提高。
