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(gang)管(guan)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(gang)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(fang)(fang)坯沖孔(kong)工藝，以(yi)繞(rao)過(guo)(guo)斜軋(ya)穿孔(kong)工藝，沖孔(kong)坯通過(guo)(guo)拔管(guan)加以(yi)延伸(shen)，制(zhi)成無縫鋼管(guan)，圖(tu)6-1示出(chu)(chu)在水(shui)壓(ya)沖孔(kong)機上的(de)(de)變形(xing)過(guo)(guo)程，將加熱(re)至軋(ya)制(zhi)溫度的(de)(de)方(fang)(fang)坯放在水(shui)壓(ya)沖孔(kong)機的(de)(de)圓形(xing)沖孔(kong)模中，沖孔(kong)模的(de)(de)內(nei)徑比方(fang)(fang)坯的(de)(de)對角線大幾(ji)毫米，沖頭在沖模中對方(fang)(fang)坯沖壓(ya)出(chu)(chu)一(yi)個孔(kong)，并且使金屬將圓形(xing)沖模和方(fang)(fang)坯截面之間(jian)的(de)(de)空(kong)隙充滿(man)，這一(yi)空(kong)隙的(de)(de)面積均等于沖孔(kong)頭的(de)(de)截面積（參見圖(tu)6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)孔(kong)(kong)過程終結時，在沖(chong)孔(kong)(kong)模(mo)內留有(you)具有(you)一定厚度的(de)沖(chong)孔(kong)(kong)坯杯底(di)，形成(cheng)一個厚壁的(de)底(di)部封閉的(de)筒狀(zhuang)沖(chong)孔(kong)(kong)坯，在水壓(ya)機上可生(sheng)產(chan)φ50~350mm 鋼管所需(xu)的(de)空心坯或杯狀(zhuang)體，這種穿孔(kong)(kong)工(gong)藝的(de)一個極限值(zhi)是L/D≤7(D為(wei)空心坯的(de)內徑；L為(wei)空心坯的(de)長度）。


 最原始的 Ehrhardt 工(gong)藝(yi)是：沖(chong)(chong)(chong)孔坯(pi)在(zai)式壓(ya)力(li)機中(zhong)延伸拔(ba)制，推(tui)桿(gan)插入沖(chong)(chong)(chong)孔坯(pi)后(hou)將后(hou)者推(tui)向(xiang)并通過拔(ba)管(guan)(guan)環，拔(ba)管(guan)(guan)模的內徑和(he)沖(chong)(chong)(chong)孔坯(pi)延伸后(hou)的外徑相等。采用現代化(hua)的沖(chong)(chong)(chong)孔壓(ya)力(li)機和(he)拔(ba)管(guan)(guan)壓(ya)力(li)機，艾哈德工(gong)藝(yi)可用于壓(ya)力(li)容器和(he)大直(zhi)徑厚壁(bi)管(guan)(guan)的生(sheng)產，其尺寸為內徑1m,長度8m。


 頂(ding)管(guan)工藝的(de)(de)特征是(shi)：“惰輥連(lian)軋”，軋制功率(lv)來自與工字梁（一(yi)般稱(cheng)為大(da)齒條，即(ji)在工字梁上、下兩面(mian)所嵌的(de)(de)近(jin)百塊齒板）端(duan)部相連(lian)的(de)(de)推(tui)桿(gan)，推(tui)桿(gan)的(de)(de)頭部和(he)芯棒(bang)后(hou)端(duan)的(de)(de)孔(kong)穴相配(pei)合(he)，以(yi)便施以(yi)向(xiang)前(qian)的(de)(de)頂(ding)推(tui)力，推(tui)桿(gan)前(qian)進到一(yi)定位置時，芯棒(bang)和(he)管(guan)件繼續(xu)向(xiang)前(qian)，推(tui)桿(gan)則后(hou)退，與芯棒(bang)脫開。因此沖孔(kong)坯的(de)(de)一(yi)端(duan)必須封(feng)閉，成為杯狀體，其底部（即(ji)杯底）承受來自芯棒(bang)的(de)(de)頂(ding)推(tui)力，以(yi)使(shi)空(kong)心(xin)坯通過各孔(kong)型延伸(shen)成管(guan)，這(zhe)個杯底，最(zui)后(hou)被鋸掉，杯底約重3.5~4.5kg,這(zhe)是(shi)這(zhe)種工藝的(de)(de)一(yi)大(da)缺點，對收得(de)率(lv)有不良(liang)影響(xiang)。