随着冷连轧技术的发展,带钢轧制的高速化已成为现代化冷连轧机发展的趋势。高速冷轧过程中,单位时间内带钢的变形热、带钢与轧辊之间产生的摩擦热将大大增加,这给冷轧过程中的冷却和润滑提出挑战。良好的冷却系统设计是基于对带钢冷轧过程中各种热的行为准确计算。本文将变形区分为入口弹性区、入口塑性区、粘着区、出口变形区以及出口弹性区并对每个区间的长度进行计算。冷轧过程中,带钢在变形过程中会产生加工硬化,因此在计算变形热时本文采用了分段积分的方法。摩擦热的影响因素包括轧制力大小、摩擦系数以及轧辊与带材之间的相对滑动速度。在计算摩擦热时,本文假设轧制压力在变形区内按抛物线分布,而轧辊与轧件之间的相对滑动速度则采用秒流量相等原理确定。在冷轧过程中,变形热、摩擦热的生成与分配是影响带钢温度变化的主要因素。变形热直接产生于带钢内部,其进入轧辊是以接触传导方式发生的。在处理带钢与轧辊之间的导热系数时,本文建立了其与轧制力、带材屈服强度、带钢表面粗糙度、轧辊表面粗糙度等因素的函数关系。摩擦热产生于轧件与轧辊的接触界面上,本文按照轧辊与带钢之间的初始温度比例关系将其分配给轧辊和带钢。通过理论分析,本文开发了一个能够计算带钢出口温度、机架间带钢温度分布以及基于ANSYS平台的模拟软件。通过与现场数据比较,结果表明该软件具有较高的计算精度。本文使用该软件分析了各种工艺参数对带钢出口温度的影响规律。模拟计算结果表明,随着摩擦系数、加工硬化、轧辊温度等的增加带钢的温度升高,随着张应力的增大带钢的温度降低。为了适应连轧机的需要,本文使用该软件计算了带钢出口温度、乳化液状态以及轧制速度对经过机架间冷却后带钢温度的影响规律。计算表明,带钢冷却后的温度随着带钢出口温度、乳化液浓度、轧制速度、乳化液温度等的上升而上升,随着乳化液流量密度上升而降低。本文基于商业软件ANSYS模拟了实际轧制条件下轧辊的温度场。给出了轧辊初始温度、冷却强度、轧制速度、带钢温度等因素对轧辊温度场的影响规律,并通过回归公式获得轧辊平衡温度与冷却液流量之间的关系式,为现场工作辊冷却提供了理论依据。