
我們使試驗型材分別在普通冷卻條件和局部冷卻條件下進行冷卻,測量型材在離開牽引機進入冷床時其各部位的
表面溫度,并測量型材在矯直前的彎曲程度(如圖3和圖4中所示尺寸H)。
3 試驗結果及分析
3.1 表面溫度
經過普通冷卻和局部冷卻兩種條件冷卻,型材在離開牽引機時其各部位表面溫度如表4所示。

由表4可知,在普通冷卻條件下,A、B兩款型材在離開牽引機時,其厚壁部或空心管的表面溫度都比薄壁部的要高約70~100℃。而局部冷卻的方式,雖然沒有使用滑出臺的風機冷卻,所以薄壁部的表面溫度比采用普通冷卻時的要高,但由于采用高壓氣霧噴嘴對厚壁部和空心管進行局部冷卻,所以該部位的溫度較普通冷卻要低,甚至比同條件下的薄壁部的表面溫度更低。試驗結果表面,局部冷卻的方式能夠有效調節型材出料后的冷卻平衡。
其主要原因如下:
。1)普通風冷條件下,型材各部位與空氣接觸的換熱系數均相等,但由于壁厚或形狀不同,各部位的散熱速度不相等,所以,厚壁部或空心管的散熱速度比薄壁部慢[2];
。2)采用局部高壓氣霧冷卻時,由于同時存在空氣和水兩種換熱介質,且水的換熱系數比空氣大,所以能提高散熱速度;
。3)高壓空氣將水
霧化,增加了水和型材接觸的表面積,同時破壞了水和高溫型材接觸時產生的蒸氣膜,提高了換熱效率[3];
(4)高壓氣霧噴嘴具有較強的方向性,氣霧的夾角約為25°~30°,能夠實現局部冷卻而不影響型材其它部位。
3.2 型材彎曲程度
經過普通冷卻和局部冷卻兩種條件冷卻,型材矯直前的彎曲程度H的測量結果如表5所示。測量對比結果表明,在出料口進行局部冷卻能有效地減小型材在冷卻過程中的彎曲程度。

其主要原因是型材在出料時,厚壁部或空心管這種較難冷卻的部位被高壓氣霧急速冷卻,產生了較強的收縮
應力,薄壁部自然冷卻也產生一定的收縮應力。雖然前者比后者的收縮應力大,左右收縮應力尚存在不平衡,但由于型材受到牽引機的牽引,此不平衡的收縮應力被牽引力所抵消。當型材離開牽引機時,型材的整體溫度已下降至350℃左右,在冷床上采用風冷所產生的收縮應力較小,左右兩邊的不平衡收縮應力也較小。因此,當型材冷卻至室溫時的彎曲程度也較小。
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