斯蒂弗爾對(duì)斜軋穿孔的各種可能性進(jìn)行了認(rèn)真研究，除了著名的23702 號(hào)專利以外。還有公布于1897年的30449號(hào)專利，其中包括可能是第一臺(tái)真正的不銹鋼管錐輥式穿孔機(jī)，這由圖26-1示出，就此，申請(qǐng)人提出：如箭頭所示，錐形輥A和B以相同方向旋轉(zhuǎn)，軋輥軸及其工作例的邊線向同一點(diǎn)收斂，并相交于軋制中心線上的共同C。
“如軋輥是圓柱體或具有不變的直徑，在被咬住的具有較小直徑的管坯部分和具有較大直徑的部分相比，有必要施以較高的回轉(zhuǎn)速度，這就會(huì)產(chǎn)生管坯的扭變，采用如圖所示的錐形輥，軋制絕不會(huì)使不銹鋼管坯產(chǎn)生扭變，而且在軋輥和管坯之間的收縮表面不產(chǎn)生滑移，在孔型的收斂側(cè)會(huì)產(chǎn)生管坯直徑的逐漸減縮，可以看到軋輥直徑也以和管坯直徑減縮相同的比例逐漸減小，管坯的較大直徑部分被軋輥的較大直徑部分咬住，而管坯的較小直徑部分被軋輥比例地縮減的直徑部分咬住，因此被軋輥咬住的管坯的每部分都具有絕對(duì)相同的一致的旋轉(zhuǎn)速度。這是我認(rèn)為我發(fā)明中的最重要的特征，這是由于兩個(gè)軋輥和工件表面的軸線向孔型軸線上的一個(gè)共同點(diǎn)收斂的緣故。
Stiefel 在專利說(shuō)明書(shū)中這樣寫(xiě)道：“如圖26-1所示的軋輥對(duì)工件D施加回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，至于將管坯推向、推過(guò)穿孔頂頭則是由液壓柱塞E或其他方法完成的”。
實(shí)際上，完全按上述方式設(shè)計(jì)的穿孔機(jī)從未建造過(guò)，此外，發(fā)明者提出用同樣的錐形輥，但其布置方式如下所述：
“在下一個(gè)示意圖中（即本書(shū)的圖26-2)相對(duì)于軋制中心線，軋輥以相反方向傾斜以致軋輥本身能使管坯產(chǎn)生前進(jìn)運(yùn)動(dòng)而不用借助于液壓柱塞或其他機(jī)械設(shè)備使管坯通過(guò)軋輥孔型，并越過(guò)頂頭”。
這是斜軋，這種裝置能使工件向前喂入。
關(guān)于他何時(shí)對(duì)錐輥式穿孔機(jī)進(jìn)行構(gòu)思，曾經(jīng)做過(guò)什么試驗(yàn)以證實(shí)其理論的正確，均缺乏證據(jù)。但是他獲得了專利，建造了軋機(jī)而且軋機(jī)工作得很好。
一、關(guān)于不銹鋼管錐輥式穿孔機(jī)的試驗(yàn)
20世紀(jì)20年代初賓州 Beaver Falls 的 Babcock & Wilco Tube公司（廠）在5年的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)以決定該廠應(yīng)建立怎么樣的最好的穿孔機(jī)。試驗(yàn)軋機(jī)是一臺(tái)小型軋機(jī)，其軋輥軸可以在水平或垂直平面內(nèi)調(diào)整，通過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錐角為60°的錐輥式穿孔機(jī)各有下列優(yōu)點(diǎn)：
1. 對(duì)穿孔單位體積的金屬來(lái)說(shuō)，所需馬力最小；
2. 穿孔坯表面光潔、壁厚均勻；
3. 不像一般斜軋穿孔機(jī)那樣，對(duì)管坯鋼種的要求并不那么嚴(yán)格；
4. 對(duì)穿孔機(jī)軋輥和穿孔坯來(lái)說(shuō)，可以更好地接近理想的表面速度關(guān)系。
而1897年在沒(méi)有進(jìn)行任何試驗(yàn)的條件下，Stiefel 將錐輥式穿孔最佳錐角設(shè)想為56°30”，和20世紀(jì)80年代初 Mannesmann公司在Roth廠安裝的錐輥式穿孔機(jī)采用的2y=55.2°,相差不遠(yuǎn)。
二、不銹鋼管錐輥式穿孔機(jī)的復(fù)興
基于在狄賽爾穿孔機(jī)實(shí)際生產(chǎn)中所取得的經(jīng)驗(yàn)，在20世紀(jì)70年代末期對(duì)穿孔工藝進(jìn)行了旨在提高延伸率、利用擴(kuò)徑效應(yīng)生產(chǎn)薄壁不銹鋼管穿孔坯以及穿軋高合金管等方面的研究。
從理論上講，生產(chǎn)薄壁穿孔坯及穿軋高合金管可由錐輥式穿孔工藝過(guò)程優(yōu)越的金屬變形條件而實(shí)現(xiàn)；從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，則力求在穿軋?zhí)妓劁摴芘鲿r(shí)使穿孔坯接近熱軋成品管的尺寸，即D/S值為20~30。這種穿孔工藝復(fù)興的標(biāo)志是80年代初兩臺(tái)錐輥式穿孔機(jī)投入生產(chǎn)，1981年拉特鋼管廠在Φ273.0mm自動(dòng)軋管機(jī)組中采用錐輥式穿孔機(jī)以取代串列布置的兩臺(tái)斯蒂弗爾穿孔機(jī)。接著，1982年住友海南鋼管廠的Φ114.3mm連續(xù)軋管機(jī)中也采用錐輥式穿孔機(jī)。這兩臺(tái)穿孔機(jī)的主要技術(shù)特征列于表26-1。
拉特不銹鋼管廠錐輥式穿孔機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中有兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)值得一提：
1. 延伸率可達(dá)6:1,能生產(chǎn)長(zhǎng)度為14m,D/S≤30的薄壁穿孔坯；
2. 采用適當(dāng)?shù)目仔驮O(shè)計(jì)，穿軋薄壁穿孔坯時(shí)擴(kuò)徑率要高達(dá)40%,擴(kuò)徑量達(dá)100mm.
三、不銹鋼管錐輥式穿孔機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
不銹鋼管錐輥式穿孔機(jī)是一種古老的穿孔工藝，在20世紀(jì)80年代初期，軋輥水平布置的錐輥式穿孔機(jī)得到了復(fù)興，其工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1. 較高的伸長(zhǎng)率；
2. 在穿孔坯尺寸方面具有較大的靈活性；
3. 能穿軋高合金鋼。
由于軋輥垂直布置的錐輥式穿孔機(jī)兼有錐輥式穿孔工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和狄賽爾穿孔機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，它的出現(xiàn)將穿孔工藝技術(shù)的發(fā)展推向了一個(gè)新的階段。
由于軋輥垂直布置的錐輥式穿孔機(jī)所生產(chǎn)的穿孔坯尺寸接近熱軋成品管，故當(dāng)生產(chǎn)較小口徑的成品管時(shí)，這種穿孔機(jī)可與張力減徑機(jī)聯(lián)用，不設(shè)置軋管機(jī)即可生產(chǎn)熱軋成品管。南非TOSA鋼管廠采用的就是這種工藝。
南非 TOSA不銹鋼管廠開(kāi)始用它進(jìn)行CPS二階段軋管工藝試驗(yàn)，后來(lái)又和MINI-MPM軋機(jī)配套，而MINI-MPM僅采用4個(gè)機(jī)架。這種錐輥式穿孔機(jī)具有穿孔薄壁空心坯的能力，可稱之為近終形穿孔工藝設(shè)備。
美國(guó)Fairfield 不銹鋼管廠于1999年6月進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)采用這種錐輥式穿孔機(jī)以取代壓力穿孔機(jī)（PPM)和延伸機(jī)，改造后生產(chǎn)效率和軋線操作水平大大提高。
