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)銹鋼管廠，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(de)于(yu)1891年發明方(fang)(fang)坯(pi)(pi)沖孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)，以(yi)繞過斜(xie)軋穿孔(kong)(kong)工(gong)藝(yi)(yi)，沖孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)通過拔管加以(yi)延伸，制(zhi)成無(wu)縫鋼管，圖(tu)6-1示出(chu)在水(shui)壓(ya)(ya)沖孔(kong)(kong)機(ji)上的(de)(de)變(bian)形過程，將加熱至(zhi)軋制(zhi)溫(wen)度(du)的(de)(de)方(fang)(fang)坯(pi)(pi)放(fang)在水(shui)壓(ya)(ya)沖孔(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)圓(yuan)形沖孔(kong)(kong)模中，沖孔(kong)(kong)模的(de)(de)內徑比(bi)方(fang)(fang)坯(pi)(pi)的(de)(de)對(dui)角線大幾毫米(mi)，沖頭在沖模中對(dui)方(fang)(fang)坯(pi)(pi)沖壓(ya)(ya)出(chu)一(yi)個(ge)孔(kong)(kong)，并且使金屬將圓(yuan)形沖模和方(fang)(fang)坯(pi)(pi)截面之間的(de)(de)空隙充(chong)滿，這一(yi)空隙的(de)(de)面積(ji)(ji)均等(deng)于(yu)沖孔(kong)(kong)頭的(de)(de)截面積(ji)(ji)（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)模內留(liu)有具有一(yi)定厚(hou)度的(de)(de)沖(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)杯(bei)底，形成一(yi)個厚(hou)壁的(de)(de)底部封閉的(de)(de)筒(tong)狀沖(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)，在水壓(ya)機上可(ke)生產(chan)φ50~350mm 鋼管所需的(de)(de)空心(xin)(xin)坯(pi)或杯(bei)狀體，這種穿孔(kong)(kong)工藝的(de)(de)一(yi)個極限值是L/D≤7(D為空心(xin)(xin)坯(pi)的(de)(de)內徑；L為空心(xin)(xin)坯(pi)的(de)(de)長度）。


 最原(yuan)始(shi)的(de)(de) Ehrhardt 工(gong)藝是：沖(chong)孔坯在式壓(ya)力機中延(yan)伸(shen)拔制，推(tui)桿插入沖(chong)孔坯后(hou)將后(hou)者推(tui)向(xiang)并通過拔管(guan)環，拔管(guan)模的(de)(de)內(nei)徑(jing)(jing)和沖(chong)孔坯延(yan)伸(shen)后(hou)的(de)(de)外徑(jing)(jing)相等。采用(yong)現代(dai)化的(de)(de)沖(chong)孔壓(ya)力機和拔管(guan)壓(ya)力機，艾哈德(de)工(gong)藝可用(yong)于(yu)壓(ya)力容(rong)器和大直徑(jing)(jing)厚壁管(guan)的(de)(de)生產，其(qi)尺寸為(wei)內(nei)徑(jing)(jing)1m,長度8m。


 頂(ding)管(guan)工(gong)藝的(de)特征是(shi)(shi)：“惰輥連(lian)軋(ya)”，軋(ya)制功率來自與工(gong)字(zi)梁（一(yi)般稱為大齒條，即在工(gong)字(zi)梁上、下兩面(mian)所嵌的(de)近百塊齒板）端部相連(lian)的(de)推(tui)(tui)(tui)桿(gan)，推(tui)(tui)(tui)桿(gan)的(de)頭(tou)部和芯(xin)棒(bang)后(hou)端的(de)孔(kong)(kong)穴(xue)相配合(he)，以便(bian)施(shi)以向前的(de)頂(ding)推(tui)(tui)(tui)力，推(tui)(tui)(tui)桿(gan)前進(jin)到(dao)一(yi)定位置時，芯(xin)棒(bang)和管(guan)件繼續向前，推(tui)(tui)(tui)桿(gan)則(ze)后(hou)退，與芯(xin)棒(bang)脫開。因(yin)此(ci)沖孔(kong)(kong)坯的(de)一(yi)端必須封閉，成(cheng)為杯(bei)狀體，其底(di)部（即杯(bei)底(di)）承(cheng)受來自芯(xin)棒(bang)的(de)頂(ding)推(tui)(tui)(tui)力，以使空心坯通過(guo)各孔(kong)(kong)型延(yan)伸成(cheng)管(guan)，這個(ge)杯(bei)底(di)，最后(hou)被鋸掉(diao)，杯(bei)底(di)約重3.5~4.5kg,這是(shi)(shi)這種工(gong)藝的(de)一(yi)大缺(que)點，對收得率有不良(liang)影(ying)響。