Calmes 是在改進方坯連鑄技術和水壓穿孔技術兩個方面技術的基礎上而發展起PPM技術的,在PPM發明之前解決連鑄坯穿孔問題的幾個途徑主要是:


  1. 將連鑄方坯軋成圓坯后,再用斜軋穿孔;


  2. 采用三輥式穿孔機對低碳鋼的連鑄坯穿孔,至于其他鋼種,則用經過軋制的連鑄坯進行穿孔;


  3. 在水壓沖孔機上對連鑄坯進行沖孔。


 而PPM可以直接對連鑄方坯穿孔,這在技術發展史上不能不說是一大進步。


 A.H.Calmes 為發展壓力穿孔工藝而做的大量試驗始自20世紀50年代末,于60年代末制成試驗軋機,接著,在Dalmine 不銹鋼管廠進行了工業性試驗。


  1971年意大利 Dalmine 廠建立了一個由加熱到壓力穿孔的完整工業性試驗車間,試驗證明,壓力穿孔工藝可以實現連鑄方坯的穿孔。所以,1978年8月在意大利Bergamo投產的世界上第一個MPM軋管廠采用了PPM,這臺壓力穿孔機軋輥輥徑為1280mm,電機功率為500kW,推料機的最大推力為2300kN.壓力穿孔機前設有兩個導向裝置,一個是輥式導向裝置,另一個是板式導向裝置。后者是日本八幡廠滾動式導板裝置的一個改進,四塊導板各由液壓缸壓向鋼坯,使方坯保持在中心線上,壓力穿孔機的推桿是一根圓棒,前端有一個方形推頭,在推桿的中部有一個一段1m左右的方形截面的導向段,在其四面鑲有可以更換的耐磨襯板。在推鋼時,這一段方形導向段不通過軋輥,而只是在輥式導向裝置中起導向作用。


  壓力穿孔頂頭和頂桿擰在一起,穿孔結束后,頂桿連同空心坯一起橫向移出到一條輥道上,在此擋住穿孔坯而將頂桿(及頂頭)抽出,穿孔后空心坯的壁厚不均平均為15%,經過一次延伸以后,空心坯的壁厚不均可減去70%.因此荒管的壁厚不均約為±5%,具體數據是:


 對于壁厚為5.5~6.35mm的鋼管ΔS=±7%;


 對于壁厚為15~18mm的鋼管ΔS=3.5%.


  穿孔后的空心坯要在延伸機上延伸,減小管壁厚度,消除壁厚不均。在1961年進行旨在消除壁厚不均的試驗,采用了如上所述的結構方式。后的1964~1965年在一臺16英寸周期軋管機上進行軋管試驗,其簡況如下:管坯為包括不銹鋼在內的各種鋼種的6~5/8英寸方鋼錠,穿孔后空心坯的外徑為8 1/4英寸,壁厚為2英寸,當L/I·D為12.5時,仍然可獲得壁厚均勻的空心坯。在1966年開始設計、制造工藝性試驗的壓力穿孔機,在1969年制成試驗用的壓力穿孔機,所穿孔的空心坯外徑為10~16 1/2英寸。鑒于采用連鑄方坯生產無縫鋼管的重要意義,將1968年試驗計劃的重點放在連鑄坯的穿孔上,接著采用各種鋼種,特別是在斜軋穿孔機上難以穿孔的鋼種,進行了大量的壓力穿孔試驗,其結果如下:9 1/2英寸連鑄方坯,經過加熱、定心、定型和清除氧化鐵皮后,在壓力穿孔機穿成空心坯,其外徑為11 3/4英寸,內徑為6英寸,方坯穿孔時的延伸系數為1.08~1.18,通過軋輥孔型以及出口導套的變換,可以改變空心坯的外徑和延伸系數。當延伸系數為1.10時所得的結果為最好,截面也較圓。但應指出,壓力穿孔法的目的并不在于獲得完全圓的空心坯和較巨大的延長率,而是在不使金屬結構受到不利的應力狀態下,將方形鑄坯穿孔成為內表面質量良好的圓形空心坯,最大的穿孔比L/I·D可達24,而在水壓沖孔機上,穿孔比僅為6,若其后設置延伸機,也只能達到9,在壓力穿孔機上,雖然L/I·D值很高,但其壁厚的偏差仍在允許范圍內。


除了加熱均勻與否以外,影響壁厚不均程度的主要因素是:


  1. 設計方面的因素 入口導套、出口導套、軋輥孔型、頂桿的中心要在一條直線上;


  2. 工具方面的因素 要將穿孔工具的公差值減至最小;


  3. 定心問題 在方坯的前端要有一個準確的中心孔;


  4. 穿孔頂頭和頂桿的強度問題 當方坯加熱溫度為2300~2360 ℉時,頂桿的單位載荷不應超過65kg/m㎡.