技术特征：
1.一种板带轧制过程轧辊温度的计算方法，其特征在于，包括：获取工作辊的各项参数；根据所述工作辊的各项参数，建立所述工作辊的有限元模型；根据热轧工况，将所述工作辊划分为多个换热区域；计算各所述换热区域的换热系数；根据所述热轧工况和各所述换热区域的相关参数，建立所述工作辊的温度场模型；根据所述工作辊的温度场模型，计算所述工作辊的温度。2.根据权利要求1所述的板带轧制过程轧辊温度的计算方法，所述工作辊的各项参数包括：工作辊半径、工作辊辊身长度、工作辊转速、工作辊比热容、工作辊导热系数、工作辊初始温度、工作辊密度、冷却水温度、空气温度。3.根据权利要求1所述的板带轧制过程轧辊温度的计算方法，所述根据所述工作辊的各项参数，建立所述工作辊的有限元模型，具体包括：根据所述工作辊的各项参数，采用热单元solid70对所述工作辊进行轴向、径向、周向网格划分；对所述工作辊最外层进行网格划分；对所述工作辊的内部进行网格划分，以建立所述工作辊的有限元模型。4.根据权利要求1所述的板带轧制过程轧辊温度的计算方法，所述根据热轧工况，将所述工作辊划分为多个换热区域，具体包括：在所述工作辊轴向区域内划分为三个区域，以所述工作辊的中心处为起始点，沿轴向方向为x轴，以轧件1/2宽度l为范围将所述工作辊表面分为三个区域包括：轧制内部区域：0≤x＜1/2l；轧制边部区域:x＝1/2l；轧制外部区域:x＞1/2l；根据所述工作辊的热轧工况，将所述轧制内部区域的工作辊表面划分为出口处空冷区、出口处水冷区、支撑辊接触区、入口处水冷区、入口处空冷区和轧制接触区。5.根据权利要求4所述的板带轧制过程轧辊温度的计算方法，所述计算各所述换热区域的换热系数，具体包括：所述支撑辊接触区的综合换热系数h
j
按照下式计算：h
j
＝1.465δt
1/3
式中，δt＝t
r-t
a
，即工作辊表面与周围空气的温差；所述轧制接触区的综合换热系数h
s
，按照下式计算：s＝α1+α2exp(α3t
s
)h
s
＝α4+α5s式中，t
s
—带钢温度，℃；α1＝4.168；α2＝1.712
×
10-6
；α3＝0.0146；α4、α5是常数，其取值与轧制润滑条件有关；
所述入口处水冷区或所述出口处水冷区换热系数h
cw
，按照下式计算：，按照下式计算：q≤10000l/(s
·
m2)q≥10000l/(s
·
m2)式中，γ1—冷却水的传热修正系数；q—冷却水的水流密度，且有q＝v
sp
/a
sp
；p
sp
—喷射压力，mpa；t
cw
—冷却水的温度，k；v
sp
—冷却水量，l/s；a
sp
—喷射面积，m2；所述入口处空冷区或所述出口处空冷区的换热系数h
α
，按照下式计算：h
α
＝1.465δt
1/3
:式中，δt＝t
r-t
a
，即，工作辊表面与周围空气的温差。6.根据权利要求5所述的板带轧制过程轧辊温度的计算方法，所述根据所述热轧工况和各所述换热区域的相关参数，建立所述工作辊的温度场模型，具体包括：根据所述热轧工况、工作辊与带钢接触区、空冷区、水冷区，设定存储单元的初始温度并为该几何模型赋予材料物理性能参数、设置边界条件。7.根据权利要求6所述的板带轧制过程轧辊温度的计算方法，所述根据所述工作辊的温度场模型，计算所述工作辊的温度，具体包括：运用正交试验法安排影响因素，将每组影响因素的具体数值代入所述工作辊的温度场模型，实施轧制过程的有限元建模、求解、提取轧辊表面温度参数的数值模拟实验；其中，所述影响因素包括产品规格参数及工艺参数；其中，所述产品规格参数包括轧件的初始温度t1、轧件宽度l、冷却水初始温度t2；所述工艺参数包括轧辊运行速度v。在所述工作辊的各个区域内沿轧制方向取点，提取所述工作辊表面温度变化数据，利用所述工作辊表面温度变化数据进行拟合，得到所述工作辊的各个区域的温度函数；根据所述工作辊的各个区域的温度函数计算所述工作辊上任一点的温度。8.根据权利要求7所述的板带轧制过程轧辊温度的计算方法，所述利用所述工作辊表面温度变化数据进行拟合，得到所述工作辊的各个区域的温度函数，具体包括：使用二次多项式函数对轧辊各区域温度函数进行拟合，二次多项式函数形式如下：出口处空冷区t1(θ)：θ
k1
；出口处水冷区t2(θ)：θ
w1
；支撑辊接触区t3(θ)：θ
j
；入口处水冷区t4(θ)：θ
w2
；入口处空冷区t5(θ)：θ
k2
；
轧制接触区t6(θ)：θ
z
；(单位：度)t(θ)＝a+a1t+b1t2+a2t1+a3t2+a4t`+b2t`2t＝2πr/v求出各区域的待定系数，即可得到轧制内部及边部轧辊温度函数t(θ)；轧辊外部区域与室温相同，即可确定轧辊边部区域温度与内部、外部区域温度变化关系：
技术总结
本发明公开了一种板带轧制过程轧辊温度的计算方法，包括：获取工作辊的各项参数；根据所述工作辊的各项参数，建立所述工作辊的有限元模型；根据热轧工况，将所述工作辊划分为多个换热区域；计算各所述换热区域的换热系数；根据所述热轧工况和各所述换热区域的相关参数，建立所述工作辊的温度场模型；根据所述工作辊的温度场模型，计算所述工作辊的温度，克服了现有技术无法准确预测周向温度变化，导致轧辊温度预测精度低的技术问题，本发明能够提高轧辊温度预测精度，进而提高带钢的成材率。进而提高带钢的成材率。进而提高带钢的成材率。
技术研发人员：彭文 陈世译 陈曦 魏晨光 孙杰 张殿华
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：2022.09.14
技术公布日：2023/3/28