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(bu)銹(xiu)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。
“如軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)是圓柱體或具有(you)不變(bian)的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)，在被(bei)咬住的(de)(de)(de)具有(you)較(jiao)小(xiao)(xiao)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)部(bu)分(fen)和(he)(he)具有(you)較(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)部(bu)分(fen)相比(bi)，有(you)必要施以較(jiao)高的(de)(de)(de)回轉(zhuan)速度，這(zhe)就會產生(sheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)扭變(bian)，采用如圖所(suo)示的(de)(de)(de)錐形輥(gun)(gun)(gun)(gun)，軋(ya)制絕(jue)不會使不銹鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)產生(sheng)扭變(bian)，而(er)且在軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)和(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)之間(jian)的(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)表面(mian)不產生(sheng)滑移，在孔型的(de)(de)(de)收(shou)斂側會產生(sheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)逐漸(jian)減縮(suo)，可以看(kan)到軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)也以和(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)減縮(suo)相同的(de)(de)(de)比(bi)例(li)逐漸(jian)減小(xiao)(xiao)，管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)被(bei)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)的(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)咬住，而(er)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)較(jiao)小(xiao)(xiao)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)被(bei)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)比(bi)例(li)地縮(suo)減的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)分(fen)咬住，因此被(bei)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)咬住的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)每部(bu)分(fen)都具有(you)絕(jue)對相同的(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)速度。這(zhe)是我認為我發明中的(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)特(te)征，這(zhe)是由于兩個軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)和(he)(he)工件表面(mian)的(de)(de)(de)軸線向孔型軸線上的(de)(de)(de)一個共同點收(shou)斂的(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在專利說明書中這樣(yang)寫道：“如圖26-1所示的軋輥對工件D施加(jia)回轉運動，至于(yu)將管(guan)坯推向、推過穿孔頂頭則是由液壓(ya)柱塞E或其他方法完(wan)成的”。
實際上，完全按上述方(fang)式設(she)計的(de)穿孔(kong)機從未建造過，此外，發明者提出(chu)用同樣的(de)錐形輥，但其布置方(fang)式如下所(suo)述：
“在下(xia)一(yi)個示意(yi)圖中（即(ji)本書的(de)圖26-2)相(xiang)(xiang)對于軋(ya)制(zhi)中心線，軋(ya)輥(gun)以相(xiang)(xiang)反方向傾斜(xie)以致軋(ya)輥(gun)本身能(neng)使管(guan)坯產生前進運動而不用借助(zhu)于液(ye)壓柱塞或其他機械設備使管(guan)坯通過(guo)軋(ya)輥(gun)孔(kong)型，并(bing)越過(guo)頂頭”。
這是斜軋，這種裝置(zhi)能(neng)使工件向前喂入。
關于他何時對錐輥式穿孔(kong)機(ji)進行構思，曾經做過什么(me)試(shi)驗(yan)以(yi)證實其理(li)論的(de)正確，均缺乏證據。但是他獲得了專利，建造了軋機(ji)而且軋機(ji)工作得很好。
一、關于不銹鋼管(guan)錐輥式穿孔機的(de)試驗(yan)
20世紀20年代初賓州 Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠(chang)）在5年的(de)時間(jian)內進(jin)行了一(yi)系列(lie)的(de)試驗以(yi)決定該廠(chang)應建(jian)立怎么(me)樣的(de)最好的(de)穿孔(kong)機(ji)(ji)。試驗軋(ya)機(ji)(ji)是(shi)一(yi)臺小(xiao)型軋(ya)機(ji)(ji)，其軋(ya)輥軸可以(yi)在水平或垂(chui)直平面內調整，通過試驗，發現錐角(jiao)為60°的(de)錐輥式穿孔(kong)機(ji)(ji)各(ge)有下列(lie)優點：
1. 對穿孔(kong)單位體積的(de)金屬來說，所需馬力最小；
2. 穿(chuan)孔坯表面光(guang)潔、壁厚(hou)均勻；
3. 不像一般斜軋穿孔機那樣，對管坯鋼種的要求并不那么嚴(yan)格；
4. 對穿(chuan)孔(kong)機(ji)軋輥和穿(chuan)孔(kong)坯來說，可(ke)以更好(hao)地接近理(li)想的(de)表面速(su)度關系。
而1897年(nian)(nian)在沒有進行任(ren)何試驗的(de)條件下，Stiefel 將錐(zhui)輥式穿孔(kong)最佳錐(zhui)角設想(xiang)為56°30”，和20世紀80年(nian)(nian)代(dai)初(chu) Mannesmann公(gong)司在Roth廠安裝的(de)錐(zhui)輥式穿孔(kong)機采用(yong)的(de)2y=55.2°,相差不遠。
二(er)、不銹鋼(gang)管錐輥式穿孔機(ji)的(de)復興
基于在(zai)狄賽爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)機實(shi)際生(sheng)產(chan)中所(suo)取得的(de)經驗，在(zai)20世紀70年代末期對穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝進(jin)行了旨在(zai)提高延伸率、利用擴徑效應生(sheng)產(chan)薄壁不銹鋼管(guan)穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯以(yi)及穿(chuan)(chuan)軋高合金(jin)管(guan)等方面的(de)研(yan)究。
從(cong)理論上講，生產薄(bo)壁穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯及(ji)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)高(gao)合(he)金管(guan)(guan)可(ke)由錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝過程優越的(de)(de)金屬變形條(tiao)件(jian)而實現；從(cong)設計的(de)(de)角度來(lai)看，則力求(qiu)在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)碳素鋼管(guan)(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯接(jie)近熱軋(ya)成品管(guan)(guan)的(de)(de)尺(chi)寸，即D/S值為(wei)20~30。這種穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝復興的(de)(de)標志是80年(nian)代初兩(liang)臺(tai)錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機投入(ru)生產，1981年(nian)拉特鋼管(guan)(guan)廠在Φ273.0mm自動軋(ya)管(guan)(guan)機組(zu)中采用錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機以取(qu)代串列布(bu)置的(de)(de)兩(liang)臺(tai)斯蒂(di)弗爾(er)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機。接(jie)著(zhu)，1982年(nian)住友海南鋼管(guan)(guan)廠的(de)(de)Φ114.3mm連(lian)續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機中也(ye)采用錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機。這兩(liang)臺(tai)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機的(de)(de)主要技術特征列于(yu)表26-1。
拉特不銹鋼管廠錐輥式(shi)穿(chuan)孔機在實際運行中(zhong)有兩點(dian)經驗值得一提(ti)：
1. 延伸(shen)率可達6:1,能生產(chan)長(chang)度為14m,D/S≤30的薄壁穿(chuan)孔(kong)坯；
2. 采用適當(dang)的孔型設計，穿軋(ya)薄壁穿孔坯時擴徑率要(yao)高達(da)(da)40%,擴徑量達(da)(da)100mm.
三、不銹鋼管錐輥式穿孔機(ji)的優點
不銹(xiu)鋼(gang)管錐輥式(shi)穿(chuan)孔機是一種古老(lao)的(de)穿(chuan)孔工(gong)藝，在(zai)20世紀80年代(dai)初期，軋輥水平布置的(de)錐輥式(shi)穿(chuan)孔機得到(dao)了復興，其工(gong)藝具有以下優點：
1. 較高(gao)的(de)伸長率；
2. 在(zai)穿(chuan)孔坯尺寸(cun)方面具有較(jiao)大的靈活性；
3. 能穿軋高合金鋼。
由于軋輥(gun)垂直布置的(de)錐輥(gun)式穿孔機(ji)兼有錐輥(gun)式穿孔工藝技術(shu)優點(dian)和狄賽爾(er)穿孔機(ji)的(de)機(ji)械(xie)設計優點(dian)，它的(de)出現將(jiang)穿孔工藝技術(shu)的(de)發展推向了一個新的(de)階段。
由于軋輥垂直布置(zhi)的(de)(de)錐輥式穿孔(kong)(kong)機(ji)所生產(chan)的(de)(de)穿孔(kong)(kong)坯(pi)尺寸接近熱軋成(cheng)品(pin)管(guan)，故當生產(chan)較小口徑的(de)(de)成(cheng)品(pin)管(guan)時，這(zhe)(zhe)種穿孔(kong)(kong)機(ji)可與張力減徑機(ji)聯用(yong)，不設置(zhi)軋管(guan)機(ji)即可生產(chan)熱軋成(cheng)品(pin)管(guan)。南非TOSA鋼管(guan)廠(chang)采用(yong)的(de)(de)就是這(zhe)(zhe)種工藝。
南非 TOSA不銹鋼管廠開始(shi)用它進(jin)行CPS二(er)階(jie)段軋(ya)管工藝試驗，后來又和MINI-MPM軋(ya)機(ji)配套，而MINI-MPM僅采用4個機(ji)架。這種錐輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)機(ji)具有(you)穿(chuan)孔(kong)薄壁空心坯的(de)能力(li)，可稱之(zhi)為近終形穿(chuan)孔(kong)工藝設(she)備。
美國Fairfield 不銹鋼管(guan)廠于(yu)1999年6月進行(xing)技(ji)術改(gai)(gai)造時(shi)采(cai)用這種錐輥式穿孔機(ji)(ji)以取代壓力穿孔機(ji)(ji)（PPM)和(he)延伸機(ji)(ji)，改(gai)(gai)造后生(sheng)產效率(lv)和(he)軋線操(cao)作水平(ping)大大提高。
