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(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(fa)明方(fang)坯沖孔(kong)(kong)(kong)工藝，以(yi)繞過(guo)斜軋穿孔(kong)(kong)(kong)工藝，沖孔(kong)(kong)(kong)坯通過(guo)拔管加(jia)(jia)以(yi)延伸，制成無(wu)縫鋼管，圖6-1示(shi)出(chu)在水壓沖孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)上的(de)變形(xing)過(guo)程，將(jiang)加(jia)(jia)熱至軋制溫(wen)度的(de)方(fang)坯放在水壓沖孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)圓(yuan)形(xing)沖孔(kong)(kong)(kong)模(mo)中(zhong)，沖孔(kong)(kong)(kong)模(mo)的(de)內徑比方(fang)坯的(de)對角線(xian)大幾(ji)毫米(mi)，沖頭在沖模(mo)中(zhong)對方(fang)坯沖壓出(chu)一(yi)個孔(kong)(kong)(kong)，并且使金屬將(jiang)圓(yuan)形(xing)沖模(mo)和方(fang)坯截面之間的(de)空(kong)(kong)隙(xi)充(chong)滿，這一(yi)空(kong)(kong)隙(xi)的(de)面積均等于沖孔(kong)(kong)(kong)頭的(de)截面積（參見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在(zai)沖孔(kong)(kong)過程終結時，在(zai)沖孔(kong)(kong)模內留有(you)具有(you)一(yi)(yi)定厚度(du)的(de)沖孔(kong)(kong)坯杯底(di)，形成一(yi)(yi)個(ge)厚壁(bi)的(de)底(di)部封閉的(de)筒狀(zhuang)沖孔(kong)(kong)坯，在(zai)水壓(ya)機上可(ke)生產(chan)φ50~350mm 鋼管所需(xu)的(de)空(kong)心(xin)坯或杯狀(zhuang)體，這種穿孔(kong)(kong)工藝的(de)一(yi)(yi)個(ge)極限(xian)值是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(du)）。


 最原始(shi)的(de) Ehrhardt 工藝是：沖(chong)(chong)(chong)孔坯在(zai)式壓(ya)力機中延伸拔(ba)制，推桿插(cha)入(ru)沖(chong)(chong)(chong)孔坯后(hou)(hou)將后(hou)(hou)者推向(xiang)并通過拔(ba)管(guan)環，拔(ba)管(guan)模(mo)的(de)內徑和沖(chong)(chong)(chong)孔坯延伸后(hou)(hou)的(de)外徑相等(deng)。采用現代化的(de)沖(chong)(chong)(chong)孔壓(ya)力機和拔(ba)管(guan)壓(ya)力機，艾哈德工藝可用于壓(ya)力容器和大(da)直(zhi)徑厚壁管(guan)的(de)生產，其尺寸為(wei)內徑1m,長度(du)8m。


 頂(ding)(ding)管(guan)工藝(yi)的(de)特征是：“惰輥連軋”，軋制功率(lv)(lv)來自(zi)與工字梁（一般稱為大齒(chi)條，即在(zai)工字梁上、下兩面所(suo)嵌的(de)近(jin)百塊齒(chi)板(ban)）端(duan)部相連的(de)推(tui)桿(gan)(gan)(gan)，推(tui)桿(gan)(gan)(gan)的(de)頭(tou)部和芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)后端(duan)的(de)孔(kong)穴相配(pei)合，以(yi)便施以(yi)向前的(de)頂(ding)(ding)推(tui)力，推(tui)桿(gan)(gan)(gan)前進到一定(ding)位置(zhi)時(shi)，芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)和管(guan)件(jian)繼續(xu)向前，推(tui)桿(gan)(gan)(gan)則后退(tui)，與芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)脫開。因(yin)此沖孔(kong)坯的(de)一端(duan)必須封閉(bi)，成(cheng)為杯(bei)(bei)狀(zhuang)體，其底(di)(di)部（即杯(bei)(bei)底(di)(di)）承受來自(zi)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)的(de)頂(ding)(ding)推(tui)力，以(yi)使空心(xin)坯通過(guo)各孔(kong)型延伸成(cheng)管(guan)，這個杯(bei)(bei)底(di)(di)，最后被鋸掉，杯(bei)(bei)底(di)(di)約重3.5~4.5kg,這是這種工藝(yi)的(de)一大缺(que)點(dian)，對(dui)收得(de)率(lv)(lv)有不良(liang)影響。