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1891年發明方坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)工(gong)藝，以繞過斜軋穿孔(kong)(kong)工(gong)藝，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)通過拔管(guan)加以延伸，制成無縫(feng)鋼(gang)管(guan)，圖(tu)6-1示出在水壓沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)機上的(de)(de)(de)變形(xing)(xing)過程，將加熱至軋制溫度的(de)(de)(de)方坯(pi)(pi)放在水壓沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)機的(de)(de)(de)圓形(xing)(xing)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)中，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)的(de)(de)(de)內(nei)徑比方坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)對角線大幾毫米，沖(chong)(chong)(chong)頭在沖(chong)(chong)(chong)模(mo)中對方坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)(chong)壓出一(yi)個孔(kong)(kong)，并且使金屬將圓形(xing)(xing)沖(chong)(chong)(chong)模(mo)和方坯(pi)(pi)截面(mian)(mian)之間(jian)的(de)(de)(de)空隙充滿，這一(yi)空隙的(de)(de)(de)面(mian)(mian)積均(jun)等(deng)于沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)截面(mian)(mian)積（參見圖(tu)6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)孔(kong)過程終結時，在沖(chong)孔(kong)模(mo)內(nei)留(liu)有(you)具有(you)一定厚(hou)(hou)度(du)的(de)(de)沖(chong)孔(kong)坯(pi)(pi)杯(bei)底，形成一個厚(hou)(hou)壁的(de)(de)底部封閉的(de)(de)筒狀沖(chong)孔(kong)坯(pi)(pi)，在水壓機上可生產φ50~350mm 鋼(gang)管所需的(de)(de)空心坯(pi)(pi)或杯(bei)狀體，這種穿孔(kong)工藝的(de)(de)一個極(ji)限值(zhi)是L/D≤7(D為空心坯(pi)(pi)的(de)(de)內(nei)徑(jing)；L為空心坯(pi)(pi)的(de)(de)長度(du)）。


 最(zui)原始的 Ehrhardt 工藝是：沖孔(kong)坯(pi)在式壓(ya)(ya)力(li)機中延(yan)(yan)伸拔(ba)制，推桿插入沖孔(kong)坯(pi)后(hou)將后(hou)者(zhe)推向(xiang)并通過(guo)拔(ba)管(guan)環，拔(ba)管(guan)模的內徑(jing)(jing)和(he)沖孔(kong)坯(pi)延(yan)(yan)伸后(hou)的外徑(jing)(jing)相等。采(cai)用(yong)現代(dai)化的沖孔(kong)壓(ya)(ya)力(li)機和(he)拔(ba)管(guan)壓(ya)(ya)力(li)機，艾(ai)哈德(de)工藝可(ke)用(yong)于壓(ya)(ya)力(li)容(rong)器和(he)大直(zhi)徑(jing)(jing)厚壁管(guan)的生產，其尺寸為內徑(jing)(jing)1m,長度(du)8m。


 頂(ding)管工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)特(te)征是：“惰(duo)輥連軋(ya)(ya)”，軋(ya)(ya)制功率來(lai)自與工(gong)(gong)字梁（一(yi)般稱為大齒條，即(ji)在工(gong)(gong)字梁上、下兩面(mian)所嵌(qian)的(de)(de)(de)(de)近百塊齒板）端部(bu)相連的(de)(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)桿，推(tui)(tui)(tui)桿的(de)(de)(de)(de)頭部(bu)和芯(xin)棒(bang)后端的(de)(de)(de)(de)孔穴相配合，以便施(shi)以向前的(de)(de)(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)(tui)力(li)，推(tui)(tui)(tui)桿前進(jin)到一(yi)定位置時，芯(xin)棒(bang)和管件繼續向前，推(tui)(tui)(tui)桿則(ze)后退，與芯(xin)棒(bang)脫開。因此沖(chong)孔坯(pi)的(de)(de)(de)(de)一(yi)端必須封閉，成為杯(bei)(bei)(bei)狀體，其底(di)(di)部(bu)（即(ji)杯(bei)(bei)(bei)底(di)(di)）承受來(lai)自芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)(tui)力(li)，以使空心(xin)坯(pi)通過各孔型延(yan)伸成管，這(zhe)個杯(bei)(bei)(bei)底(di)(di)，最(zui)后被(bei)鋸(ju)掉，杯(bei)(bei)(bei)底(di)(di)約(yue)重3.5~4.5kg,這(zhe)是這(zhe)種工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)一(yi)大缺點，對收得率有不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)。