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年發明方坯沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)工(gong)藝，以繞過(guo)(guo)斜軋穿孔(kong)(kong)工(gong)藝，沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯通過(guo)(guo)拔(ba)管(guan)加(jia)以延伸，制(zhi)成無縫鋼(gang)管(guan)，圖6-1示(shi)出在(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)機上(shang)的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)過(guo)(guo)程，將加(jia)熱(re)至軋制(zhi)溫度的(de)(de)(de)方坯放在(zai)水壓(ya)沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)機的(de)(de)(de)圓形(xing)沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)中，沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)的(de)(de)(de)內徑比方坯的(de)(de)(de)對角線大幾(ji)毫米，沖(chong)(chong)(chong)(chong)頭在(zai)沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo)中對方坯沖(chong)(chong)(chong)(chong)壓(ya)出一(yi)個孔(kong)(kong)，并且使金屬將圓形(xing)沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo)和方坯截(jie)面(mian)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)空(kong)隙充滿，這一(yi)空(kong)隙的(de)(de)(de)面(mian)積均等于沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)截(jie)面(mian)積（參見圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)孔過程終結時，在沖(chong)孔模(mo)內留有具有一(yi)定厚度(du)的(de)(de)(de)沖(chong)孔坯(pi)(pi)杯底，形成一(yi)個(ge)厚壁(bi)的(de)(de)(de)底部(bu)封閉的(de)(de)(de)筒(tong)狀沖(chong)孔坯(pi)(pi)，在水(shui)壓機(ji)上可生產φ50~350mm 鋼管所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)空心坯(pi)(pi)或(huo)杯狀體，這種(zhong)穿孔工(gong)藝的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)極限值是L/D≤7(D為空心坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)內徑；L為空心坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)長度(du)）。


 最原(yuan)始的 Ehrhardt 工藝是：沖(chong)孔坯(pi)(pi)在(zai)式壓力(li)機中延伸(shen)拔(ba)制，推桿插入沖(chong)孔坯(pi)(pi)后將后者推向并通過拔(ba)管(guan)環，拔(ba)管(guan)模的內徑和沖(chong)孔坯(pi)(pi)延伸(shen)后的外徑相等。采用現代(dai)化的沖(chong)孔壓力(li)機和拔(ba)管(guan)壓力(li)機，艾哈(ha)德工藝可用于壓力(li)容器和大直徑厚壁管(guan)的生產，其尺(chi)寸(cun)為(wei)內徑1m,長度8m。


 頂管工(gong)藝的(de)(de)特征是：“惰輥連(lian)軋(ya)(ya)”，軋(ya)(ya)制(zhi)功率來自與工(gong)字梁(liang)（一(yi)般稱為大齒(chi)條，即(ji)(ji)在工(gong)字梁(liang)上(shang)、下兩面(mian)所嵌的(de)(de)近(jin)百塊齒(chi)板）端(duan)部(bu)相連(lian)的(de)(de)推(tui)桿(gan)(gan)，推(tui)桿(gan)(gan)的(de)(de)頭部(bu)和(he)(he)芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)后端(duan)的(de)(de)孔(kong)穴(xue)相配合，以便施以向(xiang)前的(de)(de)頂推(tui)力(li)，推(tui)桿(gan)(gan)前進到一(yi)定位置時(shi)，芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)和(he)(he)管件(jian)繼續向(xiang)前，推(tui)桿(gan)(gan)則后退，與芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)脫開(kai)。因此沖孔(kong)坯(pi)的(de)(de)一(yi)端(duan)必須封閉，成為杯狀(zhuang)體，其底部(bu)（即(ji)(ji)杯底）承受(shou)來自芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)頂推(tui)力(li)，以使空心(xin)坯(pi)通過各孔(kong)型延(yan)伸成管，這個杯底，最后被鋸(ju)掉，杯底約重3.5~4.5kg,這是這種工(gong)藝的(de)(de)一(yi)大缺點，對收得率有(you)不良(liang)影響。