水包油型乳液混合膜模型在軋制過程中的熱分析

1、水包油型乳液混合膜模型在軋制過程中的熱分析摘要： 軋輥和帶鋼表面溫度的增加可顯著的影響軋制過程，軋輥的工作狀況和帶材的機(jī)械性能。通過對(duì)冷軋過程的綜合分析，特別是在混合液膜體系中，為分析在軋制過程中軋輥和帶材所處的熱場(chǎng)環(huán)境，需同時(shí)建立摩擦輥縫的混合膜模型和軋輥和帶鋼的熱場(chǎng)模型。在本文中提出了一種數(shù)值方法來分析帶鋼軋制用水包油乳劑作為潤(rùn)滑的過程。熱模型包括由帶鋼變形和摩擦剪應(yīng)力帶來的發(fā)熱的影響。在咬合處采用耦合熱模型和混合油膜潤(rùn)滑模型通過數(shù)值分析的方法來計(jì)算摩擦和粗糙面變形產(chǎn)生的熱量。熱模型分析需要考慮軋輥和帶材的初始溫度，還有由于帶材的塑性變形和摩擦所帶來的溫度上升。而水包油型混合液膜潤(rùn)滑模型需

2、要考慮它的表面粗糙度和乳化液中的油濃度（VOL%）的影響。通過熱效應(yīng)分析，帶鋼表面溫度，軋輥溫度和所受的軋制參數(shù)受一些參數(shù)的影響如減速比，軋制速度和乳液中的油濃度。參數(shù)研究的結(jié)果表明，相比于減速比和軋制速度，油的濃度對(duì)熱場(chǎng)的影響比較??；減速比增加時(shí)，軋輥?zhàn)畲蟊砻鏈囟忍岣?；在混合液膜體系中，軋制速度增加，最大表面溫度也隨之增加，并改變了帶鋼的熱場(chǎng)。這樣的數(shù)值計(jì)算方法已通過已知的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，可以很容易地?cái)U(kuò)展到熱軋或用來分析不同的冷卻系統(tǒng)下的軋制溫度。關(guān)鍵詞：摩擦生熱；混合潤(rùn)滑；水包油乳液；塑性變形產(chǎn)生的熱量；1. 介紹熱效應(yīng)在冷軋生產(chǎn)線的帶鋼軋制過程中發(fā)揮重要影響，但也產(chǎn)生了一些問題，如軋制時(shí)

3、界面溫度太高和軋輥和帶鋼溫度的不均勻。工作軋輥的熱場(chǎng)決定了輥的凹凸度，繼而影響了軋制帶鋼的形狀。為了更好的控制軋制過程，在過程變量的選擇中，比如軋制速度，軋輥冷卻系統(tǒng)，潤(rùn)滑類型等，需要對(duì)帶鋼軋制熱場(chǎng)的了解和認(rèn)識(shí)。熱效應(yīng)的綜合分析，必須考慮到幾個(gè)現(xiàn)象：（1） 由于帶材的塑性變形和軋制表面的摩擦剪切應(yīng)力產(chǎn)生的發(fā)熱效應(yīng)；（2）軋輥和帶材之間的熱傳導(dǎo)；（3）軋制過程中的熱交換；（4）軋帶的熱流通。對(duì)所有這些影響的分析必須結(jié)合軋制的機(jī)械效應(yīng)，潤(rùn)滑劑的流體性能，還有在軋輥和帶材的熱傳遞幾個(gè)方面。到今天為止，已經(jīng)有一些開展這樣的綜合分析的嘗試。Lahoti等人和Tseng在早期已經(jīng)進(jìn)行了熱分析，但他們被限制

4、在軋制中帶材和軋輥的輥縫。因此，軋輥表面的對(duì)流熱損失沒有合理的被重視。在他們的模型中,接口電導(dǎo)是被假定為無限大的，導(dǎo)致軋輥和帶材的表面溫度對(duì)等，假設(shè)軋輥輥縫處的摩擦是恒定的。兩個(gè)假設(shè)是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)檫@里輥縫處的熱阻被認(rèn)為是無限的，而且認(rèn)定復(fù)雜的摩擦熱的產(chǎn)生依賴于帶材和軋輥和接觸條件之間的局部相對(duì)速度。Tseng 等人 建議分析軋輥和帶鋼的溫度模型，并提出沿著接觸表面使用兼容性條件連接兩個(gè)傳熱模型。該分析為幾何形狀變化和熱性質(zhì)產(chǎn)生影響的參數(shù)研究提供了一個(gè)快速的工具。然而, 如Gecim 和Winer和 Cerni等人提出的分析模型由于其依賴的項(xiàng)數(shù)包括串聯(lián)型解析解存在著局限性。此外，由于摩擦和熱模

5、型不耦合，塑性變形和摩擦熱輸入只能提供指定值。最近，Chang開發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，該模型結(jié)合了變形和熱的影響。數(shù)值分析使用無限差分和分析解決方案的組合，以減少計(jì)算時(shí)間。但是，如果人們想包括一個(gè)完整的軋輥和一個(gè)較大的帶區(qū)域中進(jìn)行分析，那么此過程會(huì)導(dǎo)致一些并發(fā)癥。命名 R 帶厚減少率（=（t1-t2）t-11）或減速比（m）A 部分接觸面積 Rq RMS復(fù)合粗糙度（m）c 粘著系數(shù) R* 無量綱復(fù)合粗糙度（=Rqt-11）G 無量綱壓力系數(shù)（=y） S 無量綱速度h 膜厚（m） t 帶鋼厚度（m）hc 表面接觸熱傳導(dǎo)系數(shù)（Wm-2-1） t1 起始帶鋼厚度（m）hcl 軋輥表面熱傳導(dǎo)系數(shù)（Wm-

6、2-1） t2 最終帶鋼厚度（m）hcf 流體表面熱傳導(dǎo)系數(shù)（Wm-2-1） T 溫度（）或者無量綱帶厚（=tt-11）hcs 固體表面熱傳導(dǎo)系數(shù)（Wm-2-1） Tr 軋輥溫度（）hcr 無量綱表面熱傳導(dǎo)系數(shù)（=hcrkr-1） Ts 帶鋼溫度（）hcs 無量綱表面熱傳導(dǎo)系數(shù)（=hcrks-1） Ts1 起始帶鋼溫度（）kh 調(diào)和平均熱導(dǎo)率（=2krks（ks+kr）-1，Wm-1） T 環(huán)境溫度（）kr 軋輥熱導(dǎo)率（ Wm-1） T 無量綱環(huán)境溫度（=TTs1-1）ks 帶鋼熱導(dǎo)率（ Wm-1） T 無量綱溫度（=TTs1-1）K 無量綱數(shù)（=y0sks-1Ts1-1） u x方向無量綱速

7、度（=u-1r-1）khr 固體表面無量綱熱導(dǎo)率=khkr-1 U 無量綱反變換速度（=uy-vx）kfr 流體表面無量綱熱導(dǎo)率=kfkr-1 v y方向無量綱速度（= v-1r-1）khs 固體表面無量綱熱導(dǎo)率=khks-1 V 無量綱反變換速度（=uy-vx）kfs 流體表面無量綱熱導(dǎo)率=kfks-1 X x方向無量綱坐標(biāo)（=xt-11）M 無量綱硬度（=0.26） r 軋輥熱擴(kuò)散（m2s-1）P 無量綱表面總壓力（=py0-1） s 帶鋼熱擴(kuò)散（m2s-1）Pe 佩克萊特?cái)?shù)（=r2-1=-1） 表層深度（m）qdef 塑性變形生熱（ Wm-3） 應(yīng)力qf 摩擦熱通量Wm-2 應(yīng)變（s-1

8、）r 軋輥半徑（m） c 水含量（%）r* 無量綱軋輥半徑（=rt1-1） d 油含量（%） 摩擦剪切力（Pa） 軋輥角速度（rad s-1）兩種數(shù)學(xué)分析方法已被用在一是基于拉格朗日坐標(biāo)系的方法和另一個(gè)則是在歐拉系統(tǒng)上。拉格朗日系統(tǒng)產(chǎn)生明確的區(qū)分和很容易解決一些問題，但是對(duì)于軋輥高速運(yùn)作時(shí)也需要相當(dāng)多的時(shí)間以得出穩(wěn)態(tài)解，不過在使用歐拉系統(tǒng)時(shí)不會(huì)存在這個(gè)問題。Tseng采用了無限的差分格式的歐拉系統(tǒng)來計(jì)算輥的溫度?？紤]到在帶材和表面由于摩擦應(yīng)力產(chǎn)生的熱量，需要在輥縫處施加一個(gè)恒定的熱輸入。這是在實(shí)際的情況下，產(chǎn)生的熱量在很大程度上取決于工作狀況尤其是在混合液膜潤(rùn)滑軋制并且難以準(zhǔn)確規(guī)定的情況下的粗

9、略的近似。綜合分析下來應(yīng)該建立精確的整個(gè)表面的傳熱模型來聯(lián)結(jié)軋輥和帶材。在鋼鐵和鋁軋制中輥/條表面參數(shù)的熱模型已經(jīng)建立，根據(jù)了解，有三個(gè)建模方法已被采用：（1）規(guī)定的熱通量，（2）規(guī)定的對(duì)流傳熱系數(shù)，和（3）規(guī)定的表面的熱傳導(dǎo)。Wilson等人采用規(guī)定的熱通量在拉格朗日系統(tǒng)來分析無潤(rùn)滑和全液膜潤(rùn)滑條件下的帶材軋制的表面溫度。在模型中引入的一個(gè)重要特點(diǎn)是有效分配系數(shù)，這個(gè)系數(shù)控制在表面摩擦產(chǎn)生的熱量和通過軋輥和帶材傳送的熱量的之間的分?jǐn)?shù)比。盡管它不包括在表面處的熱傳導(dǎo)率，這依賴于表面接觸條件如表面粗糙度和材料在接觸時(shí)，表面壓力和接觸的實(shí)際面積的熱導(dǎo)率，但這種分析方法在用于預(yù)測(cè)界面溫度時(shí)是有用的。

10、通過將熱軋和冷軋用傳導(dǎo)公式聯(lián)系起來，Tseng提出了輥/帶表面?zhèn)鳠崮Ｐ汀Ｔ撃Ｐ涂紤]到了在接觸中的兩種不同的材料的熱傳遞的方向，所以在現(xiàn)在的分析中經(jīng)常被采用。正如前文所說，為了獲得熱場(chǎng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，必須結(jié)合軋制力學(xué)，潤(rùn)滑劑的流體動(dòng)力學(xué)，表面粗糙度和熱傳導(dǎo)來對(duì)軋輥和帶材進(jìn)行分析。在以前的軋制機(jī)制的方式中，特別是在混合液膜潤(rùn)滑軋制方面，包括Wilson和Chang，Lin等人和Qiu等人都給出了自己的分析。這些論文中給出的混合膜模型因?yàn)樗腿橐簼?rùn)滑軋制的提出進(jìn)行了進(jìn)一步修改。在本文中，我們將水包油型乳液混色液膜潤(rùn)滑模型與Tseng提出的接觸式電導(dǎo)公式的熱模型結(jié)合了起來，然后進(jìn)行耦合熱混合液膜潤(rùn)滑

11、軋制的分析。研究表明了軋制速度，減速比，乳液的油濃度參數(shù)對(duì)軋制有不同的影響。2. 耦合熱混合液膜潤(rùn)滑模型混合液膜潤(rùn)滑模型的數(shù)值計(jì)算方法如下所述。該模型在別處有所規(guī)定 ，在本文中只描述它的要領(lǐng)。2.1 水包油型乳液混合液膜潤(rùn)滑在混和液膜潤(rùn)滑模型中，軋輥表面被假定光滑，粗糙度的變化主要是接觸面積的上的帶材表面的凹凸和光滑輥面之間的壓扁由引起的。光滑輥面的一般特點(diǎn)是一個(gè)小的粗糙度范圍（10-2毫米）和一個(gè)相比于帶材的更大的輥粗糙度波長(zhǎng)。對(duì)于使用水包油乳液的混和液膜潤(rùn)滑軋制的分析是基于乳液中油的濃度的計(jì)算。在數(shù)據(jù)分析中，油的濃度通常被放在兩個(gè)活動(dòng)潤(rùn)滑區(qū)計(jì)算。（見圖示一）：工作區(qū)（ZW）0XX1和入口區(qū)

12、（IZ）X1XXa。入口區(qū)（IZ）被進(jìn)一步分成一個(gè)非接觸區(qū)域，（IZ1，滿液膜）XbXXa和接觸區(qū)之間（IZ2，滿液膜）X1XXb，其中Xa表示動(dòng)水壓力啟動(dòng)位置，Xb表示帶材開始與軋輥表面進(jìn)行接觸的位置。在入口區(qū)之前,在結(jié)合過程中需要捕獲油滴。液滴捕獲過程的有效性由捕獲系數(shù)(C)，它定義了初始濃度過程(hs)中的平均膜厚。hs=Cds （1）其中ds是油滴的尺寸，由于水是在乳液中占主導(dǎo)地位的成分，在Xa和從濃縮過程的開始之間會(huì)有小壓力的積聚。（見圖示一）因此，在這一部分濃縮的過程可以描述為：hsds=hd (2)這里d表示油的濃度，ds表示其可用值。從開始，滿足0XXa時(shí)使用基于雷諾擴(kuò)展方程的

13、濃度模型：d(c+d)(-Ht)=(Z1-R+T)T(Z1-R+1)d+C (3)在公式（3）中，有幾個(gè)無量綱的變量定義：Ht=htRq表示平均膜厚，Ht_xa表示Ht在Xa的取值，R=t1-t2t1表示減速比，Z=Us2U2表示滑動(dòng)率，T=tt1表示無量綱的帶材厚度，=co表示水粘度與油的粘度的比率。公式（1）-（3）在整個(gè)軋制區(qū)控制乳化液的油濃度，如圖1所示?；旌湍つＰ秃凸剑?）-（3）通常同時(shí)被用于求解以便得到其他的軋制參數(shù)，即總壓力（P），液膜壓力（PF），平均液膜厚度（HT），和接觸面積（A）的比例。其中定義為=e-pf的油膜壓力，在入口區(qū)和工作區(qū)的大小由變化后的雷諾方程控制：dd

14、XHt3c+dddX=6RGSR*Z1-R+1ddX(Z1-RT+1)Ht) (4)塑性流動(dòng)的平衡方程收益于表面總壓力方程：dPdX=2RXT+AcRr*TsignZ1-R-T+21-ARSZ1-R-TT2HtZ1-R+1(d+c) (5)粗糙面接觸面積在幾何上與平均液膜厚度相關(guān)，通常用由Wilson和Chang提出的基于粗糙扁平化理論公式對(duì)縱向粗糙度進(jìn)行計(jì)算：dAdX=-2XRa（2l*1-A+TE） (6)在公式（6）中，l*=1t1表示無量綱的粗糙半間距，E表示無量綱的應(yīng)變率，a表示粗糙度。方程的求解受到邊界條件的影響，X=0時(shí)，P=1-Tf；X=1時(shí)，P=1-Tb。其中P=py表示無量

15、綱總壓，Tf=tfy表示無量綱前張力，Tb=tby表示無量綱后張力， Tf和Tb統(tǒng)一設(shè)置為0。該數(shù)值方法已在乳液潤(rùn)滑軋制得到的軋制力和扭矩方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得到了驗(yàn)證。對(duì)于不同軋制速度和乳液中油的不同濃度進(jìn)行比較，由此提出該數(shù)值方法的一些細(xì)節(jié)問題。2.2 熱傳導(dǎo)的一般方程歐拉坐標(biāo)系中的穩(wěn)態(tài)軋制溫度由方程支配：rTr=2Trr2+1rTrr+1r22Trr2 (7)無量綱形式下：1rTr=2Trr2+1rTrr+1r22Trr2 (8)其中Tr=TrTs1，r=rR，r=rR2。-krTrr=hcTri-Tsi-qf2 (9)-krTrr=hc1Tri-T (10)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)可由公式（11）描述：

16、uTsx+vTsy=s2Tsx2+2Tsy2+qdefsks (11)其無量綱形式：uTsx+vTsy=s2Tsx2+2Tsy2+qdef (12)u=uR，=R，Ts=TsTs1,x=xt1，y=yt1，s=sRt1，qdef=qdeft1sRTs1Ks 塑性變形所產(chǎn)生的熱量：qdef= (13)鋼材變形時(shí)86.5%的能量轉(zhuǎn)化為熱量，因此，整體分析下來，假定變形能量的90%轉(zhuǎn)化為熱量，也就是說=0.9，所以這項(xiàng)工作中應(yīng)力（）-應(yīng)變（）關(guān)系為：=Kn (14)其中K=y0，n=0.26。由Qiu等人給出了應(yīng)變應(yīng)變率的如下關(guān)系：=23lnt1t (15)=43us2t2t2tan (16)結(jié)合公

17、式(14)-(16)，公式(13)和由于塑性變形產(chǎn)生的熱量的無量綱表達(dá)形式得到： (17)局部接觸面摩擦熱流可以有下面公式給出： (18)摩擦熱流的無量綱表達(dá)形式： (19)其中=y0，us=usur要解決等式(12)有必要定義帶鋼速度場(chǎng)，通過在近似x方向的組件使用合理減少，帶鋼厚度在中性點(diǎn)，tn以及軋制速度來得到下面的公式： (20)無量綱表達(dá)形式：u=tnt (21)然后來自y方向速度連續(xù)性方程,給出如下： (22)無量綱表達(dá)形式： (23)帶鋼傳熱方程如下形式： (24)其他的邊界條件是: 沿上游側(cè)溫度固定；沿下游側(cè)Tsx=0 ；沿著條中心線條件邊界對(duì)稱。2.3. 輥帶表面的熱傳導(dǎo)實(shí)際的

18、表面接觸特點(diǎn)是其兩固體表面實(shí)際金屬與金屬之間的接觸，這只發(fā)生在一個(gè)有限的凹凸間隙中，并且間隙中充滿潤(rùn)滑劑，因?yàn)闈?rùn)滑劑的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，所以它在接口處溫度相比之下會(huì)有一個(gè)驟降。在接觸面處熱的傳遞涉及到金屬與金屬之間接觸和潤(rùn)滑劑。接口的接觸導(dǎo)熱率取決于接觸的壓力，曲面的表面粗糙度和潤(rùn)滑劑的種類。此外，它也取決于兩種不同材料在接觸時(shí)熱傳遞的方向。遇到計(jì)算復(fù)雜的整個(gè)表面的熱傳導(dǎo)時(shí)，通常采用下面的公式： (25)其中hcs表示在實(shí)際接觸中的熱傳導(dǎo)率，由半經(jīng)驗(yàn)方法給出： (26)稍微變換公式(26)，使得在混和膜潤(rùn)滑情況下,輥可以被認(rèn)為是“光滑”的，便于計(jì)算。 (輥表面粗糙度帶鋼表面粗糙度相

19、比可以忽略不計(jì))。通過數(shù)學(xué)計(jì)算的方法，合并后的表面粗糙度，Ra，與原來的形式Rq的關(guān)系式，Ra=2Rq；同理，等式（25）中的hcf也可以如下給出： (27)總接觸電導(dǎo)hc不同對(duì)軋輥（等式（28）和鋼帶（等式式（29），它是無量綱的。 (28) (29)由于軋輥的轉(zhuǎn)速高，帶徑向溫度梯度明顯局限于輥面薄層的下方，也就是“皮膚層”。這層（）的深度計(jì)算被發(fā)現(xiàn)是一個(gè)普朗特函數(shù)（Pe）： (30)Tseng分析了在內(nèi)部邊界上的溫度變化時(shí)對(duì)Ct的影響。在本文分析中采用的是溫度變化小于1時(shí)的Ct值分析。2.4. 數(shù)值方法等式（8）和等式（12）都可以用無限差分法來解決。作為與帶鋼相關(guān)聯(lián)的計(jì)算域是不規(guī)則的，它

20、需要被轉(zhuǎn)換，以便實(shí)現(xiàn)無限差離散。將等式（12）轉(zhuǎn)化形式，改寫成如下表達(dá)式：UTs+VTs=s1Jq1Ts-q2Ts+s1J-q2Ts+q3Ts+Jq'''def (31)其中U=uyn-vxn，U=uy-vx，q1=x2+y2，q2=xx+yy，q3=x2+y2，J=xy-yx。對(duì)于無限差分形式的控制方程，可以通過構(gòu)造一個(gè)線性方程組逐行交替迭代求解。采用這種方案，線性方程組三對(duì)角形式可以由托馬斯算法有效解決。軋輥的有效系數(shù)矩陣沒有三對(duì)角形式，因?yàn)樗侵芷谛圆⑶矣薪?。為了解決這個(gè)問題，需要在使用邊界點(diǎn)的差分方程之前先由迭代值構(gòu)建?；旌夏つＰ秃蜔崮Ｐ偷鸟詈鲜峭ㄟ^數(shù)據(jù)交換來完

21、成的。通常都是用輥縫溫度來決定潤(rùn)滑油溫度，混合膜模型摩擦應(yīng)力可以利用等式（19）來計(jì)算摩擦熱?；A(chǔ)油溫和粘度壓力對(duì)溫升的影響可由巴勒斯表達(dá)式給定： (32)給出壓力粘度系數(shù)（）表達(dá)形式： (33) (34)其中 (35)2.5. 建模和數(shù)值方法的驗(yàn)證至關(guān)重要的是，在前面的章節(jié)中列出的數(shù)值方法的準(zhǔn)確性由已知的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到驗(yàn)證，驗(yàn)證方法則是通過Poplawski 和Seccombe的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與過程結(jié)果進(jìn)行比較。操作參數(shù)和尺寸選擇比較歸納如表1。由于給出的信息不提及過程的具體細(xì)節(jié)，因此,必須假定仿真的參數(shù)個(gè)數(shù)。無量綱的速度參數(shù)S是0.01，輥帶的合并表面粗糙度Rq設(shè)置為1m。粗糙度假定縱向沿軋制

22、方向以0.2弧度角度和為35毫米的波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)。粗糙面之間接觸的粘黏摩擦系數(shù)是0.2，乳液的濃度需要直徑5毫米的油滴的占總體積的10%。將水和油粘度值的初始比例設(shè)置為1.1e-3，最困難的假設(shè)是軋輥表面的對(duì)流傳熱系數(shù)，伯利恒的研究表明傳熱系數(shù)變化大主要是該區(qū)域受到冷卻噴流，從對(duì)流冷卻數(shù)據(jù)（圖7）來看， 合理的假設(shè)對(duì)流傳熱系數(shù)的平均值為2100Wm-2-1，將假設(shè)的模擬結(jié)果與在表1中的帶材出口溫度進(jìn)行比較，數(shù)值結(jié)果用網(wǎng)格點(diǎn)表示，其中軋輥為50×10（咬合部分20×10），帶鋼為80×10。3. 結(jié)果與討論：熱場(chǎng)一直是冷軋和熱軋的重要關(guān)注，在冷軋過程中，軋輥經(jīng)歷周期性的溫

23、度變化，熱場(chǎng)與軋輥凸面的鼓形變化有關(guān)。摩擦生熱和塑性變形生熱是產(chǎn)生熱場(chǎng)的兩個(gè)重要的熱源模式，為了理解這些模式的作用，對(duì)這兩個(gè)模式進(jìn)行模擬：（1）包含兩種生熱模式（圖2a）；（2）只有塑性變形生熱模式（圖2b）。在實(shí)際的冷軋過程中的摩擦生熱的所產(chǎn)生熱量只占總熱量的7.5甚至更少，盡管這比塑性變形產(chǎn)生的熱量少，但它可以顯著地改變周圍的界面區(qū)域中的熱場(chǎng)，當(dāng)摩擦產(chǎn)生的熱量可以忽略時(shí)，輥身基本上可以理解為一個(gè)散熱器。因此，邊界附近的帶鋼溫度明顯低于帶鋼中間平面溫度，即位于中層的最大帶鋼溫度，圖2b所示。另一方面當(dāng)界面附近的最高溫度中包括摩擦生熱，那么結(jié)果便如圖2所示，這是由于軋制速度高時(shí)（S=1e-2）

24、，摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，由此可見軋輥溫度在這兩種情況下明顯不同的界面區(qū)域和軋輥表面。但是，在兩個(gè)例子中核心溫度是相同的。接下來讓我們看看低速的情況下，表面的溫度比中層的溫度更低，這是因?yàn)檐堓佋谄渲谐洚?dāng)了一個(gè)散熱器的作用。圖二 圖三通過參數(shù)分析來估計(jì)O / W型乳液的混和膜潤(rùn)滑對(duì)相關(guān)的軋制參數(shù)的影響。具體來說，就是考慮油的濃度d，減速比R，和速度S對(duì)參數(shù)的影響。圖3中的等溫線顯示了乳液中油的濃度不同，界面附近的熱場(chǎng)變化，其中溫度由無量綱形式T表示。從圖中可以看出，降低油的濃度，三條周線除了界面溫度略有增加外并沒有明顯的差異。這種輕微的溫升是因?yàn)榛旌夏?rùn)滑中油的濃度降低，導(dǎo)致界面壓力和摩擦力增大，

25、產(chǎn)生的熱量增多。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析表明在輥縫中油的濃度達(dá)到一個(gè)水平時(shí)，油呈現(xiàn)的是個(gè)連續(xù)相。因此，輥縫中的總壓強(qiáng)和摩擦的變化變得不那么依賴于乳液成分。圖4圖5中闡明了減速比對(duì)熱場(chǎng)的影響。熱場(chǎng)與減速比密切相關(guān)，當(dāng)減速比增高時(shí)，摩擦生熱和塑形變型產(chǎn)生的熱量都會(huì)增加，R=0.3 相比于R=0.1時(shí)最高溫度提升2倍，由于R的增加摩擦生熱更深的影響帶鋼中心溫度，導(dǎo)致整個(gè)帶鋼有顯著的溫度變化。對(duì)于R的變化，軋輥的界面溫度比輥的中心溫度表現(xiàn)的更敏感，當(dāng)R=0.1時(shí)，輥的溫度變化僅限于靠近界面的一個(gè)小區(qū)域，隨著R的增加，由于摩擦和塑性變形的產(chǎn)生的熱量也會(huì)增加，而且兩個(gè)增加的幅度近似相同。僅限于輥的表面和輥縫處，當(dāng)R=0.3時(shí)， 相比于R=0.1最高溫度提升了2倍（圖6），不過在R=0.3時(shí)對(duì)于輥縫外表面溫度和定