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)輥(gun)是(shi)圓柱體或具有(you)不變(bian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)，在被(bei)(bei)咬住(zhu)的(de)(de)(de)(de)具有(you)較(jiao)小(xiao)(xiao)直(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)部(bu)(bu)分(fen)和(he)(he)具有(you)較(jiao)大(da)直(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)相(xiang)比，有(you)必(bi)要施以較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)回轉速度(du)，這就會(hui)產(chan)生(sheng)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)變(bian)，采用如(ru)圖所示的(de)(de)(de)(de)錐形(xing)輥(gun)，軋(ya)(ya)制絕(jue)不會(hui)使不銹(xiu)鋼管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)產(chan)生(sheng)扭(niu)變(bian)，而(er)(er)且在軋(ya)(ya)輥(gun)和(he)(he)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)收縮(suo)表面不產(chan)生(sheng)滑移，在孔型的(de)(de)(de)(de)收斂側會(hui)產(chan)生(sheng)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)直(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸(jian)減縮(suo)，可以看(kan)到軋(ya)(ya)輥(gun)直(zhi)徑(jing)(jing)也以和(he)(he)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)直(zhi)徑(jing)(jing)減縮(suo)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)比例逐漸(jian)減小(xiao)(xiao)，管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)直(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被(bei)(bei)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)直(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬住(zhu)，而(er)(er)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)小(xiao)(xiao)直(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被(bei)(bei)軋(ya)(ya)輥(gun)比例地(di)縮(suo)減的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬住(zhu)，因此被(bei)(bei)軋(ya)(ya)輥(gun)咬住(zhu)的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)每部(bu)(bu)分(fen)都具有(you)絕(jue)對相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)(de)旋轉速度(du)。這是(shi)我認為(wei)我發明中的(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)特(te)征，這是(shi)由于兩個軋(ya)(ya)輥(gun)和(he)(he)工件表面的(de)(de)(de)(de)軸線(xian)向(xiang)孔型軸線(xian)上的(de)(de)(de)(de)一個共同點(dian)收斂的(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在(zai)專利說明書中這樣(yang)寫道：“如圖(tu)26-1所(suo)示的軋輥對工件D施加回轉運動，至于將(jiang)管坯推(tui)向、推(tui)過穿孔頂頭則是(shi)由液(ye)壓(ya)柱塞E或其他方法完成(cheng)的”。
實際上(shang)，完全按上(shang)述方式設(she)計的穿孔(kong)機從未建造過，此外，發明者提出(chu)用同樣的錐形輥，但(dan)其布置方式如下(xia)所述：
“在下一個示意圖中（即本書的(de)圖26-2)相(xiang)對于軋制中心線，軋輥以(yi)相(xiang)反方向傾斜以(yi)致軋輥本身能使(shi)管坯(pi)產生(sheng)前(qian)進運動而不(bu)用借助于液壓柱塞或其(qi)他機(ji)械設備使(shi)管坯(pi)通過軋輥孔(kong)型，并越過頂(ding)頭”。
這是斜(xie)軋，這種裝置能使工件向前(qian)喂入。
關于他何時(shi)對錐輥式穿孔(kong)機(ji)(ji)進(jin)行構思，曾經(jing)做過什么試(shi)驗以(yi)證實其理論的正確，均缺(que)乏證據。但是(shi)他獲得了專利，建造了軋(ya)機(ji)(ji)而且軋(ya)機(ji)(ji)工作得很好。
一、關(guan)于不銹鋼管錐輥式穿孔(kong)機的試驗
20世(shi)紀20年(nian)代初賓(bin)州(zhou) Beaver Falls 的(de)(de)(de) Babcock & Wilco Tube公司(si)（廠）在5年(nian)的(de)(de)(de)時間內(nei)進(jin)行(xing)了一系(xi)列的(de)(de)(de)試驗(yan)以決(jue)定該廠應建(jian)立怎(zen)么樣的(de)(de)(de)最(zui)好的(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)。試驗(yan)軋(ya)機(ji)(ji)(ji)是一臺(tai)小型軋(ya)機(ji)(ji)(ji)，其軋(ya)輥軸可以在水平(ping)或垂直平(ping)面內(nei)調(diao)整，通過(guo)試驗(yan)，發現錐(zhui)角為60°的(de)(de)(de)錐(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)各有下列優點：
1. 對(dui)穿(chuan)孔單(dan)位體(ti)積的(de)金屬來(lai)說(shuo)，所需(xu)馬力最小；
2. 穿孔(kong)坯表面光潔、壁厚均勻；
3. 不像一般斜軋(ya)穿(chuan)孔機那樣(yang)，對管(guan)坯(pi)鋼種(zhong)的要求并不那么(me)嚴(yan)格(ge)；
4. 對穿孔機軋輥(gun)和穿孔坯來(lai)說，可以更(geng)好地(di)接(jie)近理想的表面速度(du)關系。
而1897年(nian)在(zai)沒有進行任何試驗的條件下，Stiefel 將錐輥式(shi)穿(chuan)孔最佳錐角(jiao)設想為56°30”，和(he)20世紀(ji)80年(nian)代初 Mannesmann公(gong)司在(zai)Roth廠安裝(zhuang)的錐輥式(shi)穿(chuan)孔機(ji)采用的2y=55.2°,相(xiang)差不(bu)遠。
二、不銹(xiu)鋼(gang)管錐輥式穿孔機的(de)復興(xing)
基于在(zai)(zai)狄賽(sai)爾(er)穿孔(kong)機實際生產中所取得的(de)經(jing)驗，在(zai)(zai)20世紀70年代末期對(dui)穿孔(kong)工藝進行了旨在(zai)(zai)提(ti)高延伸率、利用擴(kuo)徑(jing)效應生產薄壁(bi)不銹(xiu)鋼管穿孔(kong)坯(pi)以及穿軋高合(he)金(jin)管等方面的(de)研究。
從(cong)(cong)理論(lun)上講，生產(chan)薄(bo)壁穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)坯及穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)高合金(jin)管(guan)可(ke)由錐(zhui)輥(gun)(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)藝過程優越的金(jin)屬變形條(tiao)件而實現；從(cong)(cong)設計的角度來看(kan)，則力求(qiu)在穿(chuan)(chuan)(chuan)軋(ya)碳素鋼管(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)坯接(jie)近熱軋(ya)成品管(guan)的尺寸(cun)，即D/S值為(wei)20~30。這種穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)藝復興的標志是80年代(dai)初兩(liang)(liang)臺(tai)錐(zhui)輥(gun)(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)投入(ru)生產(chan)，1981年拉特(te)鋼管(guan)廠(chang)在Φ273.0mm自(zi)動軋(ya)管(guan)機(ji)組中采(cai)用錐(zhui)輥(gun)(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)以取代(dai)串列布置(zhi)的兩(liang)(liang)臺(tai)斯蒂弗爾穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)。接(jie)著，1982年住友海南鋼管(guan)廠(chang)的Φ114.3mm連(lian)續軋(ya)管(guan)機(ji)中也采(cai)用錐(zhui)輥(gun)(gun)式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)。這兩(liang)(liang)臺(tai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)的主要(yao)技術特(te)征列于表(biao)26-1。
拉(la)特不銹鋼管廠錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)機在實際運行中有兩點經(jing)驗值得一提：
1. 延伸率可達6:1,能生產長度為14m,D/S≤30的薄壁穿孔坯；
2. 采用適當的孔(kong)型設計，穿軋薄(bo)壁穿孔(kong)坯時擴(kuo)徑(jing)率要高達(da)40%,擴(kuo)徑(jing)量達(da)100mm.
三、不銹鋼管(guan)錐輥(gun)式穿(chuan)孔機的優點
不銹鋼管錐輥式穿(chuan)孔機是一種古老的穿(chuan)孔工藝(yi)，在20世紀80年代初期，軋(ya)輥水平布(bu)置的錐輥式穿(chuan)孔機得到(dao)了復興，其工藝(yi)具有以下優點：
1. 較高的(de)伸長(chang)率；
2. 在穿孔(kong)坯尺寸方面具有較(jiao)大的靈活性；
3. 能(neng)穿(chuan)軋高合金(jin)鋼。
由于軋輥垂直(zhi)布置的(de)錐(zhui)輥式(shi)穿孔(kong)機兼有錐(zhui)輥式(shi)穿孔(kong)工藝技術優點和狄賽爾(er)穿孔(kong)機的(de)機械設計優點，它的(de)出現將(jiang)穿孔(kong)工藝技術的(de)發展(zhan)推向了(le)一個(ge)新的(de)階段。
由于軋(ya)輥垂直(zhi)布置的錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)所生(sheng)產(chan)(chan)的穿(chuan)孔(kong)坯尺寸(cun)接近熱(re)軋(ya)成(cheng)品(pin)管，故(gu)當生(sheng)產(chan)(chan)較小口徑(jing)的成(cheng)品(pin)管時，這(zhe)種穿(chuan)孔(kong)機(ji)可(ke)與(yu)張力減徑(jing)機(ji)聯(lian)用，不設置軋(ya)管機(ji)即可(ke)生(sheng)產(chan)(chan)熱(re)軋(ya)成(cheng)品(pin)管。南非TOSA鋼管廠采用的就是這(zhe)種工藝。
南(nan)非 TOSA不(bu)銹鋼(gang)管(guan)廠(chang)開始用它進行CPS二(er)階(jie)段(duan)軋管(guan)工藝試驗，后來(lai)又和MINI-MPM軋機配套，而MINI-MPM僅(jin)采(cai)用4個(ge)機架。這種錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)孔機具有穿(chuan)孔薄壁(bi)空心坯(pi)的能力，可(ke)稱之為近終形(xing)穿(chuan)孔工藝設(she)備。
美(mei)國Fairfield 不銹鋼管廠于1999年6月進(jin)行技術(shu)改造時采(cai)用這種錐輥式穿(chuan)孔(kong)機以取代壓力穿(chuan)孔(kong)機（PPM)和延伸機，改造后生產(chan)效率和軋線操作水平大(da)大(da)提高。
