2.3 热凸度对板形和板凸度的影响
热轧时工作辊由于与高温轧件接触而使温度升高，同时冷却水会使之冷却。在轧制过程中，轧辊的受热和冷却状况沿辊身分布是不均匀的。在多数场合下，辊身中部的温度高于边部（但有时也会出现相反的情况），并且在一般情况下，传动侧的辊温稍低于操作侧的辊温。在直径方向上，辊面与辊心的温度也不一样，在稳定轧制阶段，辊面的温度较高，但在停轧时由于辊面冷却较快，也会出现相反的情况。轧辊断面上的这种温度不均使辊径热膨胀值的精确计算很困难。
动态热辊是影响出口处带钢板形的重要因素。热辊变形计算分为两步，首先计算工作辊的温度场，然后由温度场计算出轧辊表面的热变形。这是一个复杂的热传导问题，在计算时应考虑如下因素。
①轧制前带材的热含量。
②接触弧处变形功和摩擦产生的热量。
③通过接触弧传导给轧辊的热量。
④由于冷却导致的轧辊表面的热量。
⑤传导给轧辊轴承的热量。
轧制过程中，金属相对轧辊滑动产生的热量和金属变形所释放的热量有一部分传入轧辊，使轧辊温度升高，这是轧制过程中轧辊的热输入。同时冷却水和空气又从轧辊中带走热量，使其温度降低，这是轧辊的热输出。在开轧后的一段时间内，轧辊的热输入大于热输出，轧辊温度逐渐升高，热凸度也随之不断增大。在以某一特定规程轧制若干带卷之后，轧辊热输入和热输出相等，处于平衡状态，轧辊热凸度也保持一个稳定值。轧制过程中热凸度随时间的变化情况如图2-4所示。一般说来，在特定的轧制规程下，板形工艺参数是依据稳定的热凸度设计的。但是，由于下述三个方面的原因，实际凸度往往偏离上述的稳定热凸度值。
图2-4 轧制过程中热凸度的变化
①当轧机停轧一段时间又重新开动时，在极端情况下轧辊没有热凸度，实际生产中虽然通过烫辊等措施使轧辊有一定的热凸度，但仍较稳定值小得多。只有轧制数卷之后，才形成热凸度。
②如果某机架工作辊损坏，必须更换新辊，在极端情况下也没有热凸度。
③不同产品常常要求由一种轧制规程变到另一种轧制规程，随之而来的是热凸度需要由一个稳定值过渡到另一个稳定值。
关于①、②两项，我们考虑极端情况，即使用冷辊。如图2-5所示，冷辊的热凸度为零，所以实际凸度曲线是水平线T，完好板形线为F，当以正常轧制力PA轧制时，产生完好板形的凸度应该是K′，但实际轧辊凸度是车削凸度K，它远小于产生完好板形所需要的凸度，因此带钢必然形成明显的边波。
图2-5 冷辊轧制对板形的影响
在实际生产中为了防止这种情况发生，除了通过烫辊给出一定的初始热凸度外，在轧制程序方面采用先轧窄带、后轧宽带的方法，利用对板形不十分敏感的窄料轧制形成热凸度，再轧板形较难控制的宽料。
关于③，即轧制规程改变使稳态凸度变化，这是经常发生的，有时凸度变化是十分明显的。例如某轧机，压下量为20％时，轧辊直径仅变化0.05mm，但压下量为35％时，这个值可达0.2mm。可见热凸度变化非常明显。
如图2-6所示，完好板形线为F，某规程下热凸度-轧制力关系曲线为T，当轧制力PA对应两曲线切点时，可获得良好板形。在规程改变后，热凸度曲线变为T1或T2，如仍在轧制力PA下工作，则必然发生板形缺陷。严重时，规程变化对板形的影响并不亚于换辊等对板形的影响，所以应特别注意。
图2-6 规程变化对板形的影响
金属塑性变形会产生热量，金属与轧辊的摩擦也会产生热量，这些热量一部分被冷却水带走，另一部分则滞留在轧辊里，使轧辊形成一定形状的热凸度。生产实践表明，轧制薄规格带材时，例如镀锡原板，热凸度对带钢板形的影响非常敏感，更换轧辊后或停机较长时间后，开机的头几个钢卷的板形往往很难控制。对此可采取轧辊预热的办法，预先将工作辊放在炉子中进行加热，让轧辊形成合适的热凸度。在正常轧制情况下，如果乳化液系统出现故障，轧辊局部区域过热，导致工作辊局部区域的热凸度过大，此时带钢出现局部的波形［1］。