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三辊减定径机组技术特点
摘　要: 介绍了减定径机组分类, 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, 并叙述了三辊减定径设计特点。
关健词: 三辊, 减定径, KOCKS

1 概述
减定径机组分为二辊和三辊两种, 二辊RSB关键应用在高速线材轧机, 其型式关键有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年取得PSB和RSB技术上突破, 我们现在所说KOCKS三辊减定径机组RSB是德国FRIEDRICH KOCKS企业于1991年开发组合式减定径机组, 因其含有众多优点, 故在世界各地快速推广, 该企业以后被DANIELI吞并。RSB通常由4个或5个机架组成, 特殊情况下, 也能够设置3个或6个以上机架。中国大冶特钢、 上钢五厂分别于、 引进这项新技术（均为4架）。兴澄特钢（5架）、 湘钢（5架）分别于、 也相继引进了三辊RSB, 其减径定径工艺含有达23%压下量减径道次和较低压下量6%~16%之间两个所谓定径道次, 全部道次均带孔型。该机组作为棒材精轧机或线材预精轧机或大盘卷精轧机, 用于特殊钢精密控制轧制。
2 三辊RSB和二辊RSB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800℃以下, 满足热机轧制要求, 改善了轧件力学性能, 简化或取消后道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取得均匀细晶粒组织, 避免了在纯定径轧机轧制时粗晶形成。控温轧制产生了有利显微组织, 降低了轧件抗拉强度和硬度, 所以可完全取消或缩短随即退火。
即使三辊RSB与二辊RSB机械制造成本高, 但三辊RSB工艺技术含有优于二辊RSB特征, 操作成本大大降低, 关键表现在以下方面:
（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, 并对轧件横截面改变进行自动赔偿;
（3）含有正确公差自由定径轧制, 含有较宽孔型调整范围;
（4）轧辊和轧件之间速度差较低, 孔型磨损降低;
（5）辊环重量小、 机加工简单;
3 KOCKS RSB与传统三辊RSB比较
三辊KOCKS RSB与传统三辊RSB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; 三辊轧制三向受压应力状态尤其有利于难变形高合金钢轧制变形, 轧件头部极少产生劈头, 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特点是:
（1机架刚性高, 含有大压下变形能力; 机架部署形式为“Y”（辊轴与辊轴呈120°）与倒“Y”交替部署。
（2）传统三辊轧机, 每台机架只有1根传动输入轴, 其它两根辊轴动力靠机架内部伞齿轮传输。三辊KOCKS轧机, 机组内全部机架相同且可交换, 每架轧机由1台电机传动1台含有双速比减速机, 减速机出轴接至C型传动模块联合齿轮系统, 该联合齿轮系统有3根传动输出轴, 分别驱动3根辊轴, 因为取消机架内部传动伞齿轮从而改善了机架内部结构, 机架许可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3根辊轴都装在可同时旋转偏心套内, 经过远程控制同时偏心套实现辊缝同时无级调整MORGAN与DANIELI设计产品级差为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, 每台机架轧制速度可分别设定和调整, 易于张力控制, 而且提升了轧辊利用率（轧辊可数次重车）。
（5）辊环经过1根用1个螺母固定预应力液压拉杆夹紧在2个辊轴法兰之间, 3个辊环都能够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基础框架上, 形成一个紧凑机组, 马达和对应减速齿轮交替安装在上下位置, 节省了空间。
（7）3辊机架定位在一个共用支撑框架上, 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, 也能够将全部机架或单个机架经过一个液压缸移出机组放到更换小车上。所以, 该系统能够依据轧制程序表同时更换机组中若干个机架。装有若干旧机架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需立刻正确地调整轧机轧辊和导卫。其调整装置由司服马达和减速齿轮组成, 组装在1个垂直纵向伸缩安全盖中, 在盖板闭合时, 调整轴与马达啮合。轧辊和导卫调整数值由一个轧机配置程序（BAMICON）进行计算并远程控制, 该程序由所要求成品决定。在最大坯料间隙（1min）内进行, 精度为0.02mm。
（9）在轧辊间更换辊环以后, 借助于激光光源和一架CCD摄像机计算机光学装置进行机架合适调整。并经过一个专门计算机程序（CAPAS）对CCD摄像机信号进行评定, 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二辊轧机相比, 所需孔型与机架更换数大大降低。KOCKS RSB孔型设计含有很宽调整范围, 从一个入口断面可生产出很大范围产品尺寸; 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不一样入口圆钢断面仅需调整RSB中减径道次就能够得到平衡; 产品公差达成了±0.1mm~±0.3mm。成材率96.5%提升到97%, 轧机利用率提升约5%。
孔型系统特点以下:
（1）采取“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切线, 槽底圆弧扩张角为10°~20°, 3个轧槽围成孔型靠近于1个弧边三角形（与平三角孔型相同, 含有孔型宽展余量大优点, 适适用于延伸孔型）。精轧孔型（成品前孔及成品孔）槽底圆弧扩张角为30°, 三个轧槽围成孔型靠近于圆（任何一个规格都必需确保有2道或2道以上精轧孔, 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（4~5架）关键对圆形来料进行减径和定径, 机组总变形量不大, 在热轧状态下只定径, 机组总变形率为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, 每个规格组距中最大总变形率都伴随成品直径加大而减小, 关键是受到设备性能制约。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）中仅经过调整辊缝, 就能够轧出很大范围内任意规格、 高精度产品。切线孔型“自由规格轧制”范围为最终直径9%至最大3mm, 这个范围显然大于2辊系统一道次调整可能性, 带来道次少、 机架更换次数少, 轧辊和导卫存放量小等优点。
5 结语
总而言之, KOCKS轧机含有全部其她形式无法比拟优点, 不过同时也带来一系列问题, 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, 给生产带来很多不便。