Finite element analysis of the temperature profile of rolls

Abstract

The thermal conditions during hot rolling operations can adversely affect the rolls’ service life and the quality of the rolled product. Analysis of the temperature profile of the rolls is an essential step towards the development of precise cooling systems to minimise their surface deterioration and thermal bending or camber. This paper makes an attempt at developing a finite element model for analysing the steady state temperature profile of rolls of varying dimensions. Rolls of large surface area exhibit greater differences in temperature between the surface and the interior as compared to those having smaller surface area and therefore make greater demands on the cooling system. Die Temperaturverhältnisse beim Warmwalzen können die Standzeit der Walzen und die Qualität des gewalzten Produktes nachteilig beeinflussen. Die Analyse des Temperaturprofils der Walzen ist ein bedeutender Schritt im Hinblick auf die Entwicklung eines präzisen Kühlsystems, um Oberflächenschädigungen, Biegung infolge thermischer Einflüsse oder Durchbiegung zu minimieren. In der vorliegenden Arbeit wird der Versuch gemacht, ein FE-Modell zur Analyse des stationären Temperaturprofils der Walzen unterschiedlicher Abmessungen zu entwickeln. Walzen mit großer Oberfläche weisen größere Temperaturunterschiede zwischen Oberfläche und dem Walzeninneren auf als solche mit kleineren Oberflächen. Folglich stellen sie größere Anforderungen an das Kühlsystem.