三辊减定径机组技术特点摘 要：介绍了减定径机组的分类，并分别对三辊与二辊减定径进行比较，新型三辊与传 统三辊减定径进行比较，并阐述了三辊减定径的设计特点。关健词：三辊，减定径，KOCKS1 概述减定径机组分为二辊和三辊两种，二辊 RSB 主要应用在高速线材轧机，其 型式主要有MORGAN机型、DANIELI机型、SMS机型三种，其中MORGAN 和DANIELI机型应用比较广泛，SMS机型应用较少。三辊技术早在1954年得 到推广，并在1980年获得PSB和RSB技术上的突破，我们现在所说的KOCKS 三辊减定径机组RSB是德国FRIEDRICH KOCKS公司于1991年开发的组合式 减定径机组，因其具有众多优点，故在世界各地迅速推广，该公司后来被 DANIELI兼并。RSB通常由4个或5个机架组成，特殊情况下，也可以设置3 个或 6个以上机架。国内的大冶特钢、上钢五厂分别于01年、 02年引进这项新 技术（均为4架）。兴澄特钢（5 架）、湘钢（5 架）分别于 06年、 07年也相继 引进了三辊RSB，其减径定径工艺具有达23%压下量的减径道次和较低压下量 6%16%之间的两个所谓定径道次，所有道次均带孔型。该机组作为棒材的精轧 机或线材的预精轧机或大盘卷的精轧机，用于特殊钢的精密控制轧制。2 三辊 RSB 和二辊 RSB 的比较三辊 RSB 与二辊 RSB 均可低温轧制并实现闭环控制，最低轧制温度都在 800C以下，满足热机轧制要求，改善了轧件的力学性能，简化或取消后道的热 处理并大大降低后道工序成本。经过 RSB 轧制后整个轧件截面上可获得均匀的 细晶粒组织，避免了在纯定径轧机轧制时粗晶的形成。控温轧制产生了有利的显 微组织，降低了轧件的抗拉强度和硬度，因此可完全取消或缩短随后的退火。虽然三辊 RSB 与二辊 RSB 机械制造成本高，但三辊 RSB 工艺技术具有优 于二辊RSB的特性，操作成本大大降低，主要表现在以下方面：（1）轧件宽展较小，变形效率较高，能耗较低（能耗比二辊系统降低约30%） 和温升较少；（2）沿轧件横截面变形均匀，并对轧件横截面的变化进行自动补偿；（3）具有精确公差的自由定径轧制，具有较宽的孔型调节范围；（4）轧辊和轧件之间速度差较低，孔型磨损减少；（5）辊环重量小、机加工简单；3 KOCKS RSB与传统三辊RSB的比较三辊KOCKS RSB与传统三辊RSB的共同点均为单线、无扭轧制，机架间 距小，纵向张力小（微张控制），机架间无需设置活套，设备占地面积小；三辊 轧制三向受压的应力状态尤其有利于难变形的高合金钢轧制变形，轧件头部很少 产生劈头，经 10 道次轧制无需切头；轧件尺寸公差小，表面光洁；在线用更换 小车对机组进行整体快速更换，换辊停车时间短；与传统三辊 RSB 相比，三辊 KOCKS RSB 的特点是：(1)机架刚性高，具有大压下变形能力；机架布置形式为“Y”(辊轴与辊 轴呈120。)与倒“Y”交替布置。( 2)传统三辊轧机，每台机架只有 1 根传动输入轴，其它两根辊轴的动力 靠机架内部的伞齿轮传递。三辊 KOCKS 轧机，机组内所有机架相同且可互换， 每架轧机由 1 台电机传动 1 台具有双速比的减速机，减速机的出轴接至 C 型传 动模块的联合齿轮系统，该联合齿轮系统有 3 根传动输出轴，分别驱动3 根辊轴， 因为取消机架内部的传动伞齿轮从而改善了机架内部结构，机架允许轧制力和轧 制力矩比传统机架高 30%左右。( 3) KOCKS 三辊轧机机架的 3 根辊轴都装在可同步旋转的偏心套内，通 过远程控制同步偏心套实现辊缝的同步无级调节( MORGAN 与 DANIELI 设计 的产品级差为0.5mm)。孔型调整方便，轧辊利用率高，实现“自由规格轧制”。( 4) KOCKS 三辊轧机每台机架分别由 1 台主电机及传动系统单独驱动， 每台机架的轧制速度可分别设定和调整，易于张力控制，并且提高了轧辊利用率 (轧辊可多次重车)。( 5)辊环通过 1 根用 1 个螺母固定的预应力液压拉杆夹紧在 2 个辊轴法兰 之间， 3个辊环都可以借助于液压更换工具在 30min 内进行更换。辊环可分别在 标准车床或磨床上进行机加工，无需专用车床。( 6)每1 台 3 辊机架由 C 模块传动轧辊。在1 个机组内对于每 1 个机架位 置而言这些 C 模块相同，固定在一个共用顶部框架的基础框架上，形成一个紧 凑机组，马达和相应的减速齿轮交替安装在上下位置，节约了空间。( 7) 3 辊机架定位在一个共用的支撑框架上，该框架装有液压机架夹紧和 移动系统。更换系统时，将上、下机架联轴器液压后退，也可以将所有的机架或 单个机架通过一个液压缸移出机组放到更换小车上。因此，该系统可以根据轧制 程序表同时更换机组中的若干个机架。装有若干旧机架的小车先被移到一个暂存 地再移至轧辊间(专用)，而装有下一规格范围新机架的小车则被移到机组前方。 在将新机架推入到轧制线后，轧制继续进行，暂存的旧机架被拉到轧辊间，换一 次机架时间约为 15min。( 8)在自由定径范围内换品种必须尽快精确地调整轧机的轧辊和导卫。其 调节装置由司服马达和减速齿轮组成，组装在 1 个垂直纵向伸缩的安全盖中，在 盖板闭合时，调节轴与马达啮合。轧辊和导卫的调整数值由一个轧机配置程序(BAMICO N)进行计算并远程控制，该程序由所要求的成品决定。在最大坯料 间隙(1min)内进行，精度为0.02mm。( 9)在轧辊间更换辊环之后，借助于激光光源和一架 CCD 摄像机的计算机 光学装置进行机架的适当调整。并通过一个专门的计算机程序（CAPAS）对CCD 摄像机信号进行评估，并将径向和轴向轧辊调整值显示在监视器上，精度为 0.02mm。4 三辊 RSB 孔型设计三辊技术与仅有很小自由定径范围的二辊轧机相比，所需的孔型与机架更换 数大大减少。KOCKS RSB孔型设计具有很宽的调节范围，从一个入口断面可生 产出很大范围的产品尺寸；此特点被用于“单一孔型轧制原理”，借助于该原理， 在粗中轧中单一孔型轧制产生的不同的入口圆钢断面仅需调节 RSB 中的减径道 次就可以得到平衡；产品公差达到了士 0.1mm0.3mm。成材率96.5%提高到 97%，轧机利用率提高约 5%。孔型系统特点如下：（ 1）采用“切线”孔型轧槽槽底部分是一段圆弧，槽口部分是与圆弧相切的切线，槽底圆弧的扩张 角为1020， 3个轧槽围成的孔型接近于1个弧边三角形（与平三角孔型相 似，具有孔型宽展余量大的优点，适用于延伸孔型）。精轧孔型（成品前孔及成 品孔）槽底圆弧的扩张角为 30，三个轧槽围成的孔型接近于圆（任何一个规 格都必须保证有2道或2道以上的精轧孔，若第1架承接圆形来料，用作延伸孔， 或第 2、3 分别作前孔和成品孔；或第 1、2 作为延伸孔、3、4 作为前孔和成品 孔；或第1、2、3作为延伸孔， 4、5作为前孔和成品孔）。（ 2 ）变形量及变形量分配三辊 RSB 机组（ 45 架）主要对圆形来料进行减径和定径，机组的总变形 量不大，在热轧状态下只定径，机组的总变形率为10%50%，在热机轧制状态， 为了满足再结晶对变形量的要求。总变形率为 20%50%，轧件既减径又定径。 在热轧状态和热机轧制状态下，每个规格组距中的最大总变形率都随着成品直径 的加大而减小，主要是受到设备性能的制约。在每个规格组距中，各道次变形率 分配为第2机架最大，第3机架次之，第1、4架更小，第5架最小。（3）“自由规格轧制”范围较大“自由规格轧制”即在同一对圆形切线孔型（精轧孔型）中仅通过调整辊缝， 就可以轧出很大范围内任意规格的、高精度的产品。切线孔型“自由规格轧制” 范围为最终直径的9%至最大3mm,这个范围显然大于2辊系统一道次的调节可 能性，带来的道次少、机架更换次数少，轧辊和导卫存储量小等优点。5 结语综上所述， KOCKS 轧机具有所有其他形式无法比拟的优点，但是同时也带 来一系列的问题，引进价格昂贵，运行和维护费用高，备件国产化程度低，据湘 钢的人介绍，除了辊环国产外，其它如导卫（每架轧机入口、出口均设置滚动导 卫，油气润滑）、轧机轴承（SKF，油气润滑）、导管等均需进口，采购周期长达 一年，给生产带来诸多不便。