[科普中国]-万能轧机

介绍

万能轧机主要用来轧制各类型钢，例如：H型钢、钢轨、工字钢、槽钢、钢板桩、U型钢、L型钢、不等边角钢等各种类型的型钢，因其适用于多品种钢材轧制，故而得名“万能轧机”。

结构特点由一对水平辊和一对立辊组成的且轧辊轴线在同一垂直平面内的型材轧机。立辊可为主动辊，也可为被动辊，但需保证辊面线速度与水平辊一致。在万能轧机（称主机）后或前往往设一架二辊水平轧机，做为辅助成形机架（即轧边端机），主、辅机均为可逆式轧机，在轧制过程中形成连轧。用万能轧机生产钢梁的过程如图所示。

万能轧机的优点是：（1）由四个轧辊所组成的复杂断面孔型，可以使轧件断面上的各组成部分同时受到压缩，因而轧件变形较均匀，轧件断面上各部分的速度差较小；轧件的内应力小；（2）可用小直径的轧辊轧大号钢材，例如可轧出腿部较宽、腰部较高的工字钢，并且可轧制腿内侧无斜度的H型钢； （3）腿部和腰部的压下量可以单独调整，简化了轧机的调整工作，与常规轧法相比，可使产量提高1.8倍，作业率提高10%，轧辊消耗降低20%。

万能轧机的分类万能轧机的形式按结构分，主要可分为四种，即闭口式、UD （Universal-Duo）预应力式、SC（Schloemann-Siemag compact stand）连接板三式和短应力线式轧机。

普通闭口式机架由闭口式牌坊、上下水平辊和轴承座以及立辊辊箱的万能机座组成。换辊时，水平辊和立辊及其轴承座只能从牌坊窗口侧进出。由于万能轧机的水平辊直径大，立辊辊轴座体积也大，而牌坊窗口宽度又必须大于上述两者，因此机架的上横梁较宽，立柱较高，设备重大，机架的刚性也较差。

UD预应力式/短应力机架由带有下水平辊及轴承座的下机架、带有上水平辊及轴承座的上机架和带有立辊的中部等三部分组成，机架的这三部分分别由四根液压的预应力拉杆连在一起，拉杆可向外侧摆出，所加的预应力可达最大轧制力的两倍以上。UD机架轧辊由顶部吊出，机架窗口尺寸只与辊颈、轴承座的大小有关，因此窗口宽度可以减少40%，立柱高度可以减少20%，横梁的轧制压力下的弯曲减小了三分之一，在立柱和横梁的截面尺寸相同的情况下，UD机架刚度大约是闭口机架的3倍。

SC机架的两片牌坊不在水平辊的两侧，而是布置在札辊的前后，用连接板将牌坊与上、下横梁连成一体。轧制时，机架牌坊在轧制力的作用下，成为处于平面受力状态的钢板，使整个机架的强度和刚度得到提高，机架的顶部和侧面都是开口的，换辊方便。这种机架采用偏心结构调节水平辊和立辊开口度，调书范围较小，适用于连轧机组。

短应力线式轧机没有普通的牌坊，承受轧制负荷的部件是一个高刚度的封闭式框架，水平辊竖直方向的压力由包括两个上横梁和两个下横梁、用拉杆连接在一起的系统形式，4根压下螺丝与拉杆连成一体，可以对上、下横梁进行对称于轧制线的调整，与闭口式机架相比，刚性好，设备重量仅为普通闭口式机架的三分之二。目前国内外中小型生产线多数采用这种机型。

UD预应力机架和SC连接板式机架，一般用于生产H400 - 500mm以下的中、小规程产品，大规格H型钢常用闭口式万能机架及紧凑式机架轧机来生产。马钢万能型钢厂采用盼是开轭闭口式万能机架轧机，生产H200 - 600mm的H型钢。此轧机的主要特点是：换辊时，轭框架打开，立辊从框架开口处移出，采用开轭式结构，可以加大框架的厚度提高轧机的刚性，改善闭口式机架刚性差的缺陷。2

发展历程世界上第一套万能轧机建于1902年卢森堡的Arbed（阿尔贝德）厂，但当时轧出的较宽翼缘的工字钢内恻仍有斜度。1908年按照格林轧制法（必须有一架轧边机和一架万能轧机配合使用）在美国伯利恒公司建成了第一个宽翼缘H型钢厂：1914 年德国培因公司也采用同样的方法建成了培因H型钢厂；1955年欧洲煤钢联营开发了IPE钢粱系列，l957年德国的培因H型钢厂生产了第一批IPE钢梁，但直到1970年，工字钢的生产仍占较大比例。

20世纪60年代以后，随着世界钢铁工业的发展，万能轧机得以迅速发展，大多数国家的钢铁界都积极筹建新型的万能轧机。各国充分利用原有的大型轧机和轨梁轧机进行技术改造，这种做法在日本得到普遍采用，从1961年到1972年的大约10年期间，日本先后改造了三个大型厂和一个轨梁厂，主要是引进万能轧机。用了大约时间进行技术改造和改进新技术。到1965年日本已经大量生产H型钢。至20时间60年代末，世界上共有大型轧机74套，轨梁轧机24套，宽边钢梁轧机12套。

在我国，由于政策和技术原因，万能轧机在我国的应用历史很短，长时间以来，我国还不能生产高质量的热轧H型钢。1998年7月马钢从国外引进的万能轧机轧制出中国的第一根H型钢以后，H型钢这一新型钢材品种开始在我国进入一个崭新的时代。

此后，莱钢、日照、津西等型钢厂相继引进国外万能轧机，到2007年，中国万能轧机数量呈现快速增加的态势，其中多数设备为国外高价引进。其中2003年，由天津市中重科技工程有限公司设计制造的300H型钢生产线投产，标志着中国自主研发的万能轧机正式投产。此后由天津中重设计制造的大连正达、唐山盛达、鞍山紫竹（鞍山三轧）、鞍山宝得各型钢厂万能轧机的陆续投产，标志着国产设备从100~600H型钢的万能轧机完全可以国产化。