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(nian)發明方(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)工(gong)藝(yi)，以繞過斜軋穿孔(kong)工(gong)藝(yi)，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)坯(pi)通過拔管(guan)加(jia)以延伸，制成(cheng)無縫鋼管(guan)，圖6-1示出(chu)在(zai)水(shui)壓(ya)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)機(ji)上的(de)(de)(de)變形過程(cheng)，將加(jia)熱(re)至軋制溫度(du)的(de)(de)(de)方(fang)坯(pi)放在(zai)水(shui)壓(ya)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)機(ji)的(de)(de)(de)圓(yuan)形沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模中，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模的(de)(de)(de)內(nei)徑比方(fang)坯(pi)的(de)(de)(de)對(dui)角線大幾毫米，沖(chong)(chong)(chong)頭在(zai)沖(chong)(chong)(chong)模中對(dui)方(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)出(chu)一個孔(kong)，并且使金屬將圓(yuan)形沖(chong)(chong)(chong)模和(he)方(fang)坯(pi)截面之間的(de)(de)(de)空隙(xi)充滿，這一空隙(xi)的(de)(de)(de)面積均等于(yu)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)頭的(de)(de)(de)截面積（參(can)見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在(zai)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)過(guo)程終結(jie)時，在(zai)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)模內(nei)留有具有一定厚(hou)度的(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)坯(pi)杯底(di)，形成一個(ge)厚(hou)壁的(de)(de)底(di)部封閉的(de)(de)筒狀沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)坯(pi)，在(zai)水(shui)壓機上可生產φ50~350mm 鋼管(guan)所需的(de)(de)空(kong)心坯(pi)或杯狀體(ti)，這(zhe)種穿孔(kong)(kong)(kong)工藝的(de)(de)一個(ge)極限值是L/D≤7(D為空(kong)心坯(pi)的(de)(de)內(nei)徑；L為空(kong)心坯(pi)的(de)(de)長度）。


 最原始的(de) Ehrhardt 工藝(yi)是：沖(chong)孔(kong)坯(pi)在式壓(ya)力(li)機(ji)中延伸(shen)拔制，推桿(gan)插入沖(chong)孔(kong)坯(pi)后將后者推向(xiang)并(bing)通過拔管(guan)環(huan)，拔管(guan)模的(de)內徑和(he)沖(chong)孔(kong)坯(pi)延伸(shen)后的(de)外徑相等(deng)。采用現(xian)代(dai)化的(de)沖(chong)孔(kong)壓(ya)力(li)機(ji)和(he)拔管(guan)壓(ya)力(li)機(ji)，艾(ai)哈德工藝(yi)可用于壓(ya)力(li)容(rong)器和(he)大直徑厚壁管(guan)的(de)生產，其尺寸為內徑1m,長度8m。


 頂管工藝(yi)的(de)特征是：“惰輥(gun)連軋”，軋制功率(lv)來(lai)(lai)自與工字梁（一(yi)般稱為大(da)齒條，即(ji)在工字梁上、下兩面所嵌的(de)近百(bai)塊齒板）端(duan)部(bu)相連的(de)推(tui)桿，推(tui)桿的(de)頭(tou)部(bu)和芯(xin)(xin)棒(bang)后端(duan)的(de)孔(kong)穴(xue)相配(pei)合，以(yi)便施以(yi)向前的(de)頂推(tui)力，推(tui)桿前進到(dao)一(yi)定位置時，芯(xin)(xin)棒(bang)和管件(jian)繼續向前，推(tui)桿則后退(tui)，與芯(xin)(xin)棒(bang)脫開。因此沖孔(kong)坯的(de)一(yi)端(duan)必須封(feng)閉，成(cheng)為杯狀體，其底(di)(di)(di)部(bu)（即(ji)杯底(di)(di)(di)）承(cheng)受來(lai)(lai)自芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)頂推(tui)力，以(yi)使空心坯通過(guo)各孔(kong)型延(yan)伸成(cheng)管，這個杯底(di)(di)(di)，最(zui)后被鋸掉(diao)，杯底(di)(di)(di)約重(zhong)3.5~4.5kg,這是這種工藝(yi)的(de)一(yi)大(da)缺點，對收得(de)率(lv)有不良影響。