萬能軋機

萬能軋機主要用來軋製各類型鋼，例如：H型鋼、鋼軌、工字鋼、槽鋼、鋼板樁、U型鋼、L型鋼、不等邊角鋼等各種類型的型鋼，因其適用於多品種鋼材軋製，故而得名“萬能軋機”。

由一對水平輥和一對立輥組成的且軋輥軸線在同一垂直平面內的型材軋機。立輥可為主動輥，也可為被動輥，但需保證輥面線速度與水平輥一致。在萬能軋機（稱主機）後或前往往設一架二輥水平軋機，做為輔助成形機架（即軋邊端機），主、輔機均為可逆式軋機，在軋製過程中形成連軋。用萬能軋機生產鋼樑的過程如圖1所示。

萬能軋機的優點是：（1）由四個軋輥所組成的複雜斷面孔型，可以使軋件斷面上的各組成部分同時受到壓縮，因而軋件變形較均勻，軋件斷面上各部分的速度差較小；軋件的內應力小；（2）可用小直徑的軋輥軋大號鋼材，例如可軋出腿部較寬、腰部較高的工字鋼，並且可軋製腿內側無斜度的H型鋼； （3）腿部和腰部的壓下量可以單獨調整，簡化了軋機的調整工作，與常規軋法相比，可使產量提高1.8倍，作業率提高10%，軋輥消耗降低20%。

萬能軋機的形式按結構分，主要可分為四種，即閉口式、UD （Universal-Duo）預應力式、SC（Schloemann-Siemag compact stand）連接板三式和短應力線式軋機。

普通閉口式機架由閉口式牌坊、上下水平輥和軸承座以及立輥輥箱的萬能機座組成。換輥時，水平輥和立輥及其軸承座只能從牌坊窗口側進出。由於萬能軋機的水平輥直徑大，立輥輥軸座體積也大，而牌坊窗口寬度又必須大於上述兩者，因此機架的上橫樑較寬，立柱較高，設備重大，機架的剛性也較差。

UD預應力式/短應力機架由帶有下水平輥及軸承座的下機架、帶有上水平輥及軸承座的上機架和帶有立輥的中部等三部分組成，機架的這三部分分別由四根液壓的預應力拉桿連在一起，拉桿可向外側擺出，所加的預應力可達最大軋製力的兩倍以上。UD機架軋輥由頂部吊出，機架窗口尺寸只與輥頸、軸承座的大小有關，因此窗口寬度可以減少40%，立柱高度可以減少20%，橫樑的軋製壓力下的彎曲減小了三分之一，在立柱和橫樑的截面尺寸相同的情況下，UD機架剛度大約是閉口機架的3倍。

SC機架的兩片牌坊不在水平輥的兩側，而是佈置在札輥的前後，用連接板將牌坊與上、下橫樑連成一體。軋製時，機架牌坊在軋製力的作用下，成為處於平面受力狀態的鋼板，使整個機架的強度和剛度得到提高，機架的頂部和側面都是開口的，換輥方便。這種機架採用偏心結構調節水平輥和立輥開口度，調書範圍較小，適用於連軋機組。

短應力線式軋機沒有普通的牌坊，承受軋製負荷的部件是一個高剛度的封閉式框架，水平輥豎直方向的壓力由包括兩個上橫樑和兩個下橫樑、用拉桿連接在一起的系統形式，4根壓下螺絲與拉桿連成一體，可以對上、下橫樑進行對稱於軋製線的調整，與閉口式機架相比，剛性好，設備重量僅為普通閉口式機架的三分之二。國內外中小型生產線多數採用這種機型。

UD預應力機架和SC連接板式機架，一般用於生產H400 - 500mm以下的中、小規程產品，大規格H型鋼常用閉口式萬能機架及緊湊式機架軋機來生產。馬鋼萬能型鋼廠採用盼是開軛閉口式萬能機架軋機，生產H200 - 600mm的H型鋼。此軋機的主要特點是：換輥時，軛框架打開，立輥從框架開口處移出，採用開軛式結構，可以加大框架的厚度提高軋機的剛性，改善閉口式機架剛性差的缺陷。 ^[2] 

世界上第一套萬能軋機建於1902年盧森堡的Arbed（阿爾貝德）廠，但當時軋出的較寬翼緣的工字鋼內惻仍有斜度。1908年按照格林軋製法（必須有一架軋邊機和一架萬能軋機配合使用）在美國伯利恆公司建成了第一個寬翼緣H型鋼廠：1914 年德國培因公司也採用同樣的方法建成了培因H型鋼廠；1955年歐洲煤鋼聯營開發了IPE鋼粱系列，l957年德國的培因H型鋼廠生產了第一批IPE鋼樑，但直到1970年，工字鋼的生產仍佔較大比例。

20世紀60年代以後，隨着世界鋼鐵工業的發展，萬能軋機得以迅速發展，大多數國家的鋼鐵界都積極籌建新型的萬能軋機。各國充分利用原有的大型軋機和軌梁軋機進行技術改造，這種做法在日本得到普遍採用，從1961年到1972年的大約10年期間，日本先後改造了三個大型廠和一個軌梁廠，主要是引進萬能軋機。用了大約時間進行技術改造和改進新技術。到1965年日本已經大量生產H型鋼。至20時間60年代末，世界上共有大型軋機74套，軌梁軋機24套，寬邊鋼樑軋機12套。

在我國，由於政策和技術原因，萬能軋機在我國的應用歷史很短，長時間以來，我國還不能生產高質量的熱軋H型鋼。1998年7月馬鋼從國外引進的萬能軋機軋製出中國的第一根H型鋼以後，H型鋼這一新型鋼材品種開始在我國進入一個嶄新的時代。

此後，萊鋼、日照、津西等型鋼廠相繼引進國外萬能軋機，到2007年，中國萬能軋機數量呈現快速增加的態勢，其中多數設備為國外高價引進。其中2003年，由天津市中重科技工程有限公司設計製造的300H型鋼生產線投產，標誌着中國自主研發的萬能軋機正式投產。此後由天津中重設計製造的大連正達、唐山盛達、鞍山紫竹（鞍山三軋）、鞍山寶得各型鋼廠萬能軋機的陸續投產，標誌着國產設備從100~600H型鋼的萬能軋機完全可以國產化。