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(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)計任務(wù)是滿足工藝要求，這兩臺穿孔機均配置了狄塞爾導盤，設(shè)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(shè)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(yīng)，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(shè)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(shè)計結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性相結(jié)合的最佳設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)力狀態(tài)。三向壓應(yīng)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(gòu)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(gòu)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。