由于板带的横向厚度和板形主要取决于轧制过程中实际辊缝的形状,因此有必要研究影响实际辊缝形状的因素,并根据轧辊的原始形状进行合理设计。
影响辊缝形状的主要因素是辊的弹性变形、辊的不均匀热膨胀和辊的磨损。
1.轧辊热膨胀不均匀。
轧制过程中,轧辊的加热和冷却条件沿辊体分布不均匀。在大多数情况下,辊体中部的温度高于边缘(但有时会出现相反的情况),传动侧的辊温一般略低于操作侧的辊温。在直径方向上,辊面对辊芯的温度也不同。在稳定轧制阶段,辊面温度较高,但在停止轧制时,由于辊面冷却较快,也会出现相反的情况。
2.轧辊磨损。
轧件与工作辊之间的摩擦,以及支撑辊与工作辊之间的摩擦,会使轧辊磨损不均匀,影响辊缝的形状。但由于影响轧辊磨损的因素太多,理论上很难计算轧辊的磨损量,只能通过大量的测量来获得各种轧机的磨损规律,从而采取相应的方法来补偿轧辊磨损。
3.轧辊的弹性变形。
这主要包括滚筒的弹性弯曲和弹性压扁。滚筒的弹性压扁沿滚筒长度分布不均匀,主要是单位压力分布不均匀造成的。此外,靠近滚筒边缘的压扁也较小,导致滚筒边缘变薄。随着滚筒直径的减小,边缘变薄区域也减小了。一般来说,虽然该区域不是很大,但它也会影响材料成分率。工作辊与支撑辊之间也有不均匀的弹性压扁,直接影响工作辊的弯曲挠度。滚筒的弹性弯曲挠度一般是影响滚筒接缝形状的主要因素。
长期以来,根据对轧辊挠度的分析,认为当支撑辊直径与工作辊直径之比较大时,弯曲力主要由支撑辊承担,因此工作辊的挠度也可以近似地认为等于支撑辊的挠度。因此,人们认为在设计辊型时,可以用支撑辊的挠度差来代替工作辊的挠度差。但最实际的是,这是不正确的。理论和实验表明,轧制过程中工作辊的实际挠度远大于支撑辊。这主要是因为工作辊与支撑辊之间存在弹性压扁变形,导致板宽以外的部分工作辊受到支撑辊的悬臂弯曲,从而大大提高了工作辊本身的挠度。件宽度越小,工作辊的挠度越大。因此,在设计辊型时,如果不考虑工作辊的弹性变形特性,仅通过计算支撑辊的挠度差来处理问题,其结果必然与实际情况不符。也就是说,四辊工作辊的弯曲挠度不仅取决于支撑辊的弯曲挠度,还取决于支撑辊与工作辊之间的不均匀弹性压扁造成的挠度。