辊型设计     (roll camber design)

轧辊辊身原始外形的设计。目的是生产出横断面厚度均匀和平直度良好(见平直度控制)的板带材。在板带轧制中，板带的形状和横向厚度主要取决于工作状态下的辊缝形状和大小。同时，由于轧辊的受热和冷却条件沿辊身长度和直径方向分布不均，多数情况下，辊身中部温度高于边部，因而造成热膨胀沿辊身的不均匀分布。轧制时轧辊在轧制力作用下产生弹性变形，包括弹性弯曲和轧辊弹性压扁。轧件与工作辊之间以及支承辊与工作辊之间的相互摩擦都会造成轧辊磨损不均匀。上述因素都能影响轧制时辊缝的形状，使空载时平直的辊缝在轧制时变得不平直，使板带的横向厚度不均和平直度不良。为了补偿上述因素造成的辊缝形状变化，需要预先将轧辊旁成一定的原始凸度或凹度，赋予辊面以一定的原始形状，使轧辊在受上述因素影响时仍然能保持平直的辊缝。

在设计新轧辊的辊型曲线时，主要考虑轧辊的不均匀热膨胀和轧辊弹性弯曲的影响。由于轧辊不均匀热膨胀产生的热凸度(见辊型控制)与弹性弯曲产生的挠度方向相反，故在辊型设计时，应按热凸度与挠度合成的结果定出磨辊的凸度(或凹度)曲线。

轧辊的不均匀热膨胀所产生的热凸度曲线和轧辊挠度曲线，理论上可以精确地计算出来，工程上可按抛物线模型计算如下：

t_x=[K_wP-K_TR_αΔT][1-(X/L)²]

式中t_x为轧辊形状曲线，mm；K_w为轧辊柔度，mm／kN；P为轧制力，kN；K_T为轧辊中心层与表面层温度不均匀分布系数；R为轧辊半径，mm；α为轧辊线膨胀系数，1／℃；△T为辊身中部与边部的温度差，℃；x为辊面任意一点距中间的距离，mm；L为辊面长度的一半，mm。当热凸度大于挠度时，轧辊应磨成凹形，反之磨成凸形。轧辊必须预先磨制成这样的原始凸度，才能在实际轧制过程中使辊缝保持平直。

轧辊原始总凸度确定后，一般凸度不大时，由于工作辊和支承辊的换辊周期不一样，因而完全有可能做到每换一次工作辊时使其辊型凸度适当增加，以弥补支承辊磨损带来的影响。

在实际生产中，原始辊型并不是或不完全是依靠计算选定的，而主要是依靠经验估计。在大多数的情况下，一套行之有效的辊型制度都是经过一段时间的生产试轧，反复比较其实际效果之后才最终确定下来的，并且随着生产条件的变化还要适当地修正。检验原始辊型的合理与否应从产品的质量、设备利用情况、操作的稳定性以及是否能有利于辊型控制与调整等因素来衡量。凸度选择过大，会引起中浪(见板形缺陷)，同时使轧件横窜或造成蛇形乃至张力拉偏，造成断带等事故；凸度过小又有可能限制轧机负荷能力的充分发挥，即为了防止边浪(见板形缺陷)而不能施加较大的压力。

由于设计原始辊型时，只考虑正常生产中相对稳定的工艺条件，而实际上产品规格和轧制条件不断变化，且辊型又不断磨损，故用一种辊型去满足各种轧制情况的需要是根本不可能的。所以合理的辊型通常同辊型控制、弯辊技术及其他一些板带平直度控制技术结合起来才能生产出理想板形的板带材。