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(bu)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(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。


 艾哈德于(yu)1891年發(fa)明方(fang)(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)工(gong)藝，以(yi)繞過(guo)斜軋穿孔(kong)工(gong)藝，沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)坯(pi)通過(guo)拔管加以(yi)延伸，制(zhi)成無縫鋼管，圖(tu)6-1示出在(zai)(zai)水壓沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)機上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)變形(xing)過(guo)程(cheng)，將(jiang)加熱至軋制(zhi)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)坯(pi)放在(zai)(zai)水壓沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)機的(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)形(xing)沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)模中(zhong)，沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)模的(de)(de)(de)(de)(de)內徑比方(fang)(fang)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)角(jiao)線(xian)大幾毫米，沖(chong)(chong)(chong)(chong)頭(tou)在(zai)(zai)沖(chong)(chong)(chong)(chong)模中(zhong)對(dui)方(fang)(fang)坯(pi)沖(chong)(chong)(chong)(chong)壓出一個孔(kong)，并且使(shi)金屬將(jiang)圓(yuan)形(xing)沖(chong)(chong)(chong)(chong)模和(he)方(fang)(fang)坯(pi)截面(mian)之間的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)隙充滿，這一空(kong)隙的(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)積(ji)均等于(yu)沖(chong)(chong)(chong)(chong)孔(kong)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)截面(mian)積(ji)（參見(jian)圖(tu)6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖孔(kong)過程終結時，在沖孔(kong)模內(nei)留(liu)有具有一定(ding)厚度(du)的(de)(de)沖孔(kong)坯(pi)杯(bei)底(di)，形成一個厚壁的(de)(de)底(di)部封閉的(de)(de)筒狀沖孔(kong)坯(pi)，在水壓(ya)機上可生產φ50~350mm 鋼管所需的(de)(de)空心(xin)坯(pi)或杯(bei)狀體，這(zhe)種穿(chuan)孔(kong)工(gong)藝的(de)(de)一個極限值是L/D≤7(D為空心(xin)坯(pi)的(de)(de)內(nei)徑；L為空心(xin)坯(pi)的(de)(de)長度(du)）。


 最原始(shi)的(de) Ehrhardt 工藝(yi)是：沖(chong)孔(kong)(kong)坯在式壓(ya)力機(ji)中(zhong)延伸拔(ba)制，推(tui)桿(gan)插入沖(chong)孔(kong)(kong)坯后(hou)將后(hou)者(zhe)推(tui)向并(bing)通過拔(ba)管(guan)(guan)環，拔(ba)管(guan)(guan)模的(de)內徑(jing)和(he)(he)沖(chong)孔(kong)(kong)坯延伸后(hou)的(de)外徑(jing)相等。采(cai)用現代化的(de)沖(chong)孔(kong)(kong)壓(ya)力機(ji)和(he)(he)拔(ba)管(guan)(guan)壓(ya)力機(ji)，艾哈德工藝(yi)可用于壓(ya)力容器(qi)和(he)(he)大直徑(jing)厚壁管(guan)(guan)的(de)生產，其尺寸(cun)為內徑(jing)1m,長(chang)度8m。


 頂(ding)管工(gong)藝(yi)的(de)(de)特征是：“惰(duo)輥連軋(ya)(ya)”，軋(ya)(ya)制功率來(lai)自與工(gong)字梁（一般稱為(wei)大齒(chi)條，即在工(gong)字梁上、下兩面所嵌的(de)(de)近百塊齒(chi)板）端(duan)(duan)部相連的(de)(de)推桿，推桿的(de)(de)頭部和芯(xin)(xin)棒(bang)后(hou)端(duan)(duan)的(de)(de)孔穴相配合(he)，以便施以向前(qian)的(de)(de)頂(ding)推力，推桿前(qian)進到一定位置時，芯(xin)(xin)棒(bang)和管件繼續(xu)向前(qian)，推桿則后(hou)退，與芯(xin)(xin)棒(bang)脫開。因此沖孔坯(pi)的(de)(de)一端(duan)(duan)必須封(feng)閉，成為(wei)杯狀(zhuang)體，其(qi)底部（即杯底）承(cheng)受來(lai)自芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)頂(ding)推力，以使空(kong)心坯(pi)通(tong)過各(ge)孔型延伸成管，這個杯底，最后(hou)被鋸掉，杯底約(yue)重3.5~4.5kg,這是這種工(gong)藝(yi)的(de)(de)一大缺點，對收得率有不良影(ying)響。