由于板帶的橫向厚度和板形主要取決于軋制過程中實際輥縫的形狀,因此有必要研究影響實際輥縫形狀的因素,并根據軋輥的原始形狀進行合理設計。
影響輥縫形狀的主要因素是輥的彈性變形、輥的不均勻熱膨脹和輥的磨損。
1.軋輥熱膨脹不均勻。
軋制過程中,軋輥的加熱和冷卻條件沿輥體分布不均勻。在大多數情況下,輥體中部的溫度高于邊緣(但有時會出現相反的情況),傳動側的輥溫一般略低于操作側的輥溫。在直徑方向上,輥面對輥芯的溫度也不同。在穩定軋制階段,輥面溫度較高,但在停止軋制時,由于輥面冷卻較快,也會出現相反的情況。
2.軋輥磨損。
軋件與工作輥之間的摩擦,以及支撐輥與工作輥之間的摩擦,會使軋輥磨損不均勻,影響輥縫的形狀。但由于影響軋輥磨損的因素太多,理論上很難計算軋輥的磨損量,只能通過大量的測量來獲得各種軋機的磨損規律,從而采取相應的方法來補償軋輥磨損。
3.軋輥的彈性變形。
這主要包括滾筒的彈性彎曲和彈性壓扁。滾筒的彈性壓扁沿滾筒長度分布不均勻,主要是單位壓力分布不均勻造成的。此外,靠近滾筒邊緣的壓扁也較小,導致滾筒邊緣變薄。隨著滾筒直徑的減小,邊緣變薄區域也減小了。一般來說,雖然該區域不是很大,但它也會影響材料成分率。工作輥與支撐輥之間也有不均勻的彈性壓扁,直接影響工作輥的彎曲撓度。滾筒的彈性彎曲撓度一般是影響滾筒接縫形狀的主要因素。
長期以來,根據對軋輥撓度的分析,認為當支撐輥直徑與工作輥直徑之比較大時,彎曲力主要由支撐輥承擔,因此工作輥的撓度也可以近似地認為等于支撐輥的撓度。因此,人們認為在設計輥型時,可以用支撐輥的撓度差來代替工作輥的撓度差。但最實際的是,這是不正確的。理論和實驗表明,軋制過程中工作輥的實際撓度遠大于支撐輥。這主要是因為工作輥與支撐輥之間存在彈性壓扁變形,導致板寬以外的部分工作輥受到支撐輥的懸臂彎曲,從而大大提高了工作輥本身的撓度。件寬度越小,工作輥的撓度越大。因此,在設計輥型時,如果不考慮工作輥的彈性變形特性,僅通過計算支撐輥的撓度差來處理問題,其結果必然與實際情況不符。也就是說,四輥工作輥的彎曲撓度不僅取決于支撐輥的彎曲撓度,還取決于支撐輥與工作輥之間的不均勻彈性壓扁造成的撓度。