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。
“如軋(ya)輥(gun)是(shi)圓柱體或(huo)具(ju)有不變(bian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)，在(zai)被(bei)咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)具(ju)有較(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)部(bu)分和(he)具(ju)有較(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)分相(xiang)比，有必要施以(yi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)回轉速(su)(su)度，這就(jiu)會產生管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)變(bian)，采用如圖所(suo)示的(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)，軋(ya)制(zhi)絕不會使不銹鋼(gang)管(guan)(guan)坯(pi)產生扭(niu)變(bian)，而(er)且在(zai)軋(ya)輥(gun)和(he)管(guan)(guan)坯(pi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)表(biao)面(mian)不產生滑移，在(zai)孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)收(shou)斂(lian)側會產生管(guan)(guan)坯(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸減縮(suo)，可(ke)以(yi)看到軋(ya)輥(gun)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)也以(yi)和(he)管(guan)(guan)坯(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)減縮(suo)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)比例逐漸減小，管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分被(bei)軋(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)，而(er)管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分被(bei)軋(ya)輥(gun)比例地縮(suo)減的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)部(bu)分咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)，因此被(bei)軋(ya)輥(gun)咬(yao)(yao)住(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)每(mei)部(bu)分都具(ju)有絕對相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)旋轉速(su)(su)度。這是(shi)我(wo)認為我(wo)發(fa)明中的(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)特征，這是(shi)由于兩個軋(ya)輥(gun)和(he)工件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)線向孔型(xing)軸(zhou)線上的(de)(de)(de)(de)一(yi)個共(gong)同(tong)(tong)點收(shou)斂(lian)的(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在專利說明(ming)書(shu)中(zhong)這樣寫道：“如圖26-1所示的(de)軋輥對(dui)工(gong)件(jian)D施加回轉運(yun)動，至于將管(guan)坯推(tui)向、推(tui)過穿(chuan)孔頂頭則是(shi)由液(ye)壓(ya)柱塞E或其他方法完成的(de)”。
實際(ji)上，完全(quan)按上述方式設計的穿孔機從(cong)未建造過(guo)，此外，發明者提(ti)出用(yong)同樣的錐形輥，但其布(bu)置方式如下所述：
“在下(xia)一個(ge)示意(yi)圖中（即(ji)本(ben)書(shu)的圖26-2)相(xiang)對于軋制中心線，軋輥(gun)(gun)以(yi)相(xiang)反方向傾(qing)斜以(yi)致軋輥(gun)(gun)本(ben)身能使管(guan)坯產生(sheng)前進運動(dong)而不(bu)用(yong)借(jie)助于液壓(ya)柱塞或其他機械設(she)備使管(guan)坯通(tong)過軋輥(gun)(gun)孔(kong)型，并越過頂頭(tou)”。
這是斜(xie)軋，這種裝置能使工(gong)件(jian)向前喂入(ru)。
關于他何時對錐(zhui)輥(gun)式穿孔機(ji)進行構思，曾經做過(guo)什么試驗(yan)以證實其理論的(de)正確(que)，均缺乏(fa)證據(ju)。但(dan)是(shi)他獲(huo)得了(le)專利，建造了(le)軋機(ji)而(er)且軋機(ji)工作得很好。
一、關于(yu)不銹鋼(gang)管(guan)錐輥式穿孔機的試驗
20世紀20年(nian)代初賓州 Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司(si)（廠）在(zai)5年(nian)的(de)時間(jian)內(nei)進行了(le)一(yi)系列(lie)的(de)試驗(yan)以決定該廠應(ying)建(jian)立怎么樣的(de)最好(hao)的(de)穿孔機(ji)。試驗(yan)軋機(ji)是一(yi)臺(tai)小型軋機(ji)，其(qi)軋輥(gun)軸可以在(zai)水(shui)平(ping)或垂直(zhi)平(ping)面內(nei)調整，通(tong)過試驗(yan)，發現錐角為60°的(de)錐輥(gun)式穿孔機(ji)各有下列(lie)優點(dian)：
1. 對穿孔單位體(ti)積的(de)金屬(shu)來(lai)說，所需(xu)馬力最小；
2. 穿孔坯表(biao)面光潔、壁厚(hou)均勻；
3. 不像(xiang)一般斜(xie)軋穿孔(kong)機那樣，對管坯鋼種(zhong)的(de)要求(qiu)并(bing)不那么嚴(yan)格；
4. 對穿(chuan)孔機軋(ya)輥(gun)和(he)穿(chuan)孔坯(pi)來(lai)說，可以更好地接近(jin)理想的表面速度關系。
而1897年(nian)在(zai)(zai)沒有進行任何試驗的條件下，Stiefel 將錐輥式(shi)穿孔最佳(jia)錐角設想為56°30”，和20世紀(ji)80年(nian)代(dai)初(chu) Mannesmann公(gong)司在(zai)(zai)Roth廠安裝的錐輥式(shi)穿孔機采(cai)用的2y=55.2°,相差不(bu)遠。
二、不銹鋼管錐輥式穿孔機(ji)的復興
基于(yu)在狄賽爾穿(chuan)孔(kong)機實際生(sheng)產(chan)中所取得的(de)經驗，在20世紀70年代末(mo)期對穿(chuan)孔(kong)工藝(yi)進行了旨在提高延伸(shen)率、利用擴徑效應生(sheng)產(chan)薄壁不銹(xiu)鋼管(guan)穿(chuan)孔(kong)坯以及穿(chuan)軋高合(he)金管(guan)等方面的(de)研究。
從理論上(shang)講，生(sheng)產薄壁(bi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯及穿(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)(ya)高合金(jin)管(guan)可由錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝過程優越的(de)(de)金(jin)屬變形(xing)條(tiao)件而實現；從設計的(de)(de)角度來(lai)看，則(ze)力求在(zai)穿(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)(ya)碳素鋼(gang)管(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯接(jie)近熱軋(ya)(ya)(ya)成品管(guan)的(de)(de)尺寸，即D/S值為20~30。這種穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝復(fu)興的(de)(de)標志是80年代初兩(liang)臺錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)投(tou)入生(sheng)產，1981年拉特鋼(gang)管(guan)廠在(zai)Φ273.0mm自(zi)動軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)組(zu)中(zhong)采(cai)用錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)以取代串列布置的(de)(de)兩(liang)臺斯蒂弗爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)。接(jie)著(zhu)，1982年住友海南鋼(gang)管(guan)廠的(de)(de)Φ114.3mm連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)中(zhong)也采(cai)用錐(zhui)輥(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)。這兩(liang)臺穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)主(zhu)要技術(shu)特征列于表26-1。
拉特(te)不銹鋼管廠錐輥式穿孔(kong)機在實(shi)際運行中有兩點(dian)經驗(yan)值得一提(ti)：
1. 延伸率可達6:1,能生產長度為14m,D/S≤30的薄壁穿(chuan)孔(kong)坯；
2. 采用適當的孔型設計，穿軋薄壁穿孔坯(pi)時擴徑(jing)率要(yao)高達(da)40%,擴徑(jing)量達(da)100mm.
三(san)、不銹鋼管錐(zhui)輥式穿孔機的優點(dian)
不銹鋼管錐(zhui)輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)機是一種古老的穿(chuan)孔(kong)工藝，在20世(shi)紀80年(nian)代初期(qi)，軋輥(gun)水(shui)平布置的錐(zhui)輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)機得到了(le)復興，其(qi)工藝具有以下(xia)優點：
1. 較高的伸長(chang)率；
2. 在(zai)穿孔(kong)坯尺寸方面具有較大的靈活性；
3. 能(neng)穿軋高合金鋼。
由(you)于軋輥垂直布置的(de)錐輥式穿孔(kong)機(ji)兼有錐輥式穿孔(kong)工藝技術優(you)點和狄賽爾穿孔(kong)機(ji)的(de)機(ji)械設計優(you)點，它的(de)出現(xian)將(jiang)穿孔(kong)工藝技術的(de)發展推向了一個新的(de)階段(duan)。
由于軋輥(gun)垂直布置的(de)錐輥(gun)式穿(chuan)孔機所生(sheng)產(chan)的(de)穿(chuan)孔坯(pi)尺寸(cun)接近熱軋成(cheng)品管，故當(dang)生(sheng)產(chan)較小口徑的(de)成(cheng)品管時，這(zhe)種穿(chuan)孔機可(ke)(ke)與(yu)張力減徑機聯用，不設置軋管機即可(ke)(ke)生(sheng)產(chan)熱軋成(cheng)品管。南非(fei)TOSA鋼管廠采(cai)用的(de)就是這(zhe)種工藝(yi)。
南非 TOSA不銹鋼管(guan)廠開始用(yong)它進行CPS二階段(duan)軋管(guan)工藝試驗(yan)，后來又和MINI-MPM軋機配套，而MINI-MPM僅采用(yong)4個機架。這(zhe)種錐輥式穿(chuan)(chuan)孔機具有(you)穿(chuan)(chuan)孔薄壁空心坯的(de)能力(li)，可稱(cheng)之(zhi)為近終(zhong)形穿(chuan)(chuan)孔工藝設備。
美國Fairfield 不(bu)銹鋼管廠于1999年6月進行技術改(gai)造(zao)時(shi)采用這種(zhong)錐輥(gun)式穿孔(kong)機以取代壓力(li)穿孔(kong)機（PPM)和延伸(shen)機，改(gai)造(zao)后生產效率和軋線(xian)操作水(shui)平大大提(ti)高。
