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(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)(ya)(ya)(ya)輥(gun)是(shi)圓柱體或(huo)具(ju)(ju)有(you)不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)，在(zai)被咬(yao)住的(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)有(you)較(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)部(bu)(bu)分(fen)(fen)和具(ju)(ju)有(you)較(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)(fen)相比，有(you)必要施以較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)回(hui)轉速度，這就會產(chan)生(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)變(bian)，采用如圖(tu)所示的(de)(de)(de)(de)錐(zhui)形輥(gun)，軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)絕不(bu)會使不(bu)銹鋼管(guan)(guan)坯(pi)(pi)產(chan)生(sheng)扭(niu)變(bian)，而(er)且(qie)在(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)和管(guan)(guan)坯(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)收縮(suo)表面(mian)不(bu)產(chan)生(sheng)滑移，在(zai)孔(kong)(kong)型的(de)(de)(de)(de)收斂側會產(chan)生(sheng)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸減縮(suo)，可以看到軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)也(ye)以和管(guan)(guan)坯(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)減縮(suo)相同的(de)(de)(de)(de)比例逐漸減小，管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)被軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住，而(er)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)小直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)被軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)比例地縮(suo)減的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)(fen)咬(yao)住，因此被軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)咬(yao)住的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)每部(bu)(bu)分(fen)(fen)都(dou)具(ju)(ju)有(you)絕對(dui)相同的(de)(de)(de)(de)一致的(de)(de)(de)(de)旋轉速度。這是(shi)我認為(wei)我發明(ming)中的(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)特(te)征，這是(shi)由于(yu)兩(liang)個(ge)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)和工件表面(mian)的(de)(de)(de)(de)軸線向孔(kong)(kong)型軸線上的(de)(de)(de)(de)一個(ge)共(gong)同點收斂的(de)(de)(de)(de)緣故。
Stiefel 在(zai)專利說明書(shu)中這樣寫道：“如圖26-1所(suo)示的軋輥對工件D施(shi)加(jia)回轉運動，至于將管坯推向、推過(guo)穿孔(kong)頂(ding)頭則是由液壓柱塞(sai)E或(huo)其他方法完成的”。
實(shi)際上(shang)，完(wan)全(quan)按上(shang)述方式(shi)設(she)計的穿孔機從未建造過，此外，發明者(zhe)提出用(yong)同樣的錐形輥，但其布置方式(shi)如(ru)下所述：
“在下一個示意圖(tu)(tu)中（即本(ben)書的圖(tu)(tu)26-2)相對于軋(ya)制中心線，軋(ya)輥(gun)以相反(fan)方向傾斜以致(zhi)軋(ya)輥(gun)本(ben)身能(neng)使管(guan)坯產生前進(jin)運動而不用借助于液壓柱塞(sai)或其他機械(xie)設備使管(guan)坯通(tong)過軋(ya)輥(gun)孔型，并越過頂頭”。
這是斜軋，這種裝(zhuang)置能使工件向前喂入。
關(guan)于他何時對(dui)錐輥式穿孔機進行構思，曾經做(zuo)過什么試驗(yan)以證實其理論的正確，均缺乏證據。但是他獲得了(le)專(zhuan)利，建(jian)造了(le)軋機而且軋機工(gong)作(zuo)得很好(hao)。
一、關于(yu)不銹鋼管錐輥(gun)式穿孔機的試(shi)驗
20世(shi)紀20年(nian)代(dai)初(chu)賓州 Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠(chang)(chang)）在5年(nian)的(de)時間內進(jin)行了(le)一系(xi)列的(de)試驗(yan)(yan)以(yi)決定該廠(chang)(chang)應(ying)建(jian)立怎么(me)樣的(de)最(zui)好的(de)穿孔機。試驗(yan)(yan)軋(ya)機是一臺小(xiao)型軋(ya)機，其(qi)軋(ya)輥軸可(ke)以(yi)在水平或垂(chui)直(zhi)平面內調整，通(tong)過試驗(yan)(yan)，發現錐(zhui)角為60°的(de)錐(zhui)輥式穿孔機各有下列優點：
1. 對穿孔單位體積的金屬(shu)來說，所需馬(ma)力最小；
2. 穿(chuan)孔坯表面光潔、壁厚均勻；
3. 不像一般斜(xie)軋穿孔機(ji)那樣，對管(guan)坯鋼種的要(yao)求并(bing)不那么(me)嚴(yan)格(ge)；
4. 對穿(chuan)孔機軋輥和穿(chuan)孔坯來說，可以更好地接近理想的表面(mian)速度關系。
而1897年在(zai)沒(mei)有(you)進(jin)行任(ren)何試(shi)驗的(de)條件下，Stiefel 將錐輥(gun)式穿孔(kong)最佳(jia)錐角設想為56°30”，和20世(shi)紀(ji)80年代初 Mannesmann公司在(zai)Roth廠安裝的(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(kong)機(ji)實(shi)際(ji)生產(chan)中所取得(de)的經(jing)驗，在20世紀(ji)70年代(dai)末(mo)期對穿(chuan)孔(kong)工藝進行(xing)了旨在提高(gao)延伸率、利用擴徑(jing)效(xiao)應生產(chan)薄壁不銹鋼管穿(chuan)孔(kong)坯以及穿(chuan)軋高(gao)合(he)金管等(deng)方面的研究。
從理論上講，生產(chan)薄壁(bi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)(pi)(pi)及穿(chuan)(chuan)軋高(gao)合金(jin)管(guan)可由錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝過(guo)程(cheng)優(you)越的(de)(de)金(jin)屬變形條件而實現；從設計的(de)(de)角度來(lai)看(kan)，則力求在穿(chuan)(chuan)軋碳(tan)素鋼(gang)管(guan)坯(pi)(pi)(pi)時使穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)(pi)(pi)接近熱軋成品管(guan)的(de)(de)尺(chi)寸，即(ji)D/S值為(wei)20~30。這種穿(chuan)(chuan)孔(kong)工藝復興(xing)的(de)(de)標志是(shi)80年(nian)代初(chu)兩臺錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)投入生產(chan)，1981年(nian)拉特(te)鋼(gang)管(guan)廠在Φ273.0mm自動軋管(guan)機(ji)(ji)(ji)組中采用錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)以(yi)取代串列布置的(de)(de)兩臺斯蒂弗爾穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)。接著，1982年(nian)住(zhu)友海南鋼(gang)管(guan)廠的(de)(de)Φ114.3mm連續軋管(guan)機(ji)(ji)(ji)中也采用錐輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)。這兩臺穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)主要技術特(te)征列于(yu)表26-1。
拉特不銹(xiu)鋼管廠錐輥(gun)式穿(chuan)孔機在(zai)實(shi)際運行中有兩點經驗值(zhi)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(pi)；
2. 采用適當的(de)孔型設計，穿(chuan)軋(ya)薄(bo)壁(bi)穿(chuan)孔坯時擴徑(jing)率要(yao)高達40%,擴徑(jing)量達100mm.
三、不(bu)銹鋼管錐輥式(shi)穿(chuan)孔機的優點(dian)
不(bu)銹鋼管(guan)錐輥式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)是一種古老的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)，在(zai)20世紀80年代初期，軋輥水平布置的(de)錐輥式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)得到(dao)了(le)復興，其工(gong)藝(yi)具有(you)以下優點：
1. 較高的(de)伸長率；
2. 在穿孔坯尺寸(cun)方面具(ju)有(you)較大的靈活性(xing)；
3. 能穿軋高合金鋼(gang)。
由于軋(ya)輥(gun)垂(chui)直布置的錐(zhui)(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)(kong)機兼有錐(zhui)(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)技術優點(dian)和狄賽爾穿孔(kong)(kong)機的機械設計優點(dian)，它的出(chu)現將穿孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)技術的發展推向(xiang)了一個新的階段。
由于(yu)軋輥垂直布置(zhi)的(de)(de)錐(zhui)輥式穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)所生產(chan)的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)坯尺寸(cun)接近(jin)熱(re)軋成(cheng)品管，故當生產(chan)較小口徑的(de)(de)成(cheng)品管時，這種穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)可與張力減徑機(ji)聯(lian)用，不設置(zhi)軋管機(ji)即可生產(chan)熱(re)軋成(cheng)品管。南非TOSA鋼管廠(chang)采用的(de)(de)就是這種工(gong)藝。
南非 TOSA不(bu)銹鋼管(guan)廠(chang)開始用它進(jin)行CPS二階段軋管(guan)工藝試驗，后來又(you)和MINI-MPM軋機配套，而MINI-MPM僅采用4個(ge)機架(jia)。這種錐輥式穿(chuan)(chuan)孔機具(ju)有(you)穿(chuan)(chuan)孔薄壁(bi)空心坯的能力(li)，可稱之為近終(zhong)形(xing)穿(chuan)(chuan)孔工藝設備。
美國Fairfield 不銹鋼管(guan)廠于1999年6月(yue)進行技術改造時(shi)采(cai)用這種錐輥式穿孔機以取代(dai)壓力穿孔機（PPM)和(he)延伸機，改造后生產效率(lv)和(he)軋線操(cao)作水平大大提(ti)高。
