中厚板轧机选型是一项非常重要的工作，过去曾发生过多起中厚板轧机选型失笔之憾。1976年日本大分厂新建厚板轧机时，原设计方案选用3800mm双机架轧机，并已做了大量前期工作，之后毅然决然改成5500mm单机架轧机，耽误工期近3年之久。1970年德国迪林根厂新建成4300mm精轧机，并预留出粗轧机位置，而1985年扩建时把尺寸放大，增建5500mm粗轧机，发现粗精轧机尺寸差太大，于是又把4300mm换成4800mm，组成5500mm加4800mm双机架轧机，精整线也做了相应修改，这是选型不慎的后果。1962年法国敦克名克厂新建成4320mm单机架轧机，1984年为了增产和生产更宽钢板扩建时，新建一架5000mm精轧机，组成4320mm加5000mm双机架轧机，由于布置距离和粗精轧机尺寸差太大，至今轧机能力得不到充分的发挥。上述列举例子，主要是轧机选型不当所造成的，不但在经济上造成很大的损失，而且也给生产发展带来很大困难。因此，轧机选型工作越来越受到建厂者的重视。轧机选型包括轧机的大小、组成及型式等3个问题，笔者对中厚板轧机的选型和系列提出了一些看法，供作参考。新建和改建工程前期工作中，首当其冲是确定轧机大小问题。几乎所有厂都论证过这个问题，多方面加以比较，应该说，确定轧机的大小，不仅取决于钢板宽度，还应当考虑其它多种因素。板宽取决于用户和轧机的大小。一般来说，轧机工作轧辊辊身长度减去200mm(以前是减去300mm)，即为生产成品的最大板宽。特别情况减去150mm也能轧出来，如5500mm轧机曾生产出5350mm宽板，4200mm轧机生产出4050mm板宽时，轧制板宽实际已达4150mm，几乎碰到机架牌坊，因此，操作上需要非常小心。造船和长输管线是由中厚板轧机大批量提供宽板的用户。船用钢板最宽达4500mm，选用4800mm轧机已能满足。日本和德国建成5500mm轧机，主要是满足1626mm大直径UOE焊管用板的需要，这种大焊管机组日本有2套，德国有1套，目前，全球铺设天然气远输管线的最大管径只达1422mm，至今还未建设过1626mm直径管线，因此，5500mm轧机也未大批量生产过1626mm管用板。UOE焊管机组必须由宽厚板轧机供板，其搭配关系如表1所示。UOE焊管 | 宽厚板轧机 |
/mm | 最大板宽/mm | 工作轧辊身长/mm | 生产最大板宽/mm |
914 | 2850 | 3300 | 3100 |
1067 | 3330 | 3800 | 3600 |
1210 | 3830 | 4300 | 4100 |
1422 | 4470 | 4800 | 4600 |
1626 | 5110 | 5500 | 5300 |
另外，板宽除满足镜板、桥墩板、机器结构用板及大型建筑用板以外，尚需供应特大军舰用板。二次大战前，1918年美国留肯司公司科茨维尔厂建成5230mm轧机，1940年前苏联莫斯科厂投产5300mm轧机、德国多特蒙德厂投产5000mm轧机，1941年日本制钢公司室兰厂投产一台用蒸汽机驱动的5280mm轧机，随后英国、法国及西班牙等国又相继投产许多台宽厚板轧机。这些轧机主要是为了供应航母用板。航母用板板面及单重大，又长又宽，焊缝少。因此，需要建设大的宽厚板轧机。中厚板轧机生产能力取于决轧机的大小、组成与型式。轧机愈大产量愈高，如要求产量200万t，轧机应选用4800mm以上。如产量要求为60～70万t的话，可以选用2300mm双机架轧机，也可选用2800mm单机架轧机，后者投资省，厂房短，设备吨位小，且板宽大500mm，市场覆盖面也大，一般应优选。选用轧机大小与年产量的关系如表2所示。表2所列是采用控制轧制和板型控制后的数据，一般来说，采用这两项工艺后产量会有所下降。序号 | 轧机大小/mm | 年产量/万t |
4h单机架 | 4h＋4h双机架 |
1 | 2300 | 40～50 | 60～70 |
2 | 2800 | 60～70 | 80～100 |
3 | 3300 | 70～80 | 130～150 |
4 | 3800 | 80～100 | 150～170 |
5 | 4300 | 90～130 | 170～190 |
6 | 4800 | 120～150 | 190～250 |
7 | 5300 | 150～180 | 260～320 |
轧机越大，钢板单重也越大。要求钢板单重大的产品有高压锅炉、容器、桥梁、水坝、舰船、海上平台、原子能设备、火箭外壳、高炉炉壳、机器结构件及大型建筑等。目前，国内生产30万kW发电机组用高压锅炉板单重达43t，这类钢板舞钢生产也有困难，宝钢5000mm轧机可以轧制。当年建设九江大桥时，桥梁板厚50mm，长达18m，单重有11t多，由鞍钢2800mm轧机生产，因单重与尺寸满足不了，只有铁道部增加焊缝，修改钢板尺寸；当年宝钢高炉用钢板因单重和尺寸太大，舞钢也承担不了，最后也只好修改结构。连铸板坯厚度与宽度的调节范围不大，一般最厚达340mm，最宽达2400mm，唯一能调节的是长度，而长度又受轧机大小的限制，一般板坯最大长度比轧机工作轧辊身长短200mm，如5500mm轧机用坯的最大长度达5300mm时，则原料最大单重为24t。若采用4300mm轧机时原料重不到19t，两者差5t。如果要求生产24t以上钢板的话，只有采用大的钢锭或压制坯作为原料。可见，钢板单重是受轧机大小制约的。随着用户要求的提高与技术的进步，对钢板的同板性能差的要求越来越小，甚至要求供应均质板。目前，热带的纵横向бb之差达27.2MPa，δ之差达2.46%，aK之差达6.1J，而中厚板бb只2.65MPa，δ只0.97%，aK只2.4J，比热带钢小一倍以上。由于横向性能小于纵向性能，用户都按最低性能取料。因此，钢板性能差越大，材料损失也越大。目前，除中厚板轧机生产中厚板以外，还有传统热带轧机，CSP机组和炉卷轧机也能生产中厚板。前者多采用纵横轧结合工艺，因此纵横向性能差比较小，而后3种轧机基本上采用纵轧到底，因此，纵横向性能差比较大，用途方面必然受到一定的限制。轧机越大，轧制成钢板宽度越大，而通常用途钢板宽度在1600～2400mm之间的比较多，如果用5000mm轧机的话，可以轧制成宽度3200～4800mm钢板，经剪切线纵向剖分两块1600～2400mm钢板，或者剖分成两张不同宽度钢板，成材率可比单倍尺钢板高3%～4%。若以年产100万t双倍尺宽板计，每年可多产钢板约3～4万t，收益达5～6千万元以上，即使不采用剖分生产，而生产宽厚板的成材率也比生产窄板高很多，如日本水岛厂5490mm轧机的成材率已达到96%以上。另外轧机越大，原料也越大，还可以按多倍尺长度生产，减少切头尾量，大大提高成材率。轧机越大，越符合于规模经济效益，不仅单位产量的投资少，而且生产成本较低。轧机小，技术含量少，国外都把小的轧机先淘汰掉，留下来都是大的轧机。目前我国小轧机还有很多，应逐年淘汰掉一部分。传统中厚板轧机的组成，基本上只有单机架和双机架两种型式，目前，全球宽厚板轧机单机架约占2/3，双机架约占1/3，但两者的产量相差不多。选用单机架还是双机架轧机，主要取决于产量，其次是一次投资，而质量的差别不大。在产量和投资不受限制的条件下，采用双机架轧机是比较经济的。一般地说，双机架轧机的设备吨位比单机架轧机重20%～30%，而产量却可增大60%～100%。中厚板生产工艺分为粗轧和精轧两个阶段轧制。粗轧阶段主要是完成成型和宽展工作，而精轧阶段主要是完成伸长轧制及性能与板型控制。宽展轧制需要90°转钢进行横轧，这是中厚板生产所固有的特色。对单机架轧机来说，粗、精轧只能在一个机架上完成，而双机架轧机则在粗轧机和精轧机上分别完成。将两种不同操作的工艺分配到两个机架上完成是比较合理的，而且粗、精轧机的主电动机功率与转速、轧辊材质、压下调整等均可合理匹配。目前中厚板轧机采用HAGC和计算机自动控制已很普及。在双机架轧机上将粗、精轧合理地分配到两个机架上完成，因此在精轧机上实施自动化操作就比较容易，而单机架轧机实现自动化操作的难度就比较大。双机架轧机由于规模与投资的限制，可以先建一架，预留第二架。一般都先建精轧机，预留好粗轧机。如果先建粗轧机的话，粗轧机至除鳞箱距离应满足成品板前一道次轧件长度的要求，其距离必然会拉大。若考虑控轧待温整块中间板的要求，其距离需更大，使轧制作业线长度增加。当二期精轧机投产后，除鳞箱至粗轧机距离就太大，增加炉子至粗轧机的送钢时间，也浪费了一大段辊道设备。另外，粗轧机用的板型装置和机后快冷装置，二期就有被闲置或搬家的可能，会造成一定的浪费。还有粗、精轧机主电动机的功率，转速及轧机开口度、压下调整速度也不一样，一般来说，精轧机功率大、转速高、开口度小、压下调整速度低。粗轧机上轧制一些薄而硬的产品会受到一定的限制，而且对钢板精度也有一定的影响。如采用大钢锭和大单重的原料时，对先建的精轧机也会造成影响。开口度加大后，轧机刚度会降低。一般做法是一期不吃大原料，精轧机性能保持基本不变，必要时，开口度适当地加大一些，以不降低刚度为准则。预留做法在日本比较普遍，川崎水岛一厂1967年建4080mm精轧机，1969年增建4700mm粗轧机，发现精轧机小了，因此将粗轧机加大了；神户加古川厂1968年建4724mm精轧机，1970年增建4724mm精轧机，两架完全一样；新日铁名古屋厂1968年建4700mm精轧机，1975年增建4800mm粗轧机，把粗轧机加大100mm；日本钢管福山厂1968年建4700mm精轧机，1970年增建4700mm粗轧机；住友金属鹿岛厂1970建4800mm精轧机，1974年增建5350mm粗轧机，粗轧机加大比较多；川崎千叶厂1960年建4216mm精轧机，1973年增建3500mm粗轧机，粗轧机小很多，这种情况比较少，现已停产了。另外，韩国浦项厂1978年建4724mm精轧机，1989年增建4724mm粗轧机，长达11年之久才组成双机架轧机；德国迪林根厂1970年建4300mm精轧机，机前厂房和辊道都未建，加热好板坯用小车运至轧机前受料辊道上，1985年增建5500mm粗轧机，因两架尺寸差太大，于是将4300mm精轧机改成4800mm精轧机，组成全球最大5500mm加4800mm双机架轧机，以满足UOE大口径直缝焊管机组用板的要求。法国敦克尔克厂在1962建成4320mm单机架轧机，为了增产更宽钢板，1984年改建时，在机后增设一架5000mm精轧机，将原有4320mm作为粗轧机，组成为4320mm加5000mm双机架轧机，可作为先建粗轧机后建精轧机的一个特例。轧机组成中还有附设立辊轧机的问题，存在东西方两种不同的风格，以德国和俄罗斯为代表的西方派，不主张附设立辊轧机。以日本、韩国及中国为代表的东方派，不但在粗轧机上采用，也在精轧机上附设。主要用于平面板型控制，一般成材率可提高约1%～3%，但由于轧边道次间歇时间增加，一般会使轧机生产能力降低约10%～20%。日本11台4200mm以上轧机中有6台附设立辊轧机，其中水岛厂5490mm轧机后近接立辊轧机，实现了MAS和TFP相结合的新工艺，成为全球性能最高的一台立辊轧机。韩国浦项厂4724mm加4724mm双机架轧机在粗轧机和精轧机前近接附设各一台立辊轧机，这是全球双机架精轧机上附设的第一台立辊轧机。另外该厂4300mm轧机前也近接附设一台立辊轧机，共有3台近接立辊轧机。我国宝钢5000mm轧机先建精轧机后近接有立辊轧机，预留粗轧机后也附设立辊轧机；新余厂3800mm双机架轧机粗、精轧机后也各设一台立辊轧机。我国新建3800mm以上轧机大部分都附设有立辊轧机，立辊轧机总台数已超过日本，占全球第一。德国杜伊斯堡3900mm，迪林根5500mm加4800mm及埃森博格3700mm；俄罗斯下塔吉尔5000mm，伊尔诺斯克5000mm，莫斯科镰刀和锤子5300mm及与格尼托哥尔斯克5000mm，两国主要轧机都不附设立辊轧机。另外，德国为伊朗阿瓦士厂建设4800mm轧机也不附设立辊轧机，而为瑞典奥克塞洛森德厂新建3800mm轧机，因是炉卷轧机粗轧机，故设有立辊轧机。单机架中厚板轧机国外只有一种类型，即四辊式。国外二辊式和三辊劳特式多数已被淘汰掉，我国也正在淘汰中。双机架轧机有三辊式加四辊式，二辊式加四辊式及四辊式加四辊式等3种型式。前一种已趋淘汰，第二种也不新建，第三种是目前采用的主要型式。三辊式加四辊式轧机的主要缺点是三辊劳特式轧机的薄弱环节依然没有克服。因此，与三辊劳特式单机架轧机一样，同属全球上被淘汰轧机之列。目前，我国还有2台，应加速淘汰或改造的步伐。四辊式加四辊式与二辊式加四辊式轧机相比，前者生产钢板质量好、产量高、灵活性大，备品备件少，但设备吨位重，投资大。后者的优缺点恰好相反，且适合于轧制钢锭。因为二辊式轧机工作轧辊直径比四辊式轧机大，允许咬入角也大，便于轧制钢锭时的咬入。然而，连铸生产的迅速发展，大部分中厚板轧机已不再采用钢锭作为原料，故不存在轧制钢锭时四辊式轧机受咬入角限制的问题。在主电动机功率与轧制力矩相同的条件下，四辊式轧机工作轧辊直径比二辊式轧机小，而道次压下量比二辊式轧机大，轧制道次可减少。因此，轧机生产能力大。另外，二辊式轧机刚度低，轧辊挠度大，钢板横向厚差较大，形成有较大的舌头、鱼尾及镰刀弯等不规则的板型，不但成材率显著下降，板型急剧恶化，而且还对精轧机操作和自动化控制带来极大不利。为便于设备的标准化，中厚板轧机系列分为8个级别，优先数为500mm、分成为1800mm、2300mm、2800mm、3300mm、3800mm、4300mm、4800mm以及5300mm共8个级别。每级上下波动幅度为200mm。济钢2500mm轧机是由2300mm轧机发展起来的，邯钢3000mm轧机原来就是2800mm轧机，现在大批新建3500mm轧机是由3300mm轧机放大的，宝钢5000mm轧机是与4800mm轧机同属于一个等级的轧机，日本3台5500mm轧机也是从室兰5280mm和鹿岛5335mm两台轧机发展起来。1800mm轧机在我国广钢原有一台，淘汰后全球基本上没有。系列化后不会限制大家的选型，但有一个规范可以遵循，特别是为工厂设计和设备制造带来很大的方便。随着国民经济建设的迅猛发展，全球第3次中厚板轧机的建设高潮在我国掀起，我国中厚板轧机的选型工作已逐步走上正规的轨道。一大批新建现代化高刚度、大功率、大轧制力中厚板轧机正在全国各地如雨后春笋般建起。这次，2300mm级中板轧机已不再选用，极大多数都选用3500mm以上轧机，其中5000mm轧机有3台、4300mm有7台(现有3台)、3800mm有4台、3500mm有15台(已投产有10台，含有3台单炉卷轧机)。因此，轧机尺寸已加大多级。轧机组成方面极大部分是4h+4h双机架组合，而且3800mm以上轧机都附设有立辊轧机，不但在粗轧机上附设，还在精轧机上附设，这有利于生产厂发挥其功能。轧机型式方面已不再采纳二辊式和三辊劳特式，几乎是清一色四辊式。另外，原有23台轧机中2300mm级占一半之多，现已经过不同程度的技术改造，落后的三辊劳特式将会减少或淘汰掉，将使我国中厚板轧机阵容面目一新。目前，全球中厚板生产的重点已转向于中国，现在我国已成为全球中厚板生产的大国，不远的将来会成为全球中厚板生产的强国。rollingmill实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备，包括有主要设备、辅助设备、起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧机往往仅指主要设备。据说在14世纪欧洲就有轧机，但有记载的是1480年意大利人达·芬奇（LeonardodaVinci）设计出轧机的草图。1553年法国人布律列尔(Brulier)轧制出金和银板材,用以制造钱币。此后在西班牙、比利时和英国相继出现轧机。图1为1728年英国设计的生产圆棒材用的轧机。英国于1766年有了串列式小型轧机，19世纪中叶，第一台可逆式板材轧机在英国投产，并轧出了船用铁板。1848年德国发明了万能式轧机，1853年美国开始用三辊式的型材轧机（图2），并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。1859年建造了第一台连轧机。万能式型材轧机是在1872年出现的；20世纪初制成半连续式带钢轧机，由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成。![]()
中国于1871年在福州船政局所属拉铁厂(轧钢厂)开始用轧机；轧制厚15mm以下的铁板，6～120mm的方、圆钢。1890年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架2450mm二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及350/300mm小型轧机。随着冶金工业的发展，现已有多种类型轧机。轧机的主要设备有工作机座和传动装置（图3）。![]()
工作机座由轧辊、轧辊轴承、机架、轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。 轧辊是使金属塑性变形的部件（见轧辊）。
轧辊轴承支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大，因此要求轴承摩擦系数小，具有足够的强度和刚度，而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大，摩擦系数较小，但承压能力较小，且外形尺寸较大，多用于板带轧机工作辊。滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦轧辊轴承主要是胶木、铜瓦、尼龙瓦轴承，比较便宜，多用于型材轧机和开坯机。液体摩擦轴承有动压、静压和静－动压三种。优点是摩擦系数比较小，承压能力较大，使用工作速度高，刚性好，缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其他高速轧机。
轧机机架由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置，需有足够的强度和钢度承受轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架，具有较高强度和刚度，主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体和上盖两部分组成，便于换辊，主要用于横列式型材轧机。轧机轨座用于安装机架，并固定在地基上，又称地脚板。承受工作机座的重力和倾翻力矩，同时确保工作机座安装尺寸的精度。轧辊调整装置用于调整辊缝，使轧件达到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置”，有手动、电动和液压三种。手动压下装置多用在型材轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机、减速机、制动器、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器、球面垫块和测压仪等部件；它的传动效率低,运动部分的转动惯性大,反应速度慢,调整精度低。70年代以来，板带轧机采用AGC（厚度自动控制）系统后，在新的带材冷、热轧机和厚板轧机上已采用液压压下装置，具有板材厚度偏差小和产品合格率高等优点。上轧辊平衡装置用于抬升上辊和防止轧件进出轧辊时受冲击的装置。形式有：弹簧式、多用在型材轧机上；重锤式，常用在轧辊移动量大的初轧机上；液压式，多用在四辊板带轧机上。换辊装置为提高作业率，要求轧机换辊迅速、方便。换辊方式有C形钩式、套筒式、小车式和整机架换辊式四种。用前两种方式换辊靠吊车辅助操作，而整机架换辊需有两套机架，此法多用于小的轧机。小车换辊适合于大的轧机，有利于自动化。目前，轧机上均采用快速自动换辊装置，换一次轧辊只需5～8分钟。传动装置由电动机、减速机、齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。辅助设备包括轧制过程中一系列辅助工序的设备。如原料准备、加热、翻钢、剪切、矫直、冷却、探伤、热处理、酸洗等设备。附属设备有供、配电、轧辊车磨，润滑，供、排水，供燃料，压缩空气，液压，清除氧化铁皮,机修,电修，排酸，油、水、酸的回收，以及环境保护等设备。轧机的命名按轧制品种、轧机型式和公称尺寸来命名。“公称尺寸”的原则对型材轧机而言，是以齿轮座人字齿轮节圆直径命名；初轧机则以轧辊公称直径命名；板带轧机是以工作轧辊辊身长度命名；钢管轧机以生产最大管径来命名。有时也以轧机发明者的名字来命名（如森吉米尔轧机）。轧机的选择按生产的产品品种、规格、质量和产量的要求来选定成品或半成品轧机的类型和尺寸，并配备必要的辅助、起重运输和附属设备，然后根据各种因素的要求最后加以平衡选定。轧钢机动力设施1590年英国开始用水轮机拖动轧辊，直到1790年还有用水轮机配以石制飞轮拖动四辊式钢板轧机的。1798年英国开始用蒸汽机拖动轧机。现代的轧机均为直流或交流电动机拖动，有单机拖动，也有通过齿轮成组拖动。轧机的分类轧机可按轧辊的排列和数目分类，可按机架的排列方式分类，也可按生产的产品分类。 轧机的发展现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化,产品质量高,消耗低。60年代以来轧机在设计、研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、H型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟115米的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500毫米宽厚板轧机和连续式H型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大，液压AGC、板形控制、电子计算机程序控制及测试手段越来越完善，轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧，控制轧制等新轧制方法，以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中。
版权声明：本文来源：轧钢之家，51钢铁整理发布，版权归原作者所有。转载请注明来源；文章内容如有偏颇，敬请各位指正；如标错来源或侵权，请跟我们联系。欢迎关注微信公众号【51钢铁】ID：Steel-51，欢迎合作：19863724554
