工作辊的热行为是影响成品带材板形质量的一个关键因素,因其影响因素较多,边界条件复杂,一直是板形研究中的薄弱环节。因此板带轧机轧辊温度场及热凸度控制研究具有重要的理论意义和实际应用价值。针对轧辊边界热载荷交变、轧辊全三维瞬态温度场仿真复杂的问题,建立了工作辊温度场二维轴对称模型;分别给出了基于周期性动态热载荷的时域移相边界条件方程和基于热载荷周向平均的热载荷边界条件方程。利用包含粘着区的基于混合摩擦的冷轧薄板轧制力模型研究了薄铝带轧制压力,通过算例和实测数据证明混合摩擦模型适用于薄铝带轧制压力计算;利用基于混合摩擦的轧制力模型建立了轧制区轧件变形热和摩擦热的热量计算方程式;分析了工作辊温度场边界热载荷参数。利用ANSYS有限元平台软件及其APDL参数化编程语言,建立了工作辊温度场的轴对称仿真模型,分别编制了基于时域移相法和基于热载荷周向平均法的轧辊热行为仿真程序。以某1600铝板带冷轧机为对象,分析了工作辊瞬态温度场和热膨胀曲线的动态变化过程;轧件越宽轧辊横向温度差和热膨胀差值越小;轧辊温度场仿真结果与实测值比较结果表明仿真模型可靠,时域移相模型具有计算结果准确的优点,而热载荷周向平均模型具有计算速度快的优点。在对1600四辊铝板带冷轧机板形控制系统工作原理及其冷却系统结构分析基础上,研究了轧辊基本冷却热凸度调控功效。研究表明,调节基本冷却流量能同时改变二次和四次热凸度,当流量较大时四次热凸度变化将达到饱和。轧辊二肋浪位置和边部位置局部冷却仿真以及热变形调控功效分析表明,轧辊局部冷却引起的邻近位置热变形变化不能忽略;建立了精细冷却调控模型,给出了调控效应矩阵的计算方法,给出了二肋浪板形缺陷和局部高点板形缺陷控制的精细冷却控制流量分配策略。以上轧辊温度场仿真和轧辊热凸度分段冷却控制研究结果为轧辊热行为的准确预报和高次板形的精细冷却控制提供了基础。