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(bu)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(yu)1891年發(fa)明(ming)方(fang)坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)工藝(yi)，以繞過斜軋穿孔(kong)(kong)工藝(yi)，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)通(tong)過拔管加以延伸，制成無縫鋼管，圖6-1示出(chu)在(zai)水(shui)壓(ya)(ya)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機(ji)上(shang)的(de)變形過程，將(jiang)加熱(re)至(zhi)軋制溫度的(de)方(fang)坯(pi)(pi)放(fang)在(zai)水(shui)壓(ya)(ya)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機(ji)的(de)圓形沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)(mo)中，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)(mo)的(de)內徑比方(fang)坯(pi)(pi)的(de)對(dui)角(jiao)線(xian)大幾毫米，沖(chong)(chong)頭在(zai)沖(chong)(chong)模(mo)(mo)中對(dui)方(fang)坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)出(chu)一(yi)個孔(kong)(kong)，并且使金(jin)屬將(jiang)圓形沖(chong)(chong)模(mo)(mo)和方(fang)坯(pi)(pi)截(jie)面之間(jian)的(de)空隙充滿，這(zhe)一(yi)空隙的(de)面積均等于(yu)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭的(de)截(jie)面積（參見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖孔過程終結時，在沖孔模內(nei)留有(you)(you)具有(you)(you)一定厚度(du)的(de)(de)(de)沖孔坯杯底(di)，形成(cheng)一個厚壁的(de)(de)(de)底(di)部(bu)封(feng)閉的(de)(de)(de)筒狀(zhuang)沖孔坯，在水壓機上可(ke)生產φ50~350mm 鋼(gang)管所(suo)需的(de)(de)(de)空心(xin)坯或(huo)杯狀(zhuang)體，這種(zhong)穿孔工藝(yi)的(de)(de)(de)一個極限值是L/D≤7(D為空心(xin)坯的(de)(de)(de)內(nei)徑；L為空心(xin)坯的(de)(de)(de)長度(du)）。


 最(zui)原始的(de) Ehrhardt 工藝是：沖(chong)孔坯(pi)在式壓力(li)機中延伸拔(ba)制，推桿插入沖(chong)孔坯(pi)后將后者推向(xiang)并(bing)通過拔(ba)管環，拔(ba)管模(mo)的(de)內(nei)(nei)徑(jing)和沖(chong)孔坯(pi)延伸后的(de)外徑(jing)相等(deng)。采(cai)用現代化的(de)沖(chong)孔壓力(li)機和拔(ba)管壓力(li)機，艾哈德工藝可用于壓力(li)容器(qi)和大直徑(jing)厚壁管的(de)生產，其尺寸為內(nei)(nei)徑(jing)1m,長度8m。


 頂(ding)管(guan)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)特征是：“惰輥連軋”，軋制(zhi)功率(lv)來自(zi)與(yu)工(gong)字(zi)(zi)梁(liang)（一般(ban)稱為大(da)齒條，即(ji)在工(gong)字(zi)(zi)梁(liang)上、下兩面所嵌的(de)(de)(de)(de)(de)近(jin)百塊(kuai)齒板）端部(bu)相連的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)(tui)桿，推(tui)(tui)桿的(de)(de)(de)(de)(de)頭部(bu)和(he)芯棒后端的(de)(de)(de)(de)(de)孔穴相配合，以(yi)(yi)便施以(yi)(yi)向(xiang)前的(de)(de)(de)(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)力，推(tui)(tui)桿前進到一定位置(zhi)時，芯棒和(he)管(guan)件繼(ji)續(xu)向(xiang)前，推(tui)(tui)桿則后退，與(yu)芯棒脫開(kai)。因(yin)此沖孔坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)一端必須封閉，成為杯(bei)狀體，其底(di)部(bu)（即(ji)杯(bei)底(di)）承(cheng)受來自(zi)芯棒的(de)(de)(de)(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)力，以(yi)(yi)使空心(xin)坯(pi)通過各孔型延(yan)伸成管(guan)，這個(ge)杯(bei)底(di)，最后被鋸掉，杯(bei)底(di)約重3.5~4.5kg,這是這種工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)一大(da)缺點，對(dui)收(shou)得率(lv)有(you)不良影響。