热卷箱技术在国外的钢铁公司中得到了广泛地应用，国内几家大型钢铁企业也已经开始使用该装置。热卷箱的使用为公司带来了可观的经济效益，但从国内使用的热卷箱设备来看，有的是引进国外技术，在国内进行转化设计；有的是直接购买二手设备，因此，目前国内还几乎没有关于热卷箱机构参数、运动参数及力能参数设计计算的相关资料，而出于经济角度，国外也没有提供这些资料。因此目前还不能真正地做到热卷箱设计“国产化”。 本文在弹塑性弯曲变形理论的基础上，从实际情况入手，借助几何成形的方法，提出了计算热卷箱结构参数、运动参数、位置参数、力能参数和工艺参数的数学模型，并在此基础上编制了一套完整的热卷箱设计的计算机软件系统。本文从事的主要工作如下： 利用力学知识和工艺条件，提出了确定热卷箱弯曲辊辊身直径、弯曲辊辊距、弯曲辊辊颈直径取值范围的数学模型，并给出了经验取值的方法。 利用几何成形的方法，推导了适用于摆动型热卷箱和非摆动型热卷箱辊缝调整的数学模型，并在此基础上提出了热卷箱卷取过程中上弯曲辊上抬速度控制的数学模型。利用这些模型，就可以在实际生产中对热卷箱的运动参数进行完全地自动化控制。 在力学知识的基础上，结合几何成形的方法，对热卷箱最重要的一个变形阶段——二次弯曲从力学和数学的角度进行了解释，推导出了计算最小卷径的数学模型。利用该模型并结合计算机的“遍历法”，便可实现成形辊的定位计算。在成形辊位置确定的基础上，利用生产中的工艺条件，可以实现托卷辊的定位计算。 利用材料力学的知识，推导了热卷箱一些重要的力能参数、工艺参数的计算模型，它们包括：弯曲辊与轧件的最大接触应力、弯曲辊轴颈剪切应力、送进力矩、最大弯曲力、最大扭矩、钢卷最大外径和电机功率。 在建立了相关数学模型的基础上，研制了一套功能齐备的热卷箱设计软件系统。该系统集设计和分析功能为一体，既可以完全自动完成设计，又可以利用人工智能进行设计分析，具有极强的实用性。