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(bu)銹鋼管廠，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年發明方坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)孔工藝，以繞(rao)過(guo)(guo)斜軋(ya)穿孔工藝，沖(chong)(chong)孔坯(pi)(pi)通過(guo)(guo)拔管加以延(yan)伸(shen)，制成無縫鋼管，圖6-1示出(chu)在(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)孔機上的(de)(de)(de)變形過(guo)(guo)程，將(jiang)加熱至軋(ya)制溫(wen)度的(de)(de)(de)方坯(pi)(pi)放在(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)孔機的(de)(de)(de)圓形沖(chong)(chong)孔模(mo)(mo)(mo)中，沖(chong)(chong)孔模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)內徑比(bi)方坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)對角線大幾毫(hao)米，沖(chong)(chong)頭在(zai)沖(chong)(chong)模(mo)(mo)(mo)中對方坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)壓(ya)出(chu)一(yi)個孔，并且(qie)使金屬將(jiang)圓形沖(chong)(chong)模(mo)(mo)(mo)和方坯(pi)(pi)截面之間的(de)(de)(de)空隙(xi)充滿，這一(yi)空隙(xi)的(de)(de)(de)面積均等(deng)于(yu)沖(chong)(chong)孔頭的(de)(de)(de)截面積（參見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)孔(kong)過程終結時(shi)，在沖(chong)孔(kong)模內(nei)留有具有一定厚度(du)的(de)(de)沖(chong)孔(kong)坯(pi)杯(bei)底，形成一個厚壁的(de)(de)底部封閉的(de)(de)筒狀沖(chong)孔(kong)坯(pi)，在水壓(ya)機(ji)上可生產φ50~350mm 鋼管所(suo)需的(de)(de)空(kong)心坯(pi)或杯(bei)狀體，這種穿孔(kong)工藝的(de)(de)一個極限值(zhi)是(shi)L/D≤7(D為空(kong)心坯(pi)的(de)(de)內(nei)徑(jing)；L為空(kong)心坯(pi)的(de)(de)長度(du)）。


 最原始的(de)(de) Ehrhardt 工藝(yi)是：沖(chong)孔坯(pi)在式(shi)壓力(li)機(ji)(ji)(ji)中(zhong)延(yan)伸拔(ba)(ba)制，推(tui)桿插入沖(chong)孔坯(pi)后將后者(zhe)推(tui)向并通過(guo)拔(ba)(ba)管環，拔(ba)(ba)管模(mo)的(de)(de)內徑(jing)和(he)沖(chong)孔坯(pi)延(yan)伸后的(de)(de)外(wai)徑(jing)相等。采用(yong)(yong)現代化(hua)的(de)(de)沖(chong)孔壓力(li)機(ji)(ji)(ji)和(he)拔(ba)(ba)管壓力(li)機(ji)(ji)(ji)，艾(ai)哈德工藝(yi)可用(yong)(yong)于壓力(li)容器和(he)大直徑(jing)厚(hou)壁管的(de)(de)生(sheng)產(chan)，其尺寸為內徑(jing)1m,長度8m。


 頂管工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)特(te)征是(shi)：“惰(duo)輥連軋”，軋制功率來(lai)自與工(gong)(gong)字梁(liang)（一般稱(cheng)為(wei)大(da)(da)齒條，即(ji)在工(gong)(gong)字梁(liang)上(shang)、下兩面(mian)所嵌的(de)(de)(de)近(jin)百塊齒板(ban)）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)(xin)棒(bang)后(hou)端(duan)的(de)(de)(de)孔穴相配合，以(yi)便(bian)施(shi)以(yi)向前的(de)(de)(de)頂推(tui)(tui)力，推(tui)(tui)桿(gan)前進(jin)到(dao)一定位置時，芯(xin)(xin)棒(bang)和管件繼續(xu)向前，推(tui)(tui)桿(gan)則后(hou)退，與芯(xin)(xin)棒(bang)脫開(kai)。因此沖孔坯(pi)的(de)(de)(de)一端(duan)必須封閉(bi)，成(cheng)為(wei)杯(bei)狀(zhuang)體，其底部（即(ji)杯(bei)底）承受(shou)來(lai)自芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)頂推(tui)(tui)力，以(yi)使空(kong)心坯(pi)通過各孔型延伸(shen)成(cheng)管，這(zhe)個杯(bei)底，最后(hou)被鋸掉，杯(bei)底約重3.5~4.5kg,這(zhe)是(shi)這(zhe)種(zhong)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)一大(da)(da)缺點，對(dui)收得率有不良影響。