由达涅利罗特莱克和达涅利研发中心共同开发成功一种用于薄板坯连铸机，具有创新意义的电磁制动（EMB）技术。1:1实际尺寸模拟设备目前已通过试验验证，对各种不同的浸入式水口几何形状、结晶器断面形状和最高达到10m/min的浇铸速度进行了试验。在此基础上，目前已完成产业化过程，开始工业化应用。新产品正式命名为Mul ti-Mode EMB （多模式电磁制动器）。

   影响板坯质量的主要因素：一是铸坯表面和皮下缺陷，二是在结晶器内因钢水流动产生的夹杂物。因此，只要有效控制结晶器内的钢水流动，就可以解决铸坯质量问题。

   对于厚板坯连铸机来说，达涅利研制开发了一种Mul ti-Mode^? EMS（多模式电磁搅拌器）。它采用线性搅拌器（一种采用行波磁场的线性感应电机），使用二相或三相交流电流供电。然而，对于薄板坯连铸机，EMS（电磁搅拌器）并不是必备的，也可以用EMB（电磁制动器）来代替。EMB采用由直流电流供电的电磁铁产生的静态磁场。而由达涅利开发的先进的电磁制动系统，可提供更多的控制功能，对结晶器内钢流进行各种控制。

   薄板坯连铸机的铸坯缺陷

   薄板坯连铸机结晶器内的钢流运动主要模式，是一种过于强劲的双回路流场模式，如图1中给出的CFD计算流体动力学模拟试验结果所示。不论浸入式水口采用2孔，还是4孔结构，高生产率薄板坯连铸机出现主要产品质量问题，总是由于高速浇铸/高生产率造成的过于强劲的双回路流动模式产生的。

   ?第一个、也是人们了解得最清楚的问题是，当钢流在靠近结晶器窄面铜板的地方产生驻波和紊流时，会造成弯月面处钢水流速过大。其后果是在靠近窄面铜板的地方，造成结晶器保护渣层厚度过薄和润滑不良，从而造成坯壳厚度不均和存在卷渣现象。

   ?第二个问题（与第一个问题有关）是，从右向左流动的钢流不稳定。这是由于过强的中心返流造成的。而中心返流本身又是由于双回路流动模式中向下流动部分的速度过快引起的。

   ?第三个、也是最严重的表面/皮下缺陷问题，是由于偏流和相对于浸入式水口中心线的不对称流动、右-左流动不稳定、弯月面波动和紊流造成的。

   ?第四个问题，也同样是由于双回路流动过快造成的，主要是弯月面过大的垂直波动/水平波动。这些原因会导致结晶器保护渣润滑条件波动，造成初生坯壳厚薄不均，以及在铸坯上出现纵向裂纹。

   上述4个问题是分别阐述的，仅仅用于说明产生问题的原因。实际上，它们之间并不是相互独立、互不相关的一个典型的流体力学问题。这使得要想找出一种好的办法来解决这些问题，变得非常困难。下面将详细讨论。

   新概念的研究与开发

   达涅利开发的这种新系统应该超越那种整体制动系统。也就是说，它能够特别有针对性地解决上述4个结晶器内钢水流动问题。很显然，与传统式EMBr或EMBr Rul er电磁制动系统相比，市场需要一种更先进、更复杂的电磁控制模式。通过电磁试验结合CFD计算流体动力学模拟，现已对大量电磁场配置方式进行了深入研究，目的是确定可用于实际生产过程的合适的电磁场位置、区域和强度。

   目前选择的是一种多结构。通过选择各种不同的功能，它能够解决相应的钢水流动问题，具体方法如下：

   ?电磁制动功能，用于抑制弯月面处过大的水平流动和过强的向下流动；

   ?一种稳定功能，用于解决偏流不稳定问题（也可解决过强的中心回流问题）；

   ?一种阻尼功能，用于抑制弯月面垂直波动。

   这些不同的功能对应于不同的电磁场配置。通过在不同的功率输入条件下，选择合适的电流参数，也就是选择不同的运行模式，即可得到各种不同组合的电磁场配置。

   由于采用不同的运行模式，并且类似于厚板坯连铸技术，达涅利将这项技术命名为新型多模式电磁制动（Mul t i-Mode^? El ec t r o-Magnet i c Br ake，即MM-EMB）。

   MM-EMB的试验验证

   根据上述理论研究，并考虑到非常复杂的概念，有必要对MM-EMB的有效性进行试验验证。所以在位于法国的达涅利罗特莱克公司设计并制造了一台EMB样机，并在位于意大利的达涅利研发中心制造了一套1:1实际尺寸模拟和展示设备（参见图2）。

   利用一个低熔点（138℃）铋合金循环回路，再现了钢流在连铸设备中的流动条件。试验铸机采用一个原尺寸浸入式水口和漏斗形结晶器。结晶器上装有传感器，用于检测弯月面处的水平速度、弯月面垂直波动和弯月面状况，比较在EMB电源开启和关闭条件下的钢水流动情况。试验参数是结晶器宽 度（1800mm、1530mm、1250mm和990mm）、结晶器厚度（102.5mm）、浇铸速度（也就是铸坯拉速，4.2-11.7m/ min）和电磁线圈电流设定值。

   试验实例为一个4孔浸入式水口，结晶器尺寸为1800mm×100mm，拉速为6.9m/mi n（对应于浇钢量为1100l/min）。新型EMB能够同时稳定左/右不对称状况（补偿偏流现象）、抑制钢水在弯月面处的水平流速和减小弯月面垂直波动。这是一个使用灵活的工具。因为制动和阻尼功能可根据连浇条件、生产钢种和铸坯缺陷类型进行灵活的调节。它能够以下列方式使用：如果主要问题是弯月面处钢水流速过高，也就是出现卷渣情况时，可增强制动功能，使其超过阻尼功能。反过来，如果主要问题是弯月面波动过大和/或弯月面处温度过低，也就是保护渣润滑不良、保护渣熔化不充分、出现粘钢和铝基夹杂物卷渣时，可减小制动功能，使其小于阻尼功能。

   为连铸机安装MM-MEB

   EMB单元分别安装在结晶器宽面铜板支持背板后面的空腔内，每侧各装一个。特殊耐热电缆从那里接到设在冷却室外面的一个接线盒上，然后再用标准电缆从接线盒连接到设在电气室内的供电电源。供电电源通过电力变压器连接到低压或中压电网。电源数量为3-5个，具体数量可按所需自动化程度确定。

   设备运行时，仅采用一个电源也是可以的，但这意味着仅仅可以采用一种运行模式。

   软化冷却水和干燥压缩空气，也要通过软管连接到制动装置背面。将一个用于控制全部设备的PLC装置连接到自动控制器上。自动控制器通过一个专用应用软件可实现整个系统的全自动运行。生产操作人员仅需选择设备运行模式，或者浇铸钢种和保护渣技术规格（设备运行模式可根据浇铸钢种和保护渣预先编好程序）。当然，也可以通过设在主控室内的人机操作接口设备，在任何时候选择手动操作模式。

   MM-EMB安装在一个机械手上。在更换结晶器或检修铸机时，可通过机械手将电磁制动装置从结晶器内取出，然后倾斜一个角度，使其进入停放位置。在生产运行过程中，机械手可使电磁制动器保持在一个固定位置。也就是电磁制动器本身不会随结晶器一起振动。这样，就不会在结晶器，也不会在振动台架额外增加任何重量。所有的电缆、冷却水和干燥压缩空气的连接，全部布置在一个链式管线槽上，一直连接到电磁制动器的背面。

   结论

   达涅利提出一个全新的薄板坯连铸机电磁制动概念，并在1:1尺寸模拟设备上进行了试验，它的三个主要功能，电磁制动、稳定和阻尼功能，都得到试验验证。不论在何种条件下，电磁制动器都能有效抑制弯月面水平流动速度，使之减小到0.3m/s以下；将弯月面垂直波动减小到0.8mm以下；并对左／右偏流现象进行补偿。试验表明，新型EMB借助于各种不同的操作模式，既能够强化制动效果，也可以实现阻尼功能。这一新设备被命名为Mul ti-Mode^? EMB，已在工业化生产中应用。