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(gang)管(guan)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)輥(gun)是圓柱體或(huo)具(ju)有(you)(you)不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)，在(zai)(zai)被(bei)咬住(zhu)的(de)(de)(de)(de)具(ju)有(you)(you)較小(xiao)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)部(bu)(bu)分(fen)和(he)具(ju)有(you)(you)較大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)相比，有(you)(you)必要施以較高的(de)(de)(de)(de)回轉速度(du)，這(zhe)就會產生(sheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)扭(niu)變(bian)，采用如圖所示的(de)(de)(de)(de)錐形輥(gun)，軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)絕不(bu)會使不(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)產生(sheng)扭(niu)變(bian)，而(er)且(qie)在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)之間的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮表面不(bu)產生(sheng)滑移，在(zai)(zai)孔(kong)型的(de)(de)(de)(de)收(shou)斂側會產生(sheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)逐漸減(jian)縮，可(ke)以看到軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)也以和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)減(jian)縮相同的(de)(de)(de)(de)比例逐漸減(jian)小(xiao)，管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被(bei)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)較大(da)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬住(zhu)，而(er)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)較小(xiao)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)被(bei)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)比例地(di)縮減(jian)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)咬住(zhu)，因此被(bei)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)咬住(zhu)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)每部(bu)(bu)分(fen)都(dou)具(ju)有(you)(you)絕對(dui)相同的(de)(de)(de)(de)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)旋轉速度(du)。這(zhe)是我(wo)認為我(wo)發(fa)明中(zhong)的(de)(de)(de)(de)最重要的(de)(de)(de)(de)特征(zheng)，這(zhe)是由于兩個軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)和(he)工件表面的(de)(de)(de)(de)軸線(xian)向孔(kong)型軸線(xian)上的(de)(de)(de)(de)一(yi)個共同點收(shou)斂的(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。
Stiefel 在專利說明書中這樣寫道：“如圖26-1所示的軋(ya)輥(gun)對工件D施加(jia)回轉運(yun)動(dong)，至(zhi)于將(jiang)管坯推向、推過(guo)穿孔頂頭(tou)則是由液壓柱塞E或其他方法完(wan)成的”。
實際(ji)上(shang)，完全按上(shang)述方(fang)式設(she)計的穿孔機從未建造過，此(ci)外，發(fa)明者提出用同樣的錐(zhui)形輥，但其布置(zhi)方(fang)式如下所述：
“在下(xia)一個示意(yi)圖(tu)中（即本書的圖(tu)26-2)相對于軋(ya)制(zhi)中心(xin)線，軋(ya)輥以相反方(fang)向傾(qing)斜以致軋(ya)輥本身能使管坯產生前進(jin)運動(dong)而不用借(jie)助于液(ye)壓(ya)柱塞或其(qi)他(ta)機械(xie)設備使管坯通過軋(ya)輥孔型，并越過頂頭”。
這(zhe)是斜軋，這(zhe)種裝(zhuang)置能(neng)使(shi)工(gong)件(jian)向(xiang)前喂入。
關于他何時對錐(zhui)輥式穿孔機(ji)進行(xing)構思，曾(ceng)經(jing)做過什么試驗(yan)以證(zheng)(zheng)實其(qi)理論的正確(que)，均缺(que)乏(fa)證(zheng)(zheng)據(ju)。但是他獲得(de)了(le)專利，建(jian)造了(le)軋機(ji)而(er)且(qie)軋機(ji)工作得(de)很好。
一、關于(yu)不銹(xiu)鋼管錐輥(gun)式穿孔(kong)機(ji)的試驗
20世紀20年代(dai)初賓州 Beaver Falls 的(de) Babcock & Wilco Tube公司（廠）在5年的(de)時間內進(jin)行(xing)了一系列(lie)(lie)的(de)試(shi)驗(yan)以決定該(gai)廠應建立怎么樣的(de)最好的(de)穿孔機。試(shi)驗(yan)軋機是一臺小型軋機，其軋輥(gun)軸可以在水平或垂(chui)直平面內調(diao)整，通過(guo)試(shi)驗(yan)，發現錐(zhui)角(jiao)為60°的(de)錐(zhui)輥(gun)式穿孔機各有下列(lie)(lie)優點(dian)：
1. 對(dui)穿孔單位體積的金(jin)屬(shu)來說(shuo)，所需馬力最小；
2. 穿孔坯(pi)表面光潔、壁厚均勻；
3. 不(bu)像一(yi)般斜軋(ya)穿孔機那樣，對管坯鋼(gang)種的要求并不(bu)那么嚴格；
4. 對(dui)穿(chuan)孔機軋輥和穿(chuan)孔坯(pi)來說，可以更好地接近理想的表面速度關系(xi)。
而1897年在沒有進行(xing)任何試驗的(de)條件下，Stiefel 將錐輥(gun)式穿孔(kong)最佳錐角(jiao)設想為56°30”，和20世紀(ji)80年代初 Mannesmann公司在Roth廠安裝的(de)錐輥(gun)式穿孔(kong)機采(cai)用(yong)的(de)2y=55.2°,相差(cha)不遠。
二、不銹(xiu)鋼管錐(zhui)輥式穿(chuan)孔機的復興(xing)
基(ji)于(yu)在狄(di)賽(sai)爾(er)穿孔(kong)機實際生(sheng)產(chan)中所(suo)取(qu)得的(de)經驗，在20世紀70年代末期(qi)對穿孔(kong)工(gong)藝進(jin)行了(le)旨在提高延伸率、利用擴(kuo)徑效(xiao)應生(sheng)產(chan)薄壁(bi)不銹鋼管穿孔(kong)坯以及穿軋(ya)高合金(jin)管等方面的(de)研究。
從理論上講，生產薄壁穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)坯及穿(chuan)軋(ya)高合金管(guan)可(ke)由錐輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)藝過程(cheng)優越的(de)(de)金屬(shu)變形條(tiao)件而實現；從設計的(de)(de)角度(du)來(lai)看，則力求(qiu)在(zai)穿(chuan)軋(ya)碳素鋼管(guan)坯時使穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)坯接(jie)近熱軋(ya)成品管(guan)的(de)(de)尺(chi)寸，即D/S值為20~30。這種(zhong)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)藝復興的(de)(de)標志(zhi)是80年代(dai)初(chu)兩(liang)臺錐輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)投(tou)入生產，1981年拉(la)特鋼管(guan)廠在(zai)Φ273.0mm自動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)中采(cai)用錐輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)以(yi)取代(dai)串列布(bu)置的(de)(de)兩(liang)臺斯蒂弗(fu)爾穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)。接(jie)著，1982年住友海(hai)南鋼管(guan)廠的(de)(de)Φ114.3mm連續軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)中也(ye)采(cai)用錐輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)。這兩(liang)臺穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)(de)主要技術特征(zheng)列于表26-1。
拉特(te)不銹鋼管(guan)廠錐輥(gun)式穿孔機(ji)在實際(ji)運(yun)行中(zhong)有(you)兩點經驗值得一提：
1. 延伸率(lv)可達6:1,能生產長度為(wei)14m,D/S≤30的薄壁穿(chuan)孔坯；
2. 采用適當的孔型設計，穿軋(ya)薄壁穿孔坯時(shi)擴(kuo)徑率要(yao)高達(da)40%,擴(kuo)徑量達(da)100mm.
三、不銹(xiu)鋼管錐輥式穿孔(kong)機(ji)的(de)優點
不銹鋼管錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)機是一種古(gu)老的(de)穿孔(kong)工藝(yi)，在20世紀80年代初期，軋輥(gun)水平(ping)布(bu)置的(de)錐(zhui)輥(gun)式穿孔(kong)機得到了復興，其工藝(yi)具有(you)以下(xia)優點：
1. 較(jiao)高的伸長率；
2. 在穿孔坯尺寸方面具(ju)有較大的靈活性；
3. 能穿軋高合(he)金(jin)鋼。
由(you)于(yu)軋(ya)輥垂直布置的(de)錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)孔(kong)機兼有錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)孔(kong)工藝技術(shu)(shu)優點(dian)和狄賽(sai)爾穿(chuan)孔(kong)機的(de)機械設計優點(dian)，它的(de)出現將(jiang)穿(chuan)孔(kong)工藝技術(shu)(shu)的(de)發(fa)展推(tui)向了一個新的(de)階段。
由于軋輥垂(chui)直布置的(de)錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)所生產(chan)(chan)的(de)穿(chuan)孔(kong)坯尺寸接近(jin)熱軋成品管(guan)(guan)，故當生產(chan)(chan)較小口徑(jing)的(de)成品管(guan)(guan)時，這種穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)可與(yu)張(zhang)力減徑(jing)機(ji)(ji)聯用(yong)，不設置軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)即可生產(chan)(chan)熱軋成品管(guan)(guan)。南非TOSA鋼管(guan)(guan)廠采用(yong)的(de)就是這種工(gong)藝。
南非 TOSA不銹鋼管廠開始用(yong)它進行CPS二階段軋管工藝(yi)試驗(yan)，后來又和MINI-MPM軋機配套，而(er)MINI-MPM僅(jin)采用(yong)4個機架。這種錐(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)孔機具有穿(chuan)(chuan)孔薄(bo)壁空心(xin)坯(pi)的能力，可稱之為近終形穿(chuan)(chuan)孔工藝(yi)設備。
美國(guo)Fairfield 不(bu)銹(xiu)鋼管廠于1999年6月進(jin)行技術改(gai)造時(shi)采用這種錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)以取代(dai)壓力穿(chuan)孔(kong)機(ji)（PPM)和延(yan)伸機(ji)，改(gai)造后生(sheng)產效(xiao)率和軋線操作水(shui)平(ping)大大提高(gao)。
