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(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(ai)哈(ha)德于(yu)1891年發(fa)明(ming)方(fang)坯沖(chong)(chong)(chong)孔工藝(yi)，以(yi)繞過斜軋穿孔工藝(yi)，沖(chong)(chong)(chong)孔坯通(tong)過拔管(guan)加以(yi)延伸(shen)，制成(cheng)無縫(feng)鋼管(guan)，圖6-1示(shi)出(chu)在(zai)(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)(chong)孔機上的(de)(de)變形過程，將(jiang)加熱至軋制溫度(du)的(de)(de)方(fang)坯放在(zai)(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)(chong)孔機的(de)(de)圓形沖(chong)(chong)(chong)孔模中(zhong)，沖(chong)(chong)(chong)孔模的(de)(de)內徑比方(fang)坯的(de)(de)對角(jiao)線大幾毫米，沖(chong)(chong)(chong)頭在(zai)(zai)沖(chong)(chong)(chong)模中(zhong)對方(fang)坯沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)出(chu)一個孔，并且使(shi)金(jin)屬將(jiang)圓形沖(chong)(chong)(chong)模和方(fang)坯截(jie)面(mian)之(zhi)間的(de)(de)空隙充(chong)滿，這一空隙的(de)(de)面(mian)積均等于(yu)沖(chong)(chong)(chong)孔頭的(de)(de)截(jie)面(mian)積（參見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)過程終(zhong)結時(shi)，在沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模內留(liu)有具有一(yi)(yi)定厚度的沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)杯(bei)底，形成一(yi)(yi)個厚壁(bi)的底部封閉的筒狀(zhuang)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)，在水(shui)壓機上(shang)可生產φ50~350mm 鋼(gang)管所需的空心坯(pi)或杯(bei)狀(zhuang)體，這種穿孔(kong)(kong)工(gong)藝的一(yi)(yi)個極限值是(shi)L/D≤7(D為(wei)空心坯(pi)的內徑；L為(wei)空心坯(pi)的長度）。


 最原始的(de)(de) Ehrhardt 工藝是：沖孔(kong)坯在式壓力機(ji)中延(yan)(yan)伸(shen)拔(ba)制，推桿(gan)插入沖孔(kong)坯后將后者推向并通過拔(ba)管(guan)環(huan)，拔(ba)管(guan)模(mo)的(de)(de)內(nei)徑和沖孔(kong)坯延(yan)(yan)伸(shen)后的(de)(de)外徑相等。采用(yong)現代化的(de)(de)沖孔(kong)壓力機(ji)和拔(ba)管(guan)壓力機(ji)，艾(ai)哈(ha)德工藝可用(yong)于壓力容(rong)器(qi)和大直徑厚壁管(guan)的(de)(de)生(sheng)產，其尺寸為內(nei)徑1m,長度(du)8m。


 頂管工(gong)藝(yi)的特征是(shi)：“惰輥(gun)連軋”，軋制功率來自與(yu)工(gong)字(zi)梁（一(yi)(yi)般(ban)稱為大齒(chi)條，即(ji)在工(gong)字(zi)梁上、下兩面所嵌的近百塊齒(chi)板）端部(bu)相連的推(tui)(tui)桿，推(tui)(tui)桿的頭部(bu)和(he)芯(xin)(xin)棒后端的孔穴相配(pei)合，以便施以向(xiang)前(qian)的頂推(tui)(tui)力(li)，推(tui)(tui)桿前(qian)進到(dao)一(yi)(yi)定位(wei)置(zhi)時，芯(xin)(xin)棒和(he)管件繼(ji)續向(xiang)前(qian)，推(tui)(tui)桿則后退，與(yu)芯(xin)(xin)棒脫開。因此沖孔坯的一(yi)(yi)端必須封(feng)閉，成為杯狀體，其底(di)部(bu)（即(ji)杯底(di)）承受來自芯(xin)(xin)棒的頂推(tui)(tui)力(li)，以使空心坯通過各(ge)孔型(xing)延伸成管，這個杯底(di)，最后被鋸掉，杯底(di)約(yue)重3.5~4.5kg,這是(shi)這種工(gong)藝(yi)的一(yi)(yi)大缺(que)點(dian)，對收得率有不良影響(xiang)。