钢管精轧机有哪些型号

自动轧管机轧管(automatic plug mill process)

将毛管(见管坯穿孔)在二辊式轧机的圆轧槽和顶头之间构成的孔型内纵轧延伸到接近成品管壁厚的工艺，是毛管轧制主要方法之一。由于轧后的管子靠回送辊自动送回，故称为自动轧管

毛管在自动轧管机上一般轧制两道，变形主要由第一道完成，第二道起均壁作用。轧第二道之前需将管子翻转90。。自动轧管机的最大延伸系数为2．3。

自动轧管机轧管是最老的毛管延伸工艺，经过革新的内容有：

(1)发展了单槽(孔型)轧管机(特别是大型轧管机)，优点是简化了轧机结构，减小了轧辊直径，有利于毛管延伸，轧辊轴承受力均匀，延长了使用寿命，轧机刚度好，进一步提高了管材尺寸精度，采用液压换辊小车换辊，节省了换辊时间(一般不超过10min)。

(2)采用两个电机直接驱动两个轧辊，可以省去人字齿轮座和减速机。同时实现了在轧制过程中调速，即低速咬入和快速轧制，提高了生产率。

(3)实现双槽轧管，中国辽宁鞍山从1960年起试验成功了双槽轧管，即第一道和第二道分别在两上孑L型中轧制，两根同时回送。同单根轧管相比，产量提高27％，成本降低4％。

(4)自动换顶头，显著降低了劳动强度和提高了机械化程度。中国山东青岛发明的球形顶头自动更换装置如图2。

这种装置操作简便，迅速，有利于缩短轧制节奏。使用球形顶头还有其他优点，如由于顶头受力面增多，延长了顶头使用寿命，由于轧制压力小减少了能量消耗，顶头加工制造也很方便。存在的问题是，当减壁量大时不好咬入。

图2 球形顶头自动更换装置

1-球形顶头；2-球形顶头滚动槽；3-气缸；4-升降槽；5-气缸；6-活动料槽

(5)为了减小纵向壁厚不均，采用自动调节辊缝系统。

(6)双机架纵列布置的自动轧管机，由于采用单槽轧制和取消回送装置，简化了轧机结构。因第二架是精轧机架，可改善钢管质量，同时轧制节奏时间也有所减少。

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 (Leonardo da Vinci) 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 1728 年设计的生产圆棒材用的轧机 为 1728 年英国设计的生产圆棒材用的轧机。英国于 1766 年有了串行式小型轧机﹐ 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 ﹐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 。

专业名词解释

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

轧钢机

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它高速轧机。

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。

此外﹐还有无牌坊轧机。

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。

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。

起重运输设备

吊车﹑运输车﹑辊道和移送机等。

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﹐分别列于表 1 轧机按轧辊的排列和数目分类﹑表 2 轧机按机架排列方式分类和表 3 轧机按生产产品分类。

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﹑电子计算器过程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。

一般单机架二十辊冷轧机的轧制过程可分为上料及穿带、可逆轧制；卸料及重卷3个阶

段。二十辊轧机，特别是森吉米尔二十辊轧机，是采用大张力进行轧制的；轧制过程是从钢

带在轧机前后的卷取机/开卷机施加张力之后才开始的，这之前即是上料及穿带阶段。

上料及穿带阶段：一般用上料小车将钢卷送到开卷机卷筒上；开卷多采用浮动开卷机，

以保证钢带始终处在轧机中央位置；浮动开卷机由光电对中装置通用液压缸来进行控制；开

卷后钢带经矫直机(三辊直头或五辊矫直机)进行矫直；部分轧机设有液压剪可以进行切头；钢带用上摆式导板台跨过机前卷取机，直接送到二十辊轧机；然后开卷机继续往前送出钢带穿过轧机一直送到机后卷取机钳口，钳口钳住钢带带头并在卷筒上缠绕2—3圈后停止送带，穿带结束。

可逆轧制阶段：穿带结束后，首先安放好上、下工作辊(穿带时，工作辊已取下)，然后调准轧制线，关闭轧机封闭门，机前压板压下，出口侧擦拭器压紧钢带，轧机工艺润滑冷却系统启动供液，轧机带钢压下，卷取机转动给钢带前张力，机前后测厚仪、测速仪进入轧制线，机组运转开始第一道次的轧制。

轧制过程中，如果发现钢带边部有缺陷将影响到高速轧制，则当缺陷部位经过轧辊时；

操作工按一下操作台上的按钮，将其缺陷位置信号输入AGC系统。轧制将结束时轧机减速，当钢带尾部到达机前卷取机位置时，机组停车，第一道次结束。测厚仪、测速仪退出轧制

线，轧机压下抬起，钢带张力解除，冷却润滑剂停止供给，压板抬起。

第二道轧制时，钢带反向运动，机前机后位置互换。第二道次工作开始时机后卷取机反

向运行将机前钢带头部送人机前卷取机卷筒钳口，钳口钳住带头后，机前卷取机转动将钢带

在卷筒上缠绕2—3圈；然后，轧机供给冷却润滑液，轧机压下，机前后卷取机传动给出后

张力，机前后测厚仪、测速仪进入轧制线，机组运转开始第二道次的轧制。

从第二道次开始，轧制就在机前后卷取机和二十辊轧机之间往返进行。当轧机的自动厚度控制(ACC)系统投入工作时可以实现全自动控制。当轧制过程中钢带有缺陷的部位过轧辊时，轧机会自动减速。轧制终了，轧机会自动停车。

一般可逆式轧机轧制奇数道次，但是在机前后卷取机为胀缩式卷筒时，可以轧制偶数道

次，即在轧机开卷机一侧也可以卸卷。

一般在成品道次轧制前，需要更换工作辊，以获得高质量的及有特殊要求的钢带表面质

量。在成品道次轧制后，轧机停车，压下拾起，测厚仪、测速仪退出轧制线，轧机停止冷却润滑液供给，卷取机的压辊压下，或者将卸卷小车升起用小车座辊顶住钢卷，避免钢卷松卷卷取机转动将钢带尾部全部卷到卷筒上。至此可逆轧制过程结束。

卸卷及重卷阶段：对于胀缩式卷筒卷取机，卸卷比较简单。首先用捆扎带在钢卷径向捆

扎一道，卸卷小车升起顶住钢卷，卷取机卷筒收缩，钳口打开，钢卷便被卸卷小车托住，卸卷小车和卷取机的辅助推板同步移动，便将钢卷从卷取机上卸下，卸卷小车继续移动将钢卷送到钢卷存放台上。

对于轧机前后为实心卷筒的卷取机，钢卷不能够从卷筒上直接卸下，只有将钢卷重新卷

到一台胀缩式卷筒卷取机上，才能将钢卷卸下来。森吉米尔二十辊轧机、森德威二十辊轧机，采用实心卷筒卷取机时，机组一般设有重卷机构，将成品钢卷及实心卷筒一起从卷取位置转移到重卷开卷位置i然后将钢卷从开卷机往重卷机上重新卷取一次，由于重卷过程是在轧机轧制区域之外的位置进行的，所以重卷和轧制可以同时进行，互不影响。

轧制工艺

1 压下制度

轧机的压下制度，应根据轧机的技术参数、轧制材料的力学性能、产品的质量要求来制

定，同时还要考虑轧机生产能力要高，消耗要低。

用二十辊轧机轧制优质碳素钢，相对来说是非常容易的，使用二十辊轧机的目的是追求

产品的高质量，有高的尺寸精度、板形和表面质量，获得更薄的产品。

碳素钢，特别是低碳软钢，在二十辊轧机上，一个轧程的总压下率能达到95％以上，道次压下率可以达到66％。

对于可逆式冷轧机，由于各道次是在同一-架轧机上轧制，所以道次压下率分配是用等压力轧制原则来确定压下规程。一般第一道第二道的压下率最大，随着被轧钢带的加工硬

化，道次压下率逐渐减小，以使各道次的轧制压力大致相等。

为了提高轧机的生产能力，在充分利用轧机及机前后卷取机主传动功率的前提下，要尽

可能地加大道次压下率以减少轧制道次。但是，有时为了获得良好的板形及表面质量，减少

钢带纵向的厚度偏差，也可以适当地增加轧制道次，在总压下率相同的情况下，采用较多的轧制道次能使钢带的强度略有提高。成品道次的压下率对板形的影响较大，一般采用10％

左右。

2 张力制度

冷轧钢带的一个特点是张力轧制；没有张力就无法进行钢带的冷轧。张力可以降低轧

制压力，改善板形，稳定轧制过程。张力制度对于钢带冷轧非常重要。

采用小直径工作辊轧制的二十辊轧机(及多辊轧机)，轧制过程的工艺特点则是采用大

张力轧制。

必须采用大的单位张力，是由于被轧制材料具有物理—力学性能各向异性现象，或在小

变形弧长度内工作辊具有不大的歪斜，这样沿带材宽度出现压下和延伸的不均衡性。在压

下量小的区域内重新分布张力时，张力达到屈服极限，井可能使带材宽度方向的延伸均衡。

实际上，在多辊轧机上轧制时，金属的变形是依靠轧辊压下和卷取机建立的带材张力共同完

成的。

多辊轧机中采用的单位张力的大小取决于材料的物理—力学性能及冷加工硬化程度、带

材厚度及其边部质量。一般单位张力为20％一70％ 。

为了实现稳定轧制过程所必须的大的单位张力及总张力，要求在多辊轧机中设置具有

大功率传动的卷取机。一般二十辊轧机卷取机电机功率达到轧机主传动功率的70％一

80％，有的甚至达到100％。

各道次张力按如下方法确定。一般来说，第一道次轧制时，由于酸洗机组的卷取张力较

小，为了避免造成钢带层间错动而擦伤表面，第一道的后张力根小，小于酸洗机组卷取张力。

为了增加第一道轧制的后张力，二十辊轧机入口侧设有压板来增加轧制后张力；前张力可以

根据工艺要求自由决定。在以后的轧制道次中，根掘轧制钢带品种、规格，或者采用前张力

大于后张力，或者后张力大于前张力。一般采用将前一道次的轧制前张力作为本道次的后

张力，单位前张力大于单位后张力。成品道次的前张力(卷取张力)有两种情况。对于胀缩式卷筒卷取机，由于在卷取机上可以直接卸卷并且钢卷直接进罩式炉进行紧卷退火，为防止在退火中产生粘结，卷取张力应减小，卷取张力小于50Mpa时，退火粘结的几率就很低了，但卷取张力低会影响轧机生产能力；对于实心卷筒卷取机，由于需要进行重卷，重卷时可以

采用较小的张力(10—40Mpa)，因此轧制时能够采用大张力，可以提高轧机生产能力。

道次的张力还应根据板形随时进行调整，特别是轧制带材较薄时。当材料中部有波浪时，应减小张力防止拉裂带边或断带；当带材产生边浪时，可以适当增加张力。

3 速度制度

轧制速度的确定，应根据设备的能力，在轧机允许使用的速度范围内尽可能采用高的轧

制速度，以提高轧机的生产能力；同时，当轧制速度增加时，轧制压力相应有所减小。

一般第一道次轧制时采用较低的轧制速度，因为第一道的压下量大，如果再用高速度轧

制，将使轧辊急剧发热，由于多辊轧机轧辊冷却条件较差，将影响轧辊寿命；另外，由于坯料纵向厚度偏差大，板形与轧辊不完全符合，第一道轧制时要对坯料进行调整，要求速度较低；同时采用高速度大压下，主电机能力也不能满足。

以后的道次，则根据压下制度和张力制度及主电机的功率决定轧制速度，使主电机的能

力得到发挥。

每道次轧制的启动和制动时，分别有一个升速和降速的过程。在轧制过程中，应尽可能

少调速，以保证轧制的稳定性，从而达到厚度偏差的均一性。

4 辊形

由于二十辊轧机机架的刚性和零凸度设计，以及轧辊辊形的多种有效的调整手段，所以，

二十辊轧机能够全部使用没有辊形凸度的平辊进行轧制。根据需要，工作辊和第二中间辊也

可以适当地配置凸度辊；第一中间辊永远是平辊，但—头带有锥度，供轧辊轴向调整使用；支撑辊的背衬轴承不能有凸度。