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，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(fa)明方(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)工藝，以(yi)繞過(guo)斜軋穿孔(kong)(kong)工藝，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)通過(guo)拔管(guan)加以(yi)延伸，制成無(wu)縫鋼(gang)管(guan)，圖6-1示出在(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機上的(de)(de)變形過(guo)程，將加熱至軋制溫度的(de)(de)方(fang)坯(pi)放(fang)在(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機的(de)(de)圓形沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)中，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)的(de)(de)內徑比方(fang)坯(pi)的(de)(de)對角(jiao)線大幾毫(hao)米，沖(chong)(chong)頭(tou)在(zai)沖(chong)(chong)模(mo)中對方(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)壓(ya)出一個孔(kong)(kong)，并且使金屬(shu)將圓形沖(chong)(chong)模(mo)和(he)方(fang)坯(pi)截面之(zhi)間(jian)的(de)(de)空隙充滿，這一空隙的(de)(de)面積均等于(yu)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)截面積（參(can)見(jian)圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)孔過程終結(jie)時，在沖(chong)孔模(mo)內留有具有一定厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)孔坯杯底，形成(cheng)一個厚(hou)壁的(de)(de)(de)(de)底部(bu)封閉的(de)(de)(de)(de)筒狀(zhuang)沖(chong)孔坯，在水壓機(ji)上可生產φ50~350mm 鋼管(guan)所需的(de)(de)(de)(de)空心坯或(huo)杯狀(zhuang)體，這(zhe)種穿孔工藝的(de)(de)(de)(de)一個極限值是L/D≤7(D為空心坯的(de)(de)(de)(de)內徑；L為空心坯的(de)(de)(de)(de)長度(du)）。


 最原始的(de)(de)(de) Ehrhardt 工藝是：沖(chong)孔(kong)坯(pi)在式壓(ya)(ya)力(li)(li)機中延伸拔(ba)制，推(tui)桿插(cha)入(ru)沖(chong)孔(kong)坯(pi)后將后者推(tui)向并通過拔(ba)管環，拔(ba)管模的(de)(de)(de)內徑和(he)沖(chong)孔(kong)坯(pi)延伸后的(de)(de)(de)外徑相(xiang)等。采用(yong)現代化(hua)的(de)(de)(de)沖(chong)孔(kong)壓(ya)(ya)力(li)(li)機和(he)拔(ba)管壓(ya)(ya)力(li)(li)機，艾哈德工藝可用(yong)于壓(ya)(ya)力(li)(li)容器和(he)大直徑厚壁管的(de)(de)(de)生產，其尺寸為內徑1m,長(chang)度8m。


 頂(ding)管(guan)工藝的(de)(de)特征是(shi)：“惰輥連(lian)軋”，軋制功率來(lai)自與工字(zi)梁（一(yi)(yi)般(ban)稱為(wei)大齒條，即(ji)在工字(zi)梁上、下兩面(mian)所嵌的(de)(de)近百塊(kuai)齒板）端部相(xiang)連(lian)的(de)(de)推(tui)(tui)桿，推(tui)(tui)桿的(de)(de)頭部和芯棒(bang)后端的(de)(de)孔(kong)穴相(xiang)配合，以(yi)便(bian)施(shi)以(yi)向前(qian)(qian)的(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)力，推(tui)(tui)桿前(qian)(qian)進到一(yi)(yi)定位置時，芯棒(bang)和管(guan)件繼續向前(qian)(qian)，推(tui)(tui)桿則后退(tui)，與芯棒(bang)脫開(kai)。因此(ci)沖孔(kong)坯的(de)(de)一(yi)(yi)端必(bi)須封閉，成為(wei)杯(bei)(bei)(bei)狀(zhuang)體，其底(di)(di)部（即(ji)杯(bei)(bei)(bei)底(di)(di)）承受(shou)來(lai)自芯棒(bang)的(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)力，以(yi)使(shi)空心坯通過各孔(kong)型延伸成管(guan)，這(zhe)個杯(bei)(bei)(bei)底(di)(di)，最后被鋸(ju)掉，杯(bei)(bei)(bei)底(di)(di)約重3.5~4.5kg,這(zhe)是(shi)這(zhe)種工藝的(de)(de)一(yi)(yi)大缺點，對收得率有不良影響。