以軋機為主體，將金屬坯料軋延成材的成套設備。軋機是直接軋延金屬的主機，它利用旋轉的軋輥輾壓坯料，使金屬按規定的要求產生塑性變形（圖1）。軋延是生產率最高、成本最低的金屬成形方法，適用於軋延橫斷面相同或有週期性變化的條狀或板狀材料；特殊軋機可軋製機械零件或其毛坯以及某些非金屬材料。軋延主要有熱軋和冷軋兩種方式。熱軋是在軋件加熱的條件下進行軋延，以降低軋延壓力；冷軋是在室溫下進行，可使軋件得到很高的形狀尺寸精度和表面光潔度，並可改善軋件的機械性能。
簡史 18世紀末，英國的H.科特首創水力驅動的二輥軋機。1779年，J.皮卡德用蒸汽機驅動軋機，使軋機得到廣泛的應用。1783年，英國人發明軋輥帶孔型的軋機。1848年，德國人發明萬能式軋機。1861年在英國制成棒材和線材的連軋機組。1885年，德國發明斜輥無縫鋼管軋機。1891年，美國鋼鐵公司創建四輥厚板軋機。1897年在德國成功地應用電動機傳動軋機。到20世紀，美國的J.B.泰勒斯發明帶鋼熱連軋機組，同期在美國又出現寬帶冷軋機。30年代始有帶鋼冷連軋機組。50年代以後，張力和板型控制的大型冷連軋機組得到發展，同期還發明瞭連續鑄坯機，基本上取代瞭初軋機，而且與熱連軋機構成聯合機組。線材軋機在20世紀也有很大的發展，40年代美國的摩根公司發明平輥多線連軋機，50年代出現平輥與立輥交替的四線連軋機和Y型三輥軋機，60年代又有45°無扭精軋機問世。
分類 軋延機械可按所軋延的材料分為軋延鋼材的和軋延鋁、銅等有色金屬的兩類。各類軋機的工作原理和主要結構基本相同，隻是軋延的溫度、壓力和速度有所差異。軋機中使用最多的是軋鋼機。軋機又可分為半成品軋機和成品軋機。半成品軋機主要是開坯機，包括初軋機、板坯軋機和鋼坯軋機。隨著連鑄機的逐步推廣，某些裝有連鑄機的鋼廠已不再使用開坯機開坯。成品軋機有型材軋機、軌梁軋機、線材軋機、厚板軋機、薄板軋機、帶材軋機、箔帶軋機、無縫管軋機、銅板軋機、鋁板軋機和某些特殊軋機。它們的主要區別是軋輥的佈置和輥的形狀不同，並且在精度、剛度、強度和外形尺寸上也有很大的差別。輔機是成套的輔助設備，可分為加工用輔助設備和儲運包裝等輔助設備。加工輔助設備包括：切成一定尺寸用的各種鋸床、剪斷機和圓盤剪；精整軋材用的矯正機和平整機；熱處理用的各種工業爐(包括推料出料機)和可控氣氛裝置；表面加工和清理用的除鱗(清氧化皮)、拋丸（鐵丸噴射鋼材表面）、酸洗、清洗、鍍層、塗塑、塗油和打印等機組。儲運包裝輔助設備有運錠車、各種輥道、推床(橫移軋件)、升降臺、翻轉機、回轉臺，以及帶材卷取機、開卷機、堆垛機和打捆機等。此外，軋延機械還包括復雜的機械傳動系統和相應的電力拖動系統，以及先進的電氣控制系統。
軋機的組成 由主電機、主傳動和主機座（工作機座）組成（圖2）。主電機在需要調速時使用直流電機，不需要調速時使用同步或異步（帶飛輪）交流電機。主機座由機架、軋輥、軸承座、壓下裝置和平衡裝置等組成（圖3）。機架（圖4）是承受軋延力的部件，閉式機架有較好的剛度，但開式機架換輥較方便。軋輥（圖5）是軋延金屬的部件，輥身為工作部分，軸頭用於傳動。板材軋輥的輥身形狀稱為輥型，型材軋輥的軋槽稱為孔型。壓下裝置用來調節軋輥的壓下量。高速帶材軋機的厚度自控常由液壓壓下裝置來完成。平衡裝置用於消除壓下螺絲等處遊隙的影響，以免受載時產生沖擊。板帶軋機的主機座中還設有液壓彎輥裝置，在輥頸施加附加彎矩而使輥身產生附加撓度，以此來控制帶材的橫向厚度而獲得最佳的板型。
軋機的結構型式和性能 主要決定於軋輥的佈置形式（圖6）和主機座的佈置形式。
① 二輥軋機：結構簡單、用途廣泛。它分為可逆式和不可逆式。前者有初軋機、軌梁軋機、中厚板軋機等。不可逆式有鋼坯連軋機、疊軋薄板軋機、薄板或帶鋼冷軋機、平整機等。80年代初最大的二輥軋機的輥徑為1500毫米，輥身長3500毫米，軋制速度3～7米／秒。
② 三輥軋機：軋件交替地從上下輥縫向左或向右軋制，一般用作型鋼軋機和軌梁軋機。這種軋機已被高效二輥軋機所取代。
③ 勞特式三輥軋機：上下輥傳動，中間輥浮動，軋件從中輥的上面或下面交替通過。因中輥的直徑小，可減少軋延力。常用於軋制軌梁、型鋼、中厚板，也可用於小鋼錠開坯。這種軋機漸為四輥軋機所取代。
④ 四輥軋機：工作輥直徑較小，傳遞軋制力矩，軋延壓力由直徑較大的支承輥承受。這種軋機的優點是相對剛度高、壓下量大、軋延力小，可軋制較薄的板材。有可逆和連軋兩種，廣泛用作中厚板軋機、板帶熱軋或冷軋機以及平整機等。
⑤ 五輥軋機：有兩種：一種是C-B-S(接觸-彎曲-拉直)軋機，它是一種帶有使軋件彎曲的小直徑（為工作輥的1/20）空轉輥的四輥軋機，其壓下量比通常的四輥軋機大許多倍。軋件圍繞小空轉輥發生塑性彎曲變形，可軋制難變形的金屬和合金帶材。另一種是泰勒軋機，中間小輥的位置可沿軋機入口或出口方向調節，以保持軋件正確的厚度，用來軋制厚度公差很小的不銹鋼、碳鋼和有色金屬帶材。
⑥ HC軋機：高性能的、可控制輥型凸度的軋機。相當於在四輥軋機的工作輥與支承輥之間增設一對可軸向移動的中間輥，並將兩中間輥輥身的相應端部分別調整到與帶鋼兩邊緣對應的位置，以提高壓力分佈和工作輥彈性壓扁的均勻性，保證帶鋼的尺寸精度並可減少其邊緣的超薄量和開裂等缺陷。HC軋機宜用作冷軋寬帶鋼。
⑦ 偏八輥軋機：它是四輥軋機的變型。工作輥直徑為支承輥的1/6，且作相對的偏移，以防止工作輥的水平彎曲，軋制力比四輥軋機小一半。工作輥的穩定性好、水平剛度高，可用以軋制須用二十輥軋機軋制的部分產品。它的結構及其調整卻比二十輥軋機簡單得多。這種軋機可改裝為二、四、八、十六輥幾種型式，適宜多品種的需要，因而又稱多用途軋機。它有可逆和連軋兩種，用於冷軋難變形鋼、矽鋼和有色金屬帶材。
⑧ 六輥軋機：由一對工作輥和兩對支承輥組成，有較穩定的輥系。但它的剛性與四輥軋機相仿，且操作不便，因而應用不廣，一般用於軋制高精度海底電纜的銅帶。
⑨ 多輥軋機：有十二輥、二十輥和三十六輥3種型式。軋機中部一對直徑最小的軋輥是工作輥，其餘均為支承輥。它具有相對剛度高、壓下量大、軋延力小、可軋極薄的帶材等優點。初期的多輥軋機由工作輥傳動，後來用中間支承輥傳動。可軋制寬200～1000毫米，厚0.02～0.0015毫米的箔材。
⑩ 行星軋機：兩個大直徑支承輥帶動兩組行星輥系，板坯或扁錠一次通過即可熱軋成薄帶，壓下率達90～95%。若在前道工序配以連鑄機，後道工序配以平整機則可簡化熱軋帶鋼的生產工藝。大型行星軋機的輥身長度可達1450毫米。
⑪ 萬能軋機：由一組成對的水平輥和立輥組成，所有軋輥都由動力傳動。用於軋制板坯或扁鋼。
⑫ 萬能鋼梁軋機：結構與萬能軋機相似，唯有立輥與水平輥的軸線置於同一垂直平面內，而且立輥是從動的。適於軋制高度為300～1200毫米的寬緣鋼梁。
⑬ 盤式穿孔機：軋件軸線低於圓盤軸線，圓盤旋轉時使軋件頂著芯棒螺旋前進，將實心的圓鋼頂軋成空心的毛坯管，適用於軋制
60～150的無縫鋼管。另有一種斜軋式穿孔機，其鼓形的軋輥斜交並旋轉，工作原理與盤式穿孔機相似，適於軋制
60～650的無縫鋼管（圖7）。斜軋穿孔機與圖7中的自動軋管機、均整軋機、定徑（減徑）機和斜輥矯直機配套為無縫鋼管熱軋機組。
⑭ 輪箍軋機：由一對立輥軋延輪箍的內外圓，一對斜置的錐形輥軋延輪箍的兩端面。用於軋制車輪或滾動軸承的內環和外環。
⑮ 圓球軋機：有一對斜交的帶螺旋半圓槽的軋輥，棒料在旋轉的軋輥間螺旋前進而被軋成圓球，可軋制直徑60～650毫米的圓球。
主機座的佈置形式 圖8為主機座的4種基本形式
① 單機座軋機：在一個機座中完成規定的軋制工序。初軋機、板坯軋機、厚板軋機、萬能軋機、鋼管軋機、薄板和帶材軋機等可采用這種最簡單的佈置形式。除三輥軋機外，二輥、四輥和多輥軋機一般是可逆的。
② 橫列式軋機：2～5個機座橫置於一列，由一套電機、減速器和齒輪座傳動。各機座的軋輥轉速相同，軋件借助圓盤或推鋼機從一個機座橫移到另一機座，因而限制瞭生產率的提高。但這種軋機設備簡單、造價低廉，適於作為大型型鋼軋機和線材軋機等。
③ 縱列式軋機：幾個機座按軋制方向順序排成一行，軋件依次在各機座中軋延一道。每個機座單獨傳動，軋輥的轉速隨軋件斷面的減小而增加，生產率較高。高效的初軋機、厚板軋機和大型型鋼軋機采用這種佈置形式。
④ 連續式軋機：幾個機座縱向排列，機座數等於軋制道次數，軋件同時在幾個機座中軋制。軋輥的轉速須相互匹配，因而調整較困難，不便經常改變軋件的規格，但隨著控制系統的不斷改進，這一缺點已被克服。連續軋制的速度可達30～40米／秒，生產率和機械化、自動化的水平都很高。現代化的鋼坯軋機、線材軋機和帶材軋機都采用這種佈置形式。
半連續式軋機、階梯式軋機、串列往復式（橫越或越野式）軋機、佈棋式軋機等都是上述基本形式的組合。
現狀和發展趨勢 80年代以來，大容量、高參數、連續化和自動化的成套軋延設備成為發展的重點。如2050熱連軋機，年產量400萬噸，粗軋區有軋機5臺，精軋區有軋機7臺和地下卷取機3套，最大軋制速度為25米／秒，總重量63231噸，總裝機容量211022千瓦，其中主電機為93100千瓦。又如新型45°或Y型無扭線材軋機，軋制速度為65～80米／秒，盤重超過4噸，尺寸精度為±0.1毫米，四線軋制年產量達100萬噸。現代化軋機的主機已廣泛采用計算機控制。在使用多級計算機的全自動化生產過程中，計算機控制已擴展到儲運、加熱、精整、熱處理、表面清理、鍍層和剪切等輔助工序。隨著微處理機的發展，它已被用於分別控制冷軋機的各部分功能。這種控制方式可簡化程序的編制，具有靈活可靠、投產時間短和經濟效益好等優點。
軋延機械的發展註重節能、成材率、質量、品種等綜合經濟指標的提高。發達國傢致力於現有軋機的更新和改造，新建的大型軋機有減少的趨勢，生產新型材料的中小型軋機將得到進一步的發展。連鑄機將取代初軋機，並進行直接軋制。線材和棒材的無頭軋制技術的發展，使小方坯連鑄機與連軋機組成一體。帶鋼冷軋機的發展方向是無頭全連續軋制。
參考書目
黃清華主編：《軋鋼機械》，冶金工業出版社，北京，1980。
蔣維興主編：《軋鋼機械設備》，冶金工業出版社，北京，1981。
王海文主編：《軋鋼機械設計》，機械工業出版社，北京，1983。