1. 二輥穿孔機的發(fā)展

  熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中管坯的穿孔主要是在斜軋穿孔機上進行的，直至1970年，在斜軋穿孔機中設有導板的Stiefel穿孔機最為普遍，見圖6-31所示。它也被稱作具有桶形軋輥的穿孔機。由于它的性能好，延伸率可達4、穿孔后空心坯長度可長達8m，所以，它被普遍用于自動軋管機組、連軋管機組和三輥軋管機組中。

Stiefel 斜軋穿孔機的主要特征是：

（1）軋輥水平布置，導板垂直布置；

（2）兩個軋輥由1臺交流電機通過減速箱進行傳動；

（3）采用止推小車使頂桿從毛管中抽出。

在1972年誕生了Diescher穿孔機，見圖6-32。對于穿孔操作運行性能而言，這種穿孔機樹立了新的樣板。

Diescher穿孔機的主要特征是：

（1）軋輥上下布置，導盤則水平布置；

（2）每一個軋輥由1臺水平安裝的直流電機傳動；

（3）在軋出端設有新穎的頂桿更換系統(tǒng)，穿孔過程結(jié)束后帶有頂頭和套有毛管的頂桿橫移，離開軋制中心線，然后離線脫出毛管。

  由于軋輥上下配置，導盤間距容易調(diào)整，具有傳動導盤的穿孔機其前進效率可達到約90％，且導盤磨損小，使導盤重車周期大大延長。因此，更換工具而停產(chǎn)的時間大大減少。軋輥采用單獨電機傳動，傳動軸和軋輥軸夾角小，傳動裝置的運行可靠性很高。由于采用直流電機傳動，穿孔機運行速度可調(diào)，軋制開始時可采用軋輥低轉(zhuǎn)速，待管坯被咬入后提高軋輥速度，這種操作方式，可使軋輥線速度高達9m/s，因此軋制時間縮短。

  新穎的頂桿線外更換系統(tǒng)使穿孔機的節(jié)奏達到3～4p／min（即每分鐘穿3～4支管坯），采用6～8根頂桿循環(huán)使用即可滿足生產(chǎn)要求，穿孔頂頭得以充分冷卻，穿孔頂頭的檢查更換則可在線外進行。在1990年左右，全世界有10余臺Diescher穿孔機在生產(chǎn)，這說明在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力和工具壽命等方面優(yōu)于其他穿孔機，可以應用在各種無縫管機組中。

  雖然Diescher穿孔機得到普遍認可，但在20世紀70年代末，仍然開始了旨在進一步增大斜軋穿孔機延伸率的研究。借助于穿孔時的擴徑作用，進行了生產(chǎn)薄壁穿孔毛管（D／S約30）的研究。此外，還進一步考察了新型穿孔機穿軋合金鋼的能力，由此產(chǎn)生了兩臺錐輥式穿孔機的制造和安裝。1981年曼內(nèi)斯曼鋼管公司在原Φ340mm自動軋管機前安裝了錐輥式穿孔機以取代串列式布置的兩臺Stiefel穿孔機，1982年日本住友海南鋼管廠ф114mm連軋管機組的錐輥式穿孔機投產(chǎn)。

  曼內(nèi)斯曼鋼管公司和住友公司的錐輥式穿孔機的設計任務是滿足工藝要求，這兩臺穿孔機均配置了狄塞爾導盤，設有軋輥喂進角調(diào)整裝置和適當?shù)膫鲃友b置，若穿孔機軋輥是水平布置的，所需要的廠房面積較大，這對一次性投資是不利的。由此對錐輥式穿孔機的設計又進行了研究，其結(jié)果是軋輥垂直布置的錐輥式穿孔機的問世，如圖6-33所示，這是從Diescher 穿孔機移植而來的，其機架和Diescher穿孔機類似，導盤是水平布置的，軋輥采取兩臺電機傳動，但布置在軋出端，其傾斜角度（輾軋角）和軋輥的錐角相適應，其傳動軸和軋輥軸的夾角最小。軋出端可以配置頂桿止推小車或頂桿更換系統(tǒng)。

  圖6-34示出機架的一種特殊設計，它既可采用導盤亦可采用導板。新的軋輥垂直布置的錐輥式穿孔機提供了將錐輥式穿孔機的工藝優(yōu)越性和Diescher穿孔機設計結(jié)構上的優(yōu)越性相結(jié)合的最佳設計。

  在生產(chǎn)薄壁穿孔毛管的過程中也可發(fā)現(xiàn)，只要孔型設計得當，錐形穿孔機的擴徑量可達40％。在無縫軋管機組中，錐輥式穿孔機的高變形能力可以用較少幾種尺寸的管坯（甚至有可能只采用一種尺寸的管坯）軋制出多種尺寸的毛管，若機組中配置有張減機就可生產(chǎn)小直徑管。減少管坯尺寸的種類對降低原料成本，提高鋼管生產(chǎn)的靈活性是很有好處的。

2. 三輥穿孔機的發(fā)展

  由于兩輥錐形穿孔機日趨成熟且廣泛應用，三輥穿孔機相對發(fā)展緩慢。三輥穿孔除了具備兩輥穿孔同樣的效率高、生產(chǎn)靈活的優(yōu)點外，其最大特點是變形區(qū)金屬處于三向壓應力狀態(tài)。三向壓應力不會產(chǎn)生中心破裂，見圖6-35在提高生產(chǎn)能力和改善毛管質(zhì)量方面，比兩輥穿孔具有更大潛力。三輥穿孔機穿出的毛管尺寸精度比兩輥高，可穿軋的合金鋼管的范圍比兩輥大，因此是一種值得推廣的很有發(fā)展?jié)摿Φ臋C型。

  三輥穿孔機的結(jié)構形式和變形特點，更有利于金屬塑性變形，所以大大減少了穿孔時引起的毛管內(nèi)外表面缺陷，更適于穿軋低塑性難變形材料；三輥穿孔結(jié)構和操作均相對簡單，擴大了可穿鋼種的范圍，且更換毛管規(guī)格方便；可以充分利用三輥穿孔機的優(yōu)勢，避開軋制薄壁毛管出現(xiàn)尾三角的缺點。三輥穿孔機不僅可以減少表面缺陷，而且可以降低工具消耗和能耗，并有效地控制投資和生產(chǎn)成本。特別是，三輥穿孔機是CPE頂管機組的一個不錯，甚至更適合的一個選擇。據(jù)報道2017年6月Mannesmann 拉特廠新投產(chǎn)了一臺用于穿孔高合金管坯的三輥穿孔機。見圖6-36所示。