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(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(ai)哈德于1891年發(fa)明(ming)方(fang)坯沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)工藝，以繞過(guo)斜軋(ya)穿孔(kong)(kong)工藝，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯通過(guo)拔管加(jia)(jia)以延伸(shen)，制(zhi)(zhi)成無縫鋼管，圖(tu)6-1示出(chu)在(zai)水壓沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機上(shang)的(de)(de)(de)變形(xing)過(guo)程，將加(jia)(jia)熱至(zhi)軋(ya)制(zhi)(zhi)溫度的(de)(de)(de)方(fang)坯放在(zai)水壓沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機的(de)(de)(de)圓(yuan)形(xing)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)中，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)的(de)(de)(de)內(nei)徑比方(fang)坯的(de)(de)(de)對角線大幾毫米，沖(chong)(chong)頭在(zai)沖(chong)(chong)模(mo)中對方(fang)坯沖(chong)(chong)壓出(chu)一個(ge)孔(kong)(kong)，并且使金屬將圓(yuan)形(xing)沖(chong)(chong)模(mo)和方(fang)坯截面之(zhi)間的(de)(de)(de)空(kong)隙(xi)充(chong)滿，這一空(kong)隙(xi)的(de)(de)(de)面積均等(deng)于沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)截面積（參見圖(tu)6-1)。


圖 6-1.jpg


 在(zai)沖(chong)孔(kong)過程終結時，在(zai)沖(chong)孔(kong)模內(nei)留有具有一(yi)定厚(hou)度(du)的(de)(de)沖(chong)孔(kong)坯(pi)杯底(di)，形成一(yi)個(ge)厚(hou)壁(bi)的(de)(de)底(di)部封閉的(de)(de)筒狀(zhuang)沖(chong)孔(kong)坯(pi)，在(zai)水壓機上可生產φ50~350mm 鋼管所需的(de)(de)空(kong)心坯(pi)或杯狀(zhuang)體，這種穿孔(kong)工藝的(de)(de)一(yi)個(ge)極限值(zhi)是(shi)L/D≤7(D為(wei)空(kong)心坯(pi)的(de)(de)內(nei)徑；L為(wei)空(kong)心坯(pi)的(de)(de)長度(du)）。


 最(zui)原(yuan)始的(de) Ehrhardt 工藝(yi)是：沖(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)在式(shi)壓(ya)力機中延伸(shen)拔(ba)(ba)制，推(tui)桿(gan)插入(ru)沖(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)后將后者推(tui)向并通過拔(ba)(ba)管環，拔(ba)(ba)管模的(de)內徑(jing)和沖(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)延伸(shen)后的(de)外徑(jing)相等。采用(yong)現代化的(de)沖(chong)孔(kong)(kong)壓(ya)力機和拔(ba)(ba)管壓(ya)力機，艾哈(ha)德工藝(yi)可用(yong)于壓(ya)力容器和大直徑(jing)厚壁(bi)管的(de)生產(chan)，其尺(chi)寸為內徑(jing)1m,長度8m。


 頂管(guan)工藝的(de)(de)特征(zheng)是：“惰輥連軋(ya)”，軋(ya)制功率來(lai)自與工字梁（一(yi)(yi)般稱為(wei)大齒條，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(bu)相連的(de)(de)推桿，推桿的(de)(de)頭部(bu)和芯棒(bang)后端(duan)的(de)(de)孔(kong)穴(xue)相配合(he)，以便施以向(xiang)前的(de)(de)頂推力，推桿前進到一(yi)(yi)定位置時(shi)，芯棒(bang)和管(guan)件繼續向(xiang)前，推桿則后退，與芯棒(bang)脫開。因此沖(chong)孔(kong)坯的(de)(de)一(yi)(yi)端(duan)必須封(feng)閉，成為(wei)杯(bei)狀(zhuang)體，其(qi)底(di)(di)部(bu)（即(ji)杯(bei)底(di)(di)）承受來(lai)自芯棒(bang)的(de)(de)頂推力，以使空心坯通過各孔(kong)型延伸成管(guan)，這個杯(bei)底(di)(di)，最后被鋸掉(diao)，杯(bei)底(di)(di)約重3.5~4.5kg,這是這種工藝的(de)(de)一(yi)(yi)大缺點，對收得率有不良影(ying)響。