[科普中國]-軋延機(jī)械

軋機(jī)是直接軋延金屬的主機(jī)，它利用旋轉(zhuǎn)的軋輥輾壓坯料,使金屬按規(guī)定的要求產(chǎn)生塑性變形。軋延是生產(chǎn)率最高、成本最低的金屬成形方法，適用于軋延橫斷面相同或有周期性變化的條狀或板狀材料；特殊軋機(jī)可軋制機(jī)械零件或其毛坯以及某些非金屬材料。

簡介概述軋延主要有熱軋和冷軋兩種方式。熱軋是在軋件加熱的條件下進(jìn)行軋延，以降低軋延壓力；冷軋是在室溫下進(jìn)行，可使軋件得到很高的形狀尺寸精度和表面光潔度,并可改善軋件的機(jī)械性能。

簡史18世紀(jì)末，英國的H.科特創(chuàng)造水力驅(qū)動(dòng)的二輥軋機(jī)。1779年，J.皮卡德用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)軋機(jī),使軋機(jī)得到廣泛的應(yīng)用。1783年，英國人發(fā)明軋輥帶孔型的軋機(jī)。1848年，德國人發(fā)明萬能式軋機(jī)。1861年在英國制成棒材和線材的連軋機(jī)組。1885年，德國發(fā)明斜輥無縫鋼管軋機(jī)。1891年，美國鋼鐵公司創(chuàng)建四輥厚板軋機(jī)。1897年在德國成功地應(yīng)用電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋機(jī)。到20世紀(jì)，美國的J.B.泰勒斯發(fā)明帶鋼熱連軋機(jī)組，同期在美國又出現(xiàn)寬帶冷軋機(jī)。30年代始有帶鋼冷連軋機(jī)組。50年代以后，張力和板型控制的大型冷連軋機(jī)組得到發(fā)展，同期還發(fā)明了連續(xù)鑄坯機(jī)，基本上取代了初軋機(jī)，而且與熱連軋機(jī)構(gòu)成聯(lián)合機(jī)組。線材軋機(jī)在20世紀(jì)也有很大的發(fā)展，40年代美國的摩根公司發(fā)明平輥多線連軋機(jī)，50年代出現(xiàn)平輥與立輥交替的四線連軋機(jī)和Y型三輥軋機(jī),60年代又有45°無扭精軋機(jī)問世。

分類軋延機(jī)械可按所軋延的材料分為軋延鋼材的和軋延鋁、銅等有色金屬的兩類。各類軋機(jī)的工作原理和主要結(jié)構(gòu)基本相同，只是軋延的溫度、壓力和速度有所差異。軋機(jī)中使用最多的是軋鋼機(jī)。軋機(jī)又可分為半成品軋機(jī)和成品軋機(jī)。半成品軋機(jī)主要是開坯機(jī)，包括初軋機(jī)、板坯軋機(jī)和鋼坯軋機(jī)。隨著連鑄機(jī)的逐步推廣，某些裝有連鑄機(jī)的鋼廠已不再使用開坯機(jī)開坯。成品軋機(jī)有型材軋機(jī)、軌梁軋機(jī)、線材軋機(jī)、厚板軋機(jī)、薄板軋機(jī)、帶材軋機(jī)、箔帶軋機(jī)、無縫管軋機(jī)、銅板軋機(jī)、鋁板軋機(jī)和某些特殊軋機(jī)。它們的主要區(qū)別是軋輥的布置和輥的形狀不同，并且在精度、剛度、強(qiáng)度和外形尺寸上也有很大的差別。輔機(jī)是成套的輔助設(shè)備，可分為加工用輔助設(shè)備和儲(chǔ)運(yùn)包裝等輔助設(shè)備。加工輔助設(shè)備包括:切成一定尺寸用的各種鋸床、剪斷機(jī)和圓盤剪;精整軋材用的矯正機(jī)和平整機(jī);熱處理用的各種工業(yè)爐(包括推料出料機(jī))和可控氣氛裝置；表面加工和清理用的除鱗(清氧化皮)、拋丸（鐵丸噴射鋼材表面）、酸洗、清洗、鍍層、涂塑、涂油和打印等機(jī)組。儲(chǔ)運(yùn)包裝輔助設(shè)備有運(yùn)錠車、各種輥道、推床(橫移軋件)、升降臺(tái)、翻轉(zhuǎn)機(jī)、回轉(zhuǎn)臺(tái)，以及帶材卷取機(jī)、開卷機(jī)、堆垛機(jī)和打捆機(jī)等。此外，軋延機(jī)械還包括復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和相應(yīng)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，以及先進(jìn)的電氣控制系統(tǒng)。

組成由主電機(jī)、主傳動(dòng)和主機(jī)座（工作機(jī)座）組成。主電機(jī)在需要調(diào)速時(shí)使用直流電機(jī)，不需要調(diào)速時(shí)使用同步或異步（帶飛輪）交流電機(jī)。主機(jī)座由機(jī)架、軋輥、軸承座、壓下裝置和平衡裝置等組成。機(jī)架是承受軋延力的部件，閉式機(jī)架有較好的剛度，但開式機(jī)架換輥較方便。軋輥是軋延金屬的部件，輥身為工作部分，軸頭用于傳動(dòng)。板材軋輥的輥身形狀稱為輥型，型材軋輥的軋槽稱為孔型。壓下裝置用來調(diào)節(jié)軋輥的壓下量。高速帶材軋機(jī)的厚度自控常由液壓壓下裝置來完成。平衡裝置用于消除壓下螺絲等處游隙的影響，以免受載時(shí)產(chǎn)生沖擊。板帶軋機(jī)的主機(jī)座中還設(shè)有液壓彎輥裝置，在輥頸施加附加彎矩而使輥身產(chǎn)生附加撓度，以此來控制帶材的橫向厚度而獲得最佳的板型。1

舉例二輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、用途廣泛。它分為可逆式和不可逆式。前者有初軋機(jī)、軌梁軋機(jī)、中厚板軋機(jī)等。不可逆式有鋼坯連軋機(jī)、疊軋薄板軋機(jī)、薄板或帶鋼冷軋機(jī)、平整機(jī)等。80年代初最大的二輥軋機(jī)的輥徑為1500毫米，輥身長3500毫米，軋制速度3～7米/秒。

三輥軋機(jī)軋件交替地從上下輥縫向左或向右軋制，一般用作型鋼軋機(jī)和軌梁軋機(jī)。這種軋機(jī)已被高效二輥軋機(jī)所取代。

勞特式三輥軋機(jī)上下輥傳動(dòng)，中間輥浮動(dòng)，軋件從中輥的上面或下面交替通過。因中輥的直徑小，可減少軋延力。常用于軋制軌梁、型鋼、中厚板，也可用于小鋼錠開坯。這種軋機(jī)漸為四輥軋機(jī)所取代。

四輥軋機(jī)工作輥直徑較小，傳遞軋制力矩，軋延壓力由直徑較大的支承輥承受。這種軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)剛度高、壓下量大、軋延力小，可軋制較薄的板材。有可逆和連軋兩種，廣泛用作中厚板軋機(jī)、板帶熱軋或冷軋機(jī)以及平整機(jī)等。

五輥軋機(jī)有兩種：一種是C-B-S(接觸-彎曲-拉直)軋機(jī)，它是一種帶有使軋件彎曲的小直徑（為工作輥的1/20）空轉(zhuǎn)輥的四輥軋機(jī)，其壓下量比通常的四輥軋機(jī)大許多倍。軋件圍繞小空轉(zhuǎn)輥發(fā)生塑性彎曲變形，可軋制難變形的金屬和合金帶材。另一種是泰勒軋機(jī)，中間小輥的位置可沿軋機(jī)入口或出口方向調(diào)節(jié)，以保持軋件正確的厚度，用來軋制厚度公差很小的不銹鋼、碳鋼和有色金屬帶材。

HC軋機(jī)高性能的、可控制輥型凸度的軋機(jī)。相當(dāng)于在四輥軋機(jī)的工作輥與支承輥之間增設(shè)一對(duì)可軸向移動(dòng)的中間輥，并將兩中間輥輥身的相應(yīng)端部分別調(diào)整到與帶鋼兩邊緣對(duì)應(yīng)的位置，以提高壓力分布和工作輥彈性壓扁的均勻性，保證帶鋼的尺寸精度并可減少其邊緣的超薄量和開裂等缺陷。HC軋機(jī)宜用作冷軋寬帶鋼。

偏八輥軋機(jī)它是四輥軋機(jī)的變型。工作輥直徑為支承輥的1/6，且作相對(duì)的偏移,以防止工作輥的水平彎曲，軋制力比四輥軋機(jī)小一半。工作輥的穩(wěn)定性好、水平剛度高，可用以軋制須用二十輥軋機(jī)軋制的部分產(chǎn)品。它的結(jié)構(gòu)及其調(diào)整卻比二十輥軋機(jī)簡單得多。這種軋機(jī)可改裝為二、四、八、十六輥幾種型式，適宜多品種的需要，因而又稱多用途軋機(jī)。它有可逆和連軋兩種，用于冷軋難變形鋼、硅鋼和有色金屬帶材。

六輥軋機(jī)由一對(duì)工作輥和兩對(duì)支承輥組成，有較穩(wěn)定的輥系。但它的剛性與四輥軋機(jī)相仿，且操作不便，因而應(yīng)用不廣，一般用于軋制高精度海底電纜的銅帶。

多輥軋機(jī)有十二輥、二十輥和三十六輥 3種型式。軋機(jī)中部一對(duì)直徑最小的軋輥是工作輥，其余均為支承輥。它具有相對(duì)剛度高、壓下量大、軋延力小、可軋極薄的帶材等優(yōu)點(diǎn)。初期的多輥軋機(jī)由工作輥傳動(dòng)，后來用中間支承輥傳動(dòng)。可軋制寬 200～1000毫米，厚0.02～0.0015毫米的箔材。

行星軋機(jī)兩個(gè)大直徑支承輥帶動(dòng)兩組行星輥系，板坯或扁錠一次通過即可熱軋成薄帶，壓下率達(dá)90～95%。若在前道工序配以連鑄機(jī)，后道工序配以平整機(jī)則可簡化熱軋帶鋼的生產(chǎn)工藝。大型行星軋機(jī)的輥身長度可達(dá)1450毫米。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)