本發(fā)明涉及鋁合金板坯或錠料軋制領(lǐng)域。

更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于在均勻化操作和熱軋操作之間冷卻錠料的特別快速的、均勻的且可重現(xiàn)的方法。

本發(fā)明還涉及用于實施所述方法的裝置或設(shè)備。

背景技術(shù)：

鑄造得到的鋁合金軋制錠料的轉(zhuǎn)化要求在熱軋之前進行冶金均勻化熱處理。這種熱處理在接近合金的溶線溫度、高于熱軋溫度的溫度下進行。取決于合金，均勻化溫度和熱軋溫度之間的差為30至150℃。因此，必須將錠料在離開均勻化爐與進行熱軋之間冷卻。由于生產(chǎn)效率或金相組織的緣故，特別是為了防止成品板材上出現(xiàn)某些表面缺陷，非常需要在離開均勻化爐和熱軋機之間對錠料進行快速冷卻。

錠料所需的冷卻速率為150至500℃/小時。

鑒于鋁合金軋制錠料的厚度較大，介于250至800mm之間，使用空氣冷卻是特別慢的：對于600mm厚的錠料，空氣冷卻的速率在40℃/小時(在靜止空氣中或在具有自然對流的情況下)和100℃/小時(在通風(fēng)空氣中或具有強制對流的情況下)之間。

因此，空氣冷卻無法實現(xiàn)所需的冷卻速率。

通過液體或噴霧劑(空氣和液體的混合物)進行冷卻要快得多，原因在于液體或噴霧劑與金屬錠料的熱表面之間的交換系數(shù)的值——本領(lǐng)域技術(shù)人員稱之為HTC(傳熱系數(shù))——顯著地高于空氣與錠料之間的相同系數(shù)的值。

所選液體，單獨地或在噴霧劑中，為例如水，且在這種情況下，理想地為去離子水。因此，水與熱的錠料之間的HTC系數(shù)為2000至20000W/(m².K)，而空氣與熱的錠料之間的HTC系數(shù)為10至30W/(m².K)。

然而，通過液體或噴霧劑進行的冷卻通常在錠料中自然地產(chǎn)生高的熱梯度：

-無量綱畢奧數(shù)表示冷卻的熱均勻性。其是物體的內(nèi)部熱阻(通過傳導(dǎo)進行的內(nèi)部傳熱)與其表面熱阻(通過對流和輻射進行的傳熱)的比值。

HTC為流體與錠料之間的交換系數(shù)，

D為系統(tǒng)的特征尺寸，這里為錠料的一半厚度，

λ為金屬的熱傳導(dǎo)率，例如鋁合金的熱傳導(dǎo)率為160W/(m².K)。

若Bi<<1，則系統(tǒng)幾乎是等溫的，且冷卻是均勻的。

若Bi>>1，則系統(tǒng)是熱非常不均勻的且錠料是高熱梯度的場所。

對于厚度為600mm的錠料而言，畢奧數(shù)為：

-對于在靜止空氣或通風(fēng)空氣中的冷卻而言，其為0.02至0.06。畢奧數(shù)小于1：錠料等溫冷卻。

-對于水冷卻而言，其為4至40。畢奧數(shù)大于1：錠料在其整個厚度上非常不均勻地冷卻。

這種不均勻性也反映在錠料的寬度上，應(yīng)歸于邊和邊緣效應(yīng)，其自然地比該錠料的大的表面更多地被冷卻。

這還通過角效應(yīng)反映在錠料的長度上，沿著構(gòu)成該角的三個面自然地冷卻。

對于使用液體或噴霧劑的冷卻而言，熱不均勻性是一個主要的障礙。其不僅是后續(xù)方法(即，熱軋)的一個問題，而且可能對終產(chǎn)品(即，以具有高機械性能的卷或板形式出售的鋁合金)的品質(zhì)不利。

現(xiàn)有技術(shù)已知的體系未追求限制冷卻的不均勻性。

現(xiàn)有技術(shù)中已知的使用冷卻液的冷卻方法，特別是用于重型板材的冷卻方法，通過沉浸于槽中或通過經(jīng)過噴霧箱而操作，但未特別關(guān)注控制產(chǎn)品的熱平衡。

因此這些方法：

-無法在冷卻的錠料中獲得均勻的熱場

-無法保證錠料與錠料之間的冷卻的再現(xiàn)性。

解決的技術(shù)問題

本發(fā)明旨在克服與現(xiàn)有技術(shù)中厚錠料的冷卻工藝相關(guān)的所有主要缺陷并確保：

-快速冷卻，以至少150℃/小時的速率，和大幅冷卻，即從約450至600℃的溫度冷卻30至150℃

-整個錠料中的均勻且受控的熱場

-保證厚錠料與厚錠料之間的完美再現(xiàn)性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種用于冷卻鋁合金軋制錠料的方法，所述錠料具有厚250至800mm、寬1000至2000mm且長2000至8000mm的常規(guī)尺寸，所述冷卻方法在將所述錠料在通常450至600℃的溫度下(取決于合金)冶金均勻化熱處理之后并在將其熱軋之前進行，所述冷卻方法的特征在于以150至500℃/小時的速率進行冷卻，冷卻值為30至150℃，其中從均勻化溫度冷卻的整個錠料中的熱差小于40℃。

熱差是指在整個體積的錠料內(nèi)獲得的溫度讀數(shù)之間的最大差值，或DTmax。

有利地，冷卻以至少兩個階段進行：

第一噴灑階段，其中錠料在室中冷卻，所述室包含用于在壓力下噴灑冷卻液或噴霧劑的噴嘴(buse)或噴口(tuyère)排，分為所述室的上部和下部，以噴灑所述錠料的兩個大的頂部表面和底部表面，

熱均衡化的補償階段，在靜止空氣中，在具有內(nèi)部反射壁的隧道中進行，根據(jù)錠料的大小和冷卻值，持續(xù)2分鐘至30分鐘。

通常，對于從大體上500℃冷卻約150℃的全部冷卻，所述時間為約30分鐘，而對于約30℃的冷卻，該時間為數(shù)分鐘。

根據(jù)本發(fā)明的一個變型，如果錠料非常厚且整體的平均冷卻超過80℃，則重復(fù)噴灑階段和熱均衡化階段。

最通常地，冷卻液——其包括在噴霧中——為水且優(yōu)選為去離子水。

根據(jù)一個具體的實施方案，錠料的頭部和尾部——即通常端部的300至600mm處——冷卻程度小于錠料的其余部分，以保持熱的頭部和尾部，這是一種對于在可逆熱軋期間接合錠料而言有利的構(gòu)型。

為此，可通過打開或關(guān)閉噴嘴或噴口排，或通過使用擋板來阻擋或減少所述噴嘴或噴口的噴霧來調(diào)整頭部和尾部的冷卻。此外，可重復(fù)噴灑階段而不是熱均衡化階段，且在至少一個噴霧室中，錠料的頭部和尾部或通常端部的300至600mm處的冷卻程度不同于錠料的其余部分。

根據(jù)與后一選擇一致的版本，第一噴灑道次，如圖14中所示，在具有零個踵(talon)的情況下進行，即連續(xù)噴淋錠料進行，接著，在不進行第一熱均衡化階段的情況下，進行第二噴灑道次，如圖12中所示，其具有一對排的踵，從而可顯著減少錠料的熱平衡所需的最后均衡化階段的持續(xù)時間。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選變型中，錠料的縱向熱均勻性通過錠料相對于噴霧系統(tǒng)的相對移動而得到改善：錠料面向固定的噴霧系統(tǒng)以往復(fù)運動的方式經(jīng)過或移行，或反之亦然，噴嘴或噴口相對于錠料移動。

通常，錠料在噴霧室中水平移行且其移行速度大于或等于20mm/s即1.2m/min。

還優(yōu)選地，錠料的橫向熱均勻性通過打開或關(guān)閉噴嘴或噴口，或通過阻擋所述噴霧來調(diào)整錠料寬度上的噴灑而予以確保。

本發(fā)明還涉及一種用于實施上述方法的裝置，其包括噴霧室，所述噴霧室提供有用于在壓力下噴灑冷卻液或噴霧劑的噴嘴或噴口排，布置在所述室的上部及下部，以噴灑所述錠料的兩個大的頂部表面和底部表面。

一旦離開噴霧室，則進入均衡化隧道，其處在靜止空氣中，在內(nèi)壁及頂部是由內(nèi)部反射材料制成的隧道中，能夠通過錠料中的熱擴散，即核心再加熱表面，使錠料熱均衡化。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方案：

冷卻液或噴霧劑的噴嘴產(chǎn)生角度為45至60°的全錐形噴霧流或噴射流。

下部的噴嘴軸線垂直于下表面。

優(yōu)選地，將上部的噴嘴排在錠料移行的方向上配對。在任意給定的一對中，將上部的排傾斜以使：

-兩個配對的上部的噴嘴排的噴射流彼此相對

-噴射流具有垂直于錠料的上表面的邊緣

-兩股噴射流的重疊介于各噴射流寬度的1/3至2/3之間，且優(yōu)選基本上一半

-如此形成的兩股噴射流的包絡(luò)具有M形輪廓。

成對的上部和下部的噴嘴排基本上面對面放置，以使上部和下部的噴灑長度基本上相等且彼此相對。

由于上部的噴嘴的以相對的方式配對和噴射流的M形輪廓，因此控制噴灑長度以促使噴灑在上表面上的液體或噴霧劑側(cè)向排放，其被引導(dǎo)至錠料的邊緣，在該處其以小瀑布的形式排放，而不接觸錠料的小表面，從而使得錠料在縱向和橫向上均勻冷卻。

對于液體，無論是單獨的或是在冷卻噴霧劑中，其可通常于位于設(shè)備下方的容器中回收、再循環(huán)和熱控制。

在一個改進的實施方式中，整個裝置、噴霧室和均衡化隧道，由編碼在可編程序邏輯控制器(PLC)上的熱模型控制，該熱模型根據(jù)通過在噴霧室起始處測量的熱而估算的溫度以及根據(jù)目標輸出溫度(通常為熱軋的起始溫度)來確定所述裝置的設(shè)置。

根據(jù)一個有利的實施方案，所述裝置的操作包括以下步驟：

-將錠料在裝置的入口處居中

-測量錠料的上表面溫度

-根據(jù)目標輸入溫度和目標輸出溫度，即錠料的目標冷卻量，通過PLC，使用熱模型，計算噴霧室的設(shè)置，包括確定啟動的排的數(shù)量、在邊緣開啟的噴嘴的數(shù)量、錠料在噴霧室中的移行速度、噴霧排的開始和停止、以及在均衡化隧道中的停留時間：

-使錠料移行通過噴霧室，根據(jù)PLC的計算進行上下噴淋

-將錠料從噴霧室轉(zhuǎn)移至均衡化隧道

-將錠料在均衡化隧道中停留一段時間，該時間由PLC確定。

附圖說明

圖1示出了以單道次進行本發(fā)明的方法的示意圖。將錠料在其均勻化溫度下從均勻化爐1中取出。將其轉(zhuǎn)移至冷卻設(shè)備，側(cè)向居中，并通過表面熱電偶，通過接觸或使用紅外高溫計，測量(2)其表面溫度，使用紅外高溫計測量較不準確。熱模型確定噴霧室設(shè)置3(啟動的排的對數(shù)和錠料的移行速度)。然后在噴霧室中處理錠料。當(dāng)錠料離開時，其是干燥的并將被轉(zhuǎn)移(4)至均衡化隧道5中持續(xù)一段時間，該時間由熱模型確定或取決于所經(jīng)歷的冷卻的幅度。最后，將錠料轉(zhuǎn)移至熱軋機6。

圖2示出了以雙道次或更多道次進行本發(fā)明方法的示意圖。當(dāng)目標冷卻幅度大于100℃時，單道次通過冷卻設(shè)備可能是不夠的。在這種情況下，將錠料在第一噴霧室3中進行第一次冷卻。然后，在通過或不通過中間均衡化隧道5的情況下，將錠料轉(zhuǎn)移至由元件6、7和8構(gòu)成的第二冷卻設(shè)備，其中錠料經(jīng)歷一個完整的循環(huán)：噴霧室和隨后的(強制性地)均衡化隧道8。最后的均衡化階段的持續(xù)時間取決于材料的熱擴散性，并因此取決于合金、目標冷卻幅度和熱軋9之前的目標熱均勻性的苛刻度。

多道次冷卻也可使用單個設(shè)備借助于接續(xù)的通過而進行。

圖3為噴灑設(shè)備的示意性側(cè)視圖，錠料從左向右移行。其示出了，從側(cè)面看，在上表面和下表面上，噴灑在錠料上的液體或噴霧劑的噴射流的分布。上部和下部噴淋排是配對的且彼此相對以成對，以確保錠料厚度上的良好的冷卻均勻性。配對的上部排朝向相反，其確保了噴灑的液體或薄霧與錠料橫向地排放。下部噴嘴軸線垂直于錠料的下表面，液體由于重力而流掉。壓縮空氣排(1-4)使噴霧室的端部適合于防止任何殘留液體徑流至所述室外部的錠料上。

圖4說明了從錠料上方觀察的液體或噴霧劑的上部噴射流的效果。將在相對的噴射流的交叉點處觀察到液體或噴霧劑的表面流速的集中。這種噴淋布局有助于沿著這種橫向線路在高表面流速的情況下排放液體。

圖5示出了根據(jù)定期出版的《Registration Record Series》中的“Aluminum Association”確定的名稱為AA3104型合金的600mm錠料在噴灑設(shè)備中以單道次平均冷卻40℃而計算的熱動力學(xué)。其示出了錠料的最小溫度Tmin、最大溫度Tmax和平均溫度Tmoy和錠料的整個體積內(nèi)的最大溫差(DTmax)隨時間的變化。

圖6示出了根據(jù)定期出版的《Registration Record Series》中的“Aluminum Association”中確定的名稱為AA6016型合金的600mm錠料在噴灑設(shè)備中以兩道次平均冷卻130℃而計算的熱動力學(xué)。其以同樣的方式示出了錠料的最小溫度Tmin、最大溫度Tmax及平均溫度Tmoy和錠料的整個體積內(nèi)的最大溫差(DTmax)隨時間的變化。

圖7至圖9說明了噴灑設(shè)備在橫向上的三種噴淋模式或策略，其示出了噴霧排上的噴嘴的位置，所述噴灑設(shè)備在所有情況下從正面展示：

-圖7：在錠料的寬度上的均勻熱分布

-圖8：具有冷邊緣的熱分布，通過對錠料邊緣過多的噴灑而產(chǎn)生

-圖9：具有熱邊緣的熱分布，通過對錠料邊緣的不足噴灑而產(chǎn)生。

圖10示出了針對厚度為600mm且寬度為1700mm的相同鋁合金錠料的兩種噴淋寬度模式或策略；左圖為在具有11個噴嘴運轉(zhuǎn)的情況下具有冷邊緣的橫向方向上的熱分布；右圖為在具有9個噴嘴運轉(zhuǎn)的情況下具有熱邊緣的熱分布。

圖11為這兩種噴灑模式的熱分布的效果(溫度以℃表示，其隨從錠料的軸線開始以m表示的橫向方向上的位置而變化)。

圖12至14說明了三種用于啟動噴淋的模式或策略的實施例。

錠料縱向方向上的熱分布通過以下控制：

通過以相對的方式安裝上部的排，使得錠料縱向方向上沒有徑流或徑流極少，

每一對排對于錠料的特定位置的噴灑的開始和停止：這是噴淋踵的概念。

圖12對應(yīng)于具有熱的端部的縱向方向上的熱分布管理，圖13具有暖的端部而圖14具有冷的端部(在1處有徑流)。

圖15說明了上述三種錠料的端部熱管理策略的縱向熱分布(溫度以℃表示，其隨以m表示的錠料的長度L的位置而變化)。在該實施例中，錠料由AA6016型合金制成，其厚度為600mm，在兩道次中平均冷卻100℃，且在熱均衡化室中的時間為10分鐘。

圖16至18說明了上述三種錠料端部熱管理策略進入熱軋階段時相同實施例的熱場，以3D的形式顯示，圖16具有熱的端部，圖17具有暖的端部而圖18具有冷的端部。

可以看出，噴淋啟動策略可明顯地控制錠料的縱向熱分布。

圖19示出了一種錠料的熱場，所述錠料由AA6016型合金制成，厚度為600mm，且在噴灑設(shè)備以單道次冷卻約50℃，所述噴灑設(shè)備在針對錠料的端部的單個排上設(shè)有噴淋踵，如圖13所示。該設(shè)置提供了具有稍暖端部的非常均勻的熱場，這有利于軋制。

具體實施方式

本發(fā)明基本上由一種用于冷卻鋁合金軋制板坯或錠料的方法構(gòu)成，其使用冷卻液或噴霧劑在數(shù)分鐘內(nèi)冷卻30℃至150℃，即，平均冷卻速率在150和500℃/小時之間。

該冷卻方法主要由兩個階段構(gòu)成：

第一階段，其中使用冷卻液或噴霧劑噴灑錠料，通常以移行的方式

第二階段，錠料的熱均衡化。

在第一噴灑階段期間，錠料在具有噴嘴或噴口的室中冷卻，所述噴嘴或噴口在壓力下噴灑冷卻液或噴霧劑，通常為水且優(yōu)選為去離子水。

將噴嘴或噴口分為所述室的上部和下部，以噴灑錠料的兩個大的上下表面。

選擇移行方法可限制與錠料和其支撐件之間的接觸相關(guān)的熱點的風(fēng)險，該支撐件通常由圓柱形或圓錐形的輥組成。

錠料的平均冷卻(ΔTmoy錠料)由錠料的每個部分的噴灑時間控制。

在該階段期間，由于高的畢奧數(shù)，該錠料厚度上是熱非常不均勻的。

錠料寬度上的冷卻均勻性通過以下控制：

a)通過啟動的噴嘴的數(shù)量或使用擋板來控制錠料橫向方向上的噴淋寬度

b)一種促使噴灑在上表面的水側(cè)向排放的噴灑方法。冷卻液體被引導(dǎo)至錠料邊緣并以小瀑布的形式排放，而不接觸所述錠料的小表面。因此，錠料的冷卻非常均勻。這種方法事實上包括如圖3和4所示將兩個噴嘴排配對并相對布置。

錠料長度上的冷卻均勻性由以下控制：

c)通過引發(fā)針對錠料上所需位置的噴灑排或通過再一次使用擋板來控制噴灑的開始和結(jié)束。以此方式，可使錠料的頭部和尾部不被噴灑。然后獲得具有熱的頭部和尾部的錠料，其有助于錠料在可逆熱軋期間的接合。

d)極大地減少錠料縱向方向上的徑流。這種極低的徑流通過本發(fā)明的上述特征b)實現(xiàn)，其有利于噴灑在錠料上表面的冷卻液側(cè)向排放。

因此，設(shè)計噴灑階段以減小錠料的三個方向上的熱不均勻性。特別地，本發(fā)明使得控制錠料橫向方向和縱向方向上的熱分布成為可能，這是非常有意義的，因為沿著兩個大的維度的可能的熱梯度在短時間內(nèi)會難以改變。

然后是錠料的熱均衡化階段：

在噴灑后，將錠料在一種與環(huán)境的熱交換低的構(gòu)型中保持數(shù)分鐘。這些熱條件對于小于30℃的冷卻，能夠在數(shù)分鐘內(nèi)使錠料達到熱均衡化，而對于150℃的冷卻，能夠在大約最多30分鐘內(nèi)使錠料達到熱均衡化。這個階段對于實現(xiàn)所要求的熱均勻性指標而言是必要的。其使得在大型錠料上實現(xiàn)小于40℃的熱差DTmax成為可能。

本發(fā)明也可適用于高絕對冷卻值。當(dāng)要求的錠料的平均冷卻大于通常的80℃時，可多次循環(huán)所有“噴灑”和“均衡化”階段，在每次“噴灑-均衡化”循環(huán)時降低非常厚的錠料的平均溫度。

所述方法確保了由鋁合金制成的厚板坯、特別是軋制錠料的快速的且受控的冷卻。其也是穩(wěn)健的并防止了已知的局部過度冷卻的風(fēng)險。

冷卻設(shè)備或裝置，其本身首先包括至少一個噴霧室(通常是水平移行的)，其次包括至少一個熱均衡化隧道。

噴霧室能夠使上述方法的階段1得以實施。

在該設(shè)備或裝置中處理錠料的步驟為：

1)使錠料在設(shè)備的入口處居中

2)測量錠料的上表面溫度

3)根據(jù)輸入溫度和目標輸出溫度，即錠料的目標冷卻，通過PLC，使用熱模型，計算噴霧室的設(shè)置，包括確定啟動的噴嘴排的數(shù)量、在邊緣開啟的噴嘴的數(shù)量、錠料在噴霧室中的移行速度、噴灑排的開始和停止、以及在均衡化隧道中的停留時間

4)使錠料移行通過噴霧室，根據(jù)PLC計算進行上下噴淋。

噴霧室提供有用于在壓力下噴灑冷卻液或噴霧劑的噴嘴或噴口排。

如果后者為水，則理想情況應(yīng)為去離子水，或至少非常干凈并具有極低的礦物質(zhì)含量，以防止阻塞噴嘴并確保水和錠料之間的傳熱穩(wěn)定性。特別是由于經(jīng)濟的原因，噴灑設(shè)備可有利地以閉合循環(huán)的形式進行操作，例如，在噴灑設(shè)備的下方具有集水槽。

冷卻液或噴霧劑的噴嘴產(chǎn)生角度為45至60°的全錐形噴霧流或噴射流(在實例中：品牌為Lechler的60°角全錐形噴嘴)。下部排的噴嘴軸線垂直于下表面。上部排配對。在任意給定的一對上部排中，將排傾斜使得：

-兩個排的噴射流彼此相對

-噴射流具有垂直于錠料上表面的邊緣

-兩個噴射流的重疊介于噴射流寬度的1/3至2/3，并優(yōu)選基本上一半

-如此形成兩個噴射流的包絡(luò)具有M形輪廓。

-成對的上下噴嘴排基本上面對面放置，以使上下噴灑長度基本上相等且彼此相對。

在移行處理的情況下，錠料的移行速度大于或等于20mm/s即1.2m/min。

一旦離開噴霧室，立即使用自動滑架將錠料轉(zhuǎn)移至一個或多個均衡化隧道中。隧道的目的在于使錠料與空氣之間的傳熱最小化，其有助于實現(xiàn)錠料的更好的熱均衡化。這種熱均衡化通過錠料中的熱擴散而發(fā)生，錠料的核心再加熱表面。

均衡化隧道由垂直壁和頂部組成，垂直壁和頂部由在隧道內(nèi)側(cè)上理想地反射的材料制成。

均衡化隧道阻止了錠料周圍的氣流，從而確保不存在由強制對流引起的傳熱。其還減少了由自然對流引起的傳熱，且如果壁具有反射性，其也限制輻射傳遞。

最后，包括噴霧室和均衡化隧道的冷卻設(shè)備或裝置由編碼在設(shè)備的PLC上的熱模型控制。該熱模型根據(jù)噴霧室起始處的溫度或輸入溫度并根據(jù)目標輸出溫度(通常為軋制溫度)而確定設(shè)備的設(shè)置。

實施例

實施例1：將AA3104型合金錠料均勻冷卻40℃。

圖5示出了將根據(jù)由定期出版的《Registration Record Series》中的“Aluminum Association”確定的名稱為AA3104型合金的錠料冷卻40℃。該錠料厚600mm，寬1850mm且長4100mm。該錠料在600℃下離開均勻化爐。

錠料冷卻方法為圖1中所述的單道次方法。

將錠料在180秒內(nèi)轉(zhuǎn)移至冷卻設(shè)備中。該轉(zhuǎn)移時間包括：

-在爐的出口與冷卻設(shè)備的入口之間移動錠料

-將錠料側(cè)向居中

-測量錠料的上表面溫度

-通過PLC計算冷卻設(shè)備(噴霧室和隧道)設(shè)定的時間。

然后將錠料移行通過噴霧室，除了端部(頭部和尾部)外，錠料的各點經(jīng)歷46秒的噴淋。在錠料的兩個大的表面上的噴霧表面流速為500l/(min.m²)。將噴淋踵設(shè)置在一對排上，如圖12所述。在離開噴霧室時，錠料是干燥的并在30秒內(nèi)轉(zhuǎn)移至均衡化隧道中，持續(xù)一段時間，該時間由編碼于PLC中的熱模型確定，這里為300秒即5分鐘。最后，將錠料轉(zhuǎn)移至熱軋機，其中整個錠料的溫度均勻性優(yōu)于40℃。

錠料的表面溫度下降至約320℃，而錠料的核心在噴灑階段期間幾乎保持等溫。然后，通過核心與表面之間的熱擴散，核心向表面釋放出熱量，且錠料變得熱均勻。

錠料中的熱差(DTmax)在噴灑階段結(jié)束時最大；對于此構(gòu)型，其值為約280℃。一旦錠料的噴灑停止，熱差快速下降：在等待6分鐘后(轉(zhuǎn)移并在隧道中均衡化)，熱差DTmax降低至低于40℃。

實施例2：將AA6016型合金錠料均勻冷卻135℃。

圖6示出了AA6016型合金錠料均勻冷卻135℃。該錠料厚600mm，寬1850mm且長4100mm。所述錠料在530℃下離開均勻化爐。

錠料冷卻方法為在圖2中所述的兩道次方法。

將錠料在100秒內(nèi)轉(zhuǎn)移至冷卻設(shè)備。該轉(zhuǎn)移時間包括：

-在爐的出口與冷卻設(shè)備的入口之間移動錠料

-將錠料側(cè)向居中

-測量錠料的上表面溫度

-通過PLC計算冷卻設(shè)備設(shè)定的時間。

然后將錠料移行通過噴霧室，除了端部(頭部和尾部)外，錠料的各點經(jīng)歷51秒的噴淋。在錠料的兩個大的表面上的噴霧表面流速為800l/(min.m²)。將噴淋踵設(shè)于一個排，如圖13所述。一旦離開噴霧室，立即在60秒內(nèi)將錠料轉(zhuǎn)移至第二噴霧室，在此實施例中未通過任選的中間均衡化隧道。然后錠料經(jīng)歷第二次噴淋，與第一次相同：除了端部以外錠料的各點均經(jīng)歷51秒的噴淋，表面流速為800l/(min.m²)。一旦離開第二噴霧室，立即在30秒內(nèi)將錠料轉(zhuǎn)移至均衡化隧道。使錠料在均衡化隧道中等待數(shù)分鐘。最后，將錠料轉(zhuǎn)移至熱軋機，其中整個錠料的溫度均勻性優(yōu)于40℃。

錠料表面溫度下降至約60℃，而錠料的核心在第一噴灑階段期間幾乎保持等溫，然后在第二噴灑階段期間冷卻。然后，通過核心與表面之間的熱擴散，核心向表面釋放熱量，錠料變得熱均勻。

錠料中的熱差(DTmax)在每個噴灑階段結(jié)束時最大，對于此構(gòu)型，其值為約470℃。一旦錠料的噴灑停止，熱差立即快速下降：錠料的熱差DTmax在隧道中等待13分鐘后為55℃且在隧道中等待23分鐘后下降至低于40℃。

實施例3：將AA6016型合金錠料均勻冷卻125℃。

錠料厚600mm，寬1850mm且長4100mm。該錠料在530℃下離開均勻化爐。

錠料冷卻方法為圖2所述的兩道次方法。

將錠料在100秒內(nèi)轉(zhuǎn)移至冷卻設(shè)備。該轉(zhuǎn)移時間包含：

-在爐的出口與冷卻設(shè)備的入口之間移動錠料

-將錠料側(cè)向居中

-測量錠料的上表面溫度

-通過PLC計算冷卻設(shè)備設(shè)定的時間。

然后將錠料移行通過噴霧室，錠料的各點經(jīng)歷51秒的噴淋。在錠料的兩個大的表面上的噴霧表面流速為500l/(min.m²)。噴淋踵為0，如圖14所述。因此，以相同方式對錠料進行完全的噴淋，其產(chǎn)生具有冷端的縱向熱分布。一旦離開噴霧室，立即在60秒內(nèi)將錠料轉(zhuǎn)移至第二噴霧室，在此實施例中未經(jīng)過任選的中間均衡化隧道。然后錠料經(jīng)歷第二次噴淋，其與第一次不同。錠料以500L/(min.m²)的表面流速經(jīng)歷51秒的第二次噴淋，但此次不包括端部。噴淋踵設(shè)于一對排，如圖12所述。這種設(shè)置傾向于調(diào)整冷的端部的熱分布，從而在離開第二噴霧室時產(chǎn)生幾乎平坦的縱向熱分布。一旦離開第二噴霧室，立即將錠料在30秒內(nèi)轉(zhuǎn)移至均衡化隧道。使錠料在均衡化隧道中僅等待10分鐘。最后，將錠料轉(zhuǎn)移至熱軋機，其中整個錠料的溫度均勻性優(yōu)于40℃。

實施例3示出了合理選擇噴淋踵可顯著減少噴灑后的均衡化時間。對于以多道次進行的冷卻方法，踵的選擇在道次與道次之間可不同。對于以2道次進行的冷卻方法。為第一道次所選的踵與為第二道次所選的踵相反。在一個最佳的方式中，對于以2道次進行的冷卻方法，首先是具有零踵的第一道次(錠料的連續(xù)噴淋)然后是具有一對排的踵的第二道次，這樣可顯著減少錠料的熱平衡所需的均衡化時間。