當圓鋼斜軋時，不少人發現由于工件中心撕裂而產生孔腔的現象，但是大多數人對此現象不假思索地把它擱置一旁，不作進一步的探究。《曼內斯曼（公司）100年》一書列舉了具有代表性的兩位不銹鋼管界知名人士，，一位是在Dusseldorf Benrath 開有工廠的巴爾克，他在1888年《工程師》上著文稱：“看到了圓鋼斜軋時出現孔腔的現象，但沒有想到生產無縫不銹鋼管的事情”；另一位是當時 Dussel Dorf的工廠主，后來發明頂管工藝的艾哈德先生，由于他對這一現象不夠敏感，另辟蹊徑，發展水壓沖孔工藝，因此他在 Dusseldorf 的 Reisholz 建立 Rheinmetall 工廠，采用頂管環以延伸沖孔坯，由此正式誕生了艾哈德工藝，即“頂管工藝”。


 德文資料稱 Heinrich Ehrhardt為發明家，與曼內斯曼兄弟、斯蒂弗爾并列為三，他早在1893年就發表論文，論述用水壓沖孔機生產空心坯的工藝，1899年在Reisholz建立不銹(xiu)鋼管廠(chang)，所建Rheinmetall 廠生產的無縫鋼管可與曼內斯曼建立不銹鋼管公司的產品抗衡。他所發明的頂管工藝是生產無縫不銹鋼管比較簡單的方法，他在英、美兩國申請獲準的關于無縫鋼管生產的專利共有11項之多。


 艾哈德于(yu)1891年發明(ming)方坯(pi)(pi)(pi)沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)(gong)藝(yi)，以繞(rao)過斜軋穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)(gong)藝(yi)，沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)(kong)坯(pi)(pi)(pi)通(tong)過拔管加以延伸，制(zhi)成無縫(feng)鋼(gang)管，圖6-1示出在(zai)水壓(ya)沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機上(shang)的(de)(de)(de)(de)變形(xing)過程，將(jiang)加熱至軋制(zhi)溫度的(de)(de)(de)(de)方坯(pi)(pi)(pi)放在(zai)水壓(ya)沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機的(de)(de)(de)(de)圓形(xing)沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)(kong)模(mo)中，沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)(kong)模(mo)的(de)(de)(de)(de)內徑比方坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)對角(jiao)線大幾毫米，沖(chong)頭在(zai)沖(chong)模(mo)中對方坯(pi)(pi)(pi)沖(chong)壓(ya)出一個孔(kong)(kong)(kong)(kong)，并且(qie)使(shi)金屬將(jiang)圓形(xing)沖(chong)模(mo)和方坯(pi)(pi)(pi)截面(mian)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)空(kong)隙充滿(man)，這一空(kong)隙的(de)(de)(de)(de)面(mian)積均等于(yu)沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)(de)截面(mian)積（參見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)(chong)孔(kong)過程終(zhong)結(jie)時，在沖(chong)(chong)孔(kong)模(mo)內留有具有一(yi)(yi)定厚(hou)度的沖(chong)(chong)孔(kong)坯杯底，形成一(yi)(yi)個厚(hou)壁的底部封閉的筒狀沖(chong)(chong)孔(kong)坯，在水壓機上可(ke)生產φ50~350mm 鋼(gang)管所需的空(kong)心坯或杯狀體，這種穿孔(kong)工藝的一(yi)(yi)個極限(xian)值是L/D≤7(D為空(kong)心坯的內徑；L為空(kong)心坯的長度）。


 最原始的(de)(de)(de) Ehrhardt 工(gong)藝(yi)是：沖(chong)(chong)孔(kong)坯(pi)在式壓力機(ji)中延(yan)伸拔(ba)制(zhi)，推桿插入沖(chong)(chong)孔(kong)坯(pi)后(hou)將后(hou)者推向并通過拔(ba)管(guan)環，拔(ba)管(guan)模的(de)(de)(de)內徑和(he)沖(chong)(chong)孔(kong)坯(pi)延(yan)伸后(hou)的(de)(de)(de)外徑相等。采用(yong)現代化的(de)(de)(de)沖(chong)(chong)孔(kong)壓力機(ji)和(he)拔(ba)管(guan)壓力機(ji)，艾哈德工(gong)藝(yi)可用(yong)于壓力容器(qi)和(he)大直徑厚壁管(guan)的(de)(de)(de)生產，其(qi)尺寸為內徑1m,長度8m。


 頂管(guan)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)特征(zheng)是：“惰輥連軋(ya)”，軋(ya)制功率來自(zi)與工(gong)(gong)字梁（一般稱為(wei)大齒條，即(ji)在(zai)工(gong)(gong)字梁上(shang)、下(xia)兩(liang)面所嵌的(de)(de)(de)近百塊(kuai)齒板）端(duan)部相連的(de)(de)(de)推(tui)(tui)桿(gan)，推(tui)(tui)桿(gan)的(de)(de)(de)頭部和芯(xin)棒(bang)后端(duan)的(de)(de)(de)孔(kong)穴(xue)相配合，以便施以向(xiang)前(qian)的(de)(de)(de)頂推(tui)(tui)力(li)，推(tui)(tui)桿(gan)前(qian)進到一定(ding)位置(zhi)時，芯(xin)棒(bang)和管(guan)件繼續向(xiang)前(qian)，推(tui)(tui)桿(gan)則后退，與芯(xin)棒(bang)脫(tuo)開。因此沖孔(kong)坯(pi)的(de)(de)(de)一端(duan)必(bi)須封閉，成(cheng)為(wei)杯(bei)(bei)狀體，其底(di)部（即(ji)杯(bei)(bei)底(di)）承受來自(zi)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)頂推(tui)(tui)力(li)，以使空心坯(pi)通過各孔(kong)型延伸成(cheng)管(guan)，這個杯(bei)(bei)底(di)，最后被鋸掉(diao)，杯(bei)(bei)底(di)約重3.5~4.5kg,這是這種工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)一大缺點(dian)，對收得率有不良影響。