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(guan)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1891年發明方坯(pi)(pi)(pi)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)工藝，以(yi)繞過(guo)斜軋穿(chuan)孔(kong)(kong)工藝，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)(pi)通過(guo)拔管加以(yi)延伸，制成無縫鋼管，圖(tu)6-1示出(chu)在(zai)水(shui)壓(ya)(ya)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)機上的(de)變形(xing)過(guo)程，將加熱(re)至(zhi)軋制溫度的(de)方坯(pi)(pi)(pi)放在(zai)水(shui)壓(ya)(ya)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)機的(de)圓形(xing)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)中，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)的(de)內徑比方坯(pi)(pi)(pi)的(de)對(dui)角線大幾毫米，沖(chong)(chong)(chong)頭在(zai)沖(chong)(chong)(chong)模(mo)中對(dui)方坯(pi)(pi)(pi)沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)(ya)出(chu)一(yi)個孔(kong)(kong)，并(bing)且使(shi)金屬(shu)將圓形(xing)沖(chong)(chong)(chong)模(mo)和方坯(pi)(pi)(pi)截(jie)面(mian)之間的(de)空(kong)隙(xi)(xi)充滿，這(zhe)一(yi)空(kong)隙(xi)(xi)的(de)面(mian)積均等于沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭的(de)截(jie)面(mian)積（參見(jian)圖(tu)6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖孔(kong)過程終結時，在沖孔(kong)模內留有(you)具有(you)一定厚度的(de)沖孔(kong)坯杯底，形(xing)成一個(ge)厚壁的(de)底部(bu)封閉的(de)筒狀沖孔(kong)坯，在水壓機上可生(sheng)產φ50~350mm 鋼管所需的(de)空(kong)心(xin)坯或杯狀體(ti)，這種(zhong)穿(chuan)孔(kong)工藝的(de)一個(ge)極限值是(shi)L/D≤7(D為(wei)空(kong)心(xin)坯的(de)內徑(jing)；L為(wei)空(kong)心(xin)坯的(de)長度）。


 最原始的(de)(de) Ehrhardt 工藝(yi)是：沖孔(kong)(kong)坯(pi)在式壓(ya)力機中延伸(shen)拔制，推(tui)桿插入沖孔(kong)(kong)坯(pi)后將后者推(tui)向并通過(guo)拔管(guan)(guan)(guan)環，拔管(guan)(guan)(guan)模(mo)的(de)(de)內徑(jing)(jing)和(he)沖孔(kong)(kong)坯(pi)延伸(shen)后的(de)(de)外徑(jing)(jing)相等。采用(yong)現代化的(de)(de)沖孔(kong)(kong)壓(ya)力機和(he)拔管(guan)(guan)(guan)壓(ya)力機，艾(ai)哈(ha)德工藝(yi)可(ke)用(yong)于壓(ya)力容器和(he)大直徑(jing)(jing)厚(hou)壁管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)生產(chan)，其(qi)尺(chi)寸為內徑(jing)(jing)1m,長度8m。


 頂管(guan)工藝(yi)的(de)(de)特征是：“惰(duo)輥連(lian)軋(ya)”，軋(ya)制(zhi)功(gong)率(lv)來自與(yu)工字(zi)梁(liang)（一(yi)般稱為(wei)(wei)大(da)齒條，即(ji)(ji)在工字(zi)梁(liang)上(shang)、下兩面所嵌的(de)(de)近百塊齒板）端部相連(lian)的(de)(de)推(tui)(tui)桿(gan)，推(tui)(tui)桿(gan)的(de)(de)頭部和(he)芯(xin)棒(bang)后(hou)端的(de)(de)孔穴相配合，以便施以向前(qian)的(de)(de)頂推(tui)(tui)力(li)，推(tui)(tui)桿(gan)前(qian)進到一(yi)定位置時，芯(xin)棒(bang)和(he)管(guan)件繼(ji)續向前(qian)，推(tui)(tui)桿(gan)則后(hou)退(tui)，與(yu)芯(xin)棒(bang)脫開。因此沖孔坯的(de)(de)一(yi)端必須(xu)封閉，成為(wei)(wei)杯狀體，其底(di)部（即(ji)(ji)杯底(di)）承受來自芯(xin)棒(bang)的(de)(de)頂推(tui)(tui)力(li)，以使空(kong)心坯通過各(ge)孔型延伸(shen)成管(guan)，這個(ge)杯底(di)，最(zui)后(hou)被(bei)鋸掉，杯底(di)約重3.5~4.5kg,這是這種工藝(yi)的(de)(de)一(yi)大(da)缺點，對收得率(lv)有不良(liang)影響。