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)(ya)輥是(shi)圓柱體或具(ju)有不(bu)變的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)，在被咬住的(de)(de)(de)(de)具(ju)有較(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)部(bu)(bu)分(fen)和具(ju)有較(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)相比，有必要(yao)施以(yi)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)回轉速(su)度(du)，這就會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)變，采用如圖所示的(de)(de)(de)(de)錐形輥，軋(ya)(ya)制絕不(bu)會(hui)使不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)產(chan)(chan)生(sheng)扭(niu)變，而且在軋(ya)(ya)輥和管(guan)(guan)坯(pi)(pi)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)收縮表面不(bu)產(chan)(chan)生(sheng)滑移，在孔(kong)(kong)型(xing)的(de)(de)(de)(de)收斂側會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)逐(zhu)漸減(jian)縮，可以(yi)看到軋(ya)(ya)輥直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)也以(yi)和管(guan)(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)減(jian)縮相同(tong)的(de)(de)(de)(de)比例(li)逐(zhu)漸減(jian)小，管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被軋(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬住，而管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被軋(ya)(ya)輥比例(li)地縮減(jian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬住，因此被軋(ya)(ya)輥咬住的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)每部(bu)(bu)分(fen)都具(ju)有絕對相同(tong)的(de)(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)(de)旋轉速(su)度(du)。這是(shi)我認為我發明中的(de)(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)特征，這是(shi)由于兩個(ge)軋(ya)(ya)輥和工件(jian)表面的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)線向孔(kong)(kong)型(xing)軸(zhou)(zhou)線上的(de)(de)(de)(de)一個(ge)共同(tong)點收斂的(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。
Stiefel 在(zai)專利說明書中這(zhe)樣(yang)寫道：“如(ru)圖26-1所示的軋輥對(dui)工件D施加回(hui)轉運動，至于將(jiang)管坯推向、推過穿孔頂頭則是由液壓柱(zhu)塞E或(huo)其他(ta)方(fang)法完成的”。
實際(ji)上(shang)，完全按上(shang)述方(fang)式(shi)設(she)計的(de)穿(chuan)孔機(ji)從未建造過，此外，發(fa)明(ming)者提出用同(tong)樣的(de)錐形(xing)輥(gun)，但其布置(zhi)方(fang)式(shi)如下所述：
“在下一(yi)個示意圖中（即本(ben)書的(de)圖26-2)相對于軋(ya)制中心線，軋(ya)輥以(yi)相反方(fang)向傾斜以(yi)致(zhi)軋(ya)輥本(ben)身能使管坯產生前進(jin)運動而(er)不用借助于液壓(ya)柱塞或其(qi)他機械設(she)備使管坯通過軋(ya)輥孔型(xing)，并越過頂(ding)頭”。
這是斜軋，這種裝置(zhi)能使工(gong)件向前喂入。
關于他何時對錐輥式穿(chuan)孔(kong)機進行(xing)構思，曾經(jing)做過什么試驗以(yi)證實其(qi)理論的正(zheng)確，均缺乏證據。但是他獲得了專利，建造了軋機而且軋機工作得很好。
一、關于不銹鋼(gang)管錐輥式穿孔機(ji)的試驗(yan)
20世紀(ji)20年代初賓(bin)州(zhou) Beaver Falls 的 Babcock & Wilco Tube公司（廠）在5年的時(shi)間內進(jin)行了一(yi)系列的試驗(yan)以決定(ding)該廠應(ying)建立怎么樣的最好的穿孔機(ji)。試驗(yan)軋機(ji)是一(yi)臺小型(xing)軋機(ji)，其軋輥(gun)軸可(ke)以在水平或垂(chui)直平面內調整(zheng)，通過試驗(yan)，發現錐角為60°的錐輥(gun)式(shi)穿孔機(ji)各(ge)有下列優點：
1. 對穿孔(kong)單(dan)位(wei)體積的(de)金(jin)屬來說，所(suo)需馬力(li)最小；
2. 穿孔(kong)坯表(biao)面光潔、壁厚(hou)均(jun)勻(yun)；
3. 不像一般斜軋穿孔機那樣，對管坯(pi)鋼(gang)種的要求并不那么(me)嚴(yan)格(ge)；
4. 對(dui)穿(chuan)孔機軋輥和穿(chuan)孔坯來說，可以更好(hao)地接(jie)近理想(xiang)的表(biao)面速度關(guan)系。
而1897年(nian)(nian)在(zai)沒有進行任(ren)何試驗的(de)(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(he)20世紀80年(nian)(nian)代初 Mannesmann公司在(zai)Roth廠安裝的(de)(de)錐(zhui)輥式穿孔(kong)機(ji)采用的(de)(de)2y=55.2°,相差不遠。
二、不銹鋼(gang)管錐輥式穿孔機的復興
基于(yu)在(zai)狄賽爾穿孔機實際生產中所取得(de)的經(jing)驗(yan)，在(zai)20世(shi)紀70年代末期對(dui)穿孔工(gong)藝進(jin)行了旨在(zai)提高延伸率、利用擴徑效應(ying)生產薄壁不銹鋼管穿孔坯以及穿軋高合金(jin)管等(deng)方面的研究。
從(cong)理論(lun)上講，生產薄壁穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯及穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋高合金管(guan)可由錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝(yi)過程優越的金屬變形條件(jian)而實現；從(cong)設計的角度來看，則力求在穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)軋碳素鋼管(guan)坯時使穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯接近(jin)熱軋成品管(guan)的尺(chi)寸，即(ji)D/S值(zhi)為(wei)20~30。這(zhe)種穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝(yi)復興的標志是80年代(dai)初(chu)兩臺錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)投(tou)入生產，1981年拉特(te)(te)鋼管(guan)廠(chang)在Φ273.0mm自(zi)動軋管(guan)機(ji)組中采用錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)以(yi)取代(dai)串列(lie)布置(zhi)的兩臺斯蒂弗(fu)爾穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)。接著，1982年住友(you)海(hai)南鋼管(guan)廠(chang)的Φ114.3mm連續軋管(guan)機(ji)中也(ye)采用錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)。這(zhe)兩臺穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)的主要技術特(te)(te)征列(lie)于表26-1。
拉(la)特不銹鋼管(guan)廠錐輥式穿(chuan)孔機在實際運行(xing)中(zhong)有兩點經(jing)驗值得(de)一提：
1. 延伸率可達6:1,能(neng)生產(chan)長度為14m,D/S≤30的薄(bo)壁穿孔坯；
2. 采用適(shi)當的孔型設計(ji)，穿軋薄(bo)壁穿孔坯時擴(kuo)徑率要高達(da)40%,擴(kuo)徑量(liang)達(da)100mm.
三、不(bu)銹鋼(gang)管錐輥(gun)式穿孔機的優點
不銹鋼管錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機是一種古老的穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝(yi)，在(zai)20世紀80年代初期，軋輥(gun)水平(ping)布置的錐輥(gun)式穿(chuan)(chuan)孔(kong)機得到了復興，其工藝(yi)具有以下優點：
1. 較高的伸長率；
2. 在(zai)穿孔坯(pi)尺(chi)寸方面具有較大的(de)靈活性；
3. 能穿軋高合金鋼。
由于軋輥垂直布置(zhi)的錐輥式(shi)穿孔(kong)機兼(jian)有(you)錐輥式(shi)穿孔(kong)工(gong)藝技術優點和狄(di)賽爾穿孔(kong)機的機械設計優點，它的出現將穿孔(kong)工(gong)藝技術的發展推向(xiang)了(le)一個(ge)新的階段(duan)。
由于軋輥垂直布置的(de)錐輥式穿孔機所生產的(de)穿孔坯尺(chi)寸(cun)接近熱軋成(cheng)品管(guan)(guan)，故當(dang)生產較小(xiao)口徑的(de)成(cheng)品管(guan)(guan)時，這(zhe)種穿孔機可(ke)與(yu)張力減(jian)徑機聯用，不設(she)置軋管(guan)(guan)機即可(ke)生產熱軋成(cheng)品管(guan)(guan)。南(nan)非TOSA鋼管(guan)(guan)廠采用的(de)就(jiu)是(shi)這(zhe)種工藝。
南非 TOSA不(bu)銹鋼管廠(chang)開(kai)始用它(ta)進行CPS二(er)階段軋(ya)管工(gong)藝(yi)試驗，后來又(you)和MINI-MPM軋(ya)機(ji)配套，而(er)MINI-MPM僅采用4個機(ji)架(jia)。這(zhe)種錐(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)具有穿(chuan)孔(kong)薄(bo)壁空(kong)心坯的能力，可稱之為近終形穿(chuan)孔(kong)工(gong)藝(yi)設備。
美國(guo)Fairfield 不銹(xiu)鋼管廠于1999年6月進行(xing)技術(shu)改造(zao)時(shi)采用這種(zhong)錐輥式穿(chuan)孔機以取代(dai)壓力穿(chuan)孔機（PPM)和延伸機，改造(zao)后(hou)生產效率和軋線操作水平大(da)大(da)提高(gao)。
