的电磁发生装置，在导电结晶器上半部和下半部之间设有导电环，导电环与导电结晶器中的渣池、金属熔池或渣金界面保持导电接触，形成并联的两条供电回路，其中一条供电回路由电渣冶炼电源、一个变阻器、电极、渣池、导电环构成，穿过导电结晶器内的上半部有效磁场区域和渣池，其中另一条供电回路由电渣冶炼电源、另一个变阻器、辊轮电极、铸锭、金属熔池和导电环构成，穿过导电结晶器内的下半部有效磁场区域的金属熔池，采用两条供电回路控制分别通过渣池与金属熔池的两条供电回路中的电流比，将导电结晶器内的渣池和金属熔池中生成的电流中与竖直磁场相结合，在导电结晶器内，通过分别控制两个电磁发生装置分别向导电结晶器中的渣池和金属熔池施加竖直磁场，在导电结晶器内腔室中形成上下两个磁场强度可调的有效磁场区域，在电渣冶炼过程中，同时施加交变电流或交变磁场，利用通过渣池和金属熔池的电流的水平分量与外加竖直磁场相互作用，从而产生周期反向洛伦兹力，使得渣池和金属熔池产生不同强度的周期反向旋转运动，使穿过渣池的金属熔滴受到周期反向的拖曳力，通过调节施加于渣池和金属熔池的电流比来分别控制在渣池内和在金属熔池内的周期反向旋转运动的强度，通过调整分别置于导电结晶器内的上下两个有效磁场区域产生的磁场强度来控制在渣池内和在金属熔池内的周期反向旋转运动的强度，最终获得符合质量要求的大型合金铸锭。
[0013]作为本发明磁控电渣连铸装置优选的技术方案，导电结晶器的形状至少包括直筒型和T型，对于直筒型的导电结晶器，导电环与上半部和下半部的结晶器之间用耐热绝缘体隔开；对于T型的导电结晶器，导电环的安装至少包括两种方案:其中一种安装方案为，导电环分别与上半部和下半部的结晶器之间用耐热绝缘体隔开，导电环安装位于T型的导电结晶器直筒段与收缩段交界位置处；其中另一种安装方案为是将导电环制作成与导电结晶器上部内径相匹配的长筒状并嵌于T型的导电结晶器上部直筒段，导电环的底部到达T型的导电结晶器直筒段与收缩段交界位置处。
[0014]作为上述技术方案进一步优选的技术方案，电极为自耗电极棒或非耗用电极棒，当采用自耗电极棒时，自耗电极棒与金属熔池的金属材料相同，冶炼过程为电渣重熔，当采用非耗用电极棒时，冶炼过程通过液态金属浇注的方式开始电渣连铸过程，非耗用电极棒与金属熔池的金属材料不同，采用耐热高电导率的电极材料，将电缆连接在非耗用电极棒上，将非耗用电极棒浸入导电结晶器内的渣池中，或将非耗用电极棒浸入盛有金属液的中间包内，电渣连铸开始时，使由电渣冶炼电源、变阻器、非耗用电极棒、中间包中金属液、中间包水口浇注的金属液柱、渣池、导电环构成穿过渣池的供电回路闭合导通。
[0015]作为上述技术方案进一步优选的技术方案，电渣冶炼电源输出变频的交变电流，且电磁发生装置生成交变磁场。
[0016]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明将产生竖直磁场的电磁线圈设置在导电结晶器水冷套内部，可以降低导电结晶器壁对磁场的屏蔽作用，同时采用向线圈通入直流或低频电流来产生竖直磁场降低了集肤效应的影响，与此同时相比于只通过外加旋转磁场使渣池及金属熔池作旋转运动的想法，本发明构思是通过有效利用导电结晶器冶炼的交流电流与磁场相互作用来驱使渣池及金属熔池作旋转运动，不需要为磁场线圈通入非常大的电流来产生竖直磁场，这都极大的节省了能耗；
2.本发明采用双回路供电方式冶炼，有效利用了导电结晶器电渣冶炼的交流电流，通过供电回路中的变阻器分别调节流过渣池和金属熔池的交流电流强度来使重熔过程中交流电流的水平分量与外加竖直磁场相互作用而分别产生强度可调的周期反向洛伦兹力，促使渣池及金属熔池分别产生合适强度的周期反向旋转运动来均匀渣池及金属熔池的温度场，对于渣池通过调节周期反向旋转运动的强度来使重熔过程中从自耗电极滴落的金属熔滴不再滴落在结晶器中心区域，促使渣池及金属熔池温度场均匀，使金属熔池更加浅平化，这样有利于避免溶质偏析可以获得低偏析度的凝固组织；同时周期反向旋转运动还可以促使自耗电极末端逐渐形成的熔滴受到周期反向的拖曳力，促使熔滴提前滴落，减小了熔滴尺寸，增大了熔滴的渣金接触面积，降低杂质和夹杂物迀移路径，这样极有利于提高重熔过程的净化效率；而对于金属熔池通过调节周期反向旋转运动的强度来打碎凝固前沿的枝晶尖端，一定程度的增加了金属熔池内的形核质点，从而使凝固组织晶粒细化和等轴晶化；同时周期反向旋转运动可以促进气体或者夹杂物上浮进入渣层，防止电渣锭内部形成枝晶搭桥或通道，提高夹杂物去除效率并且避免了凝固前沿溶质、气体、杂质等的富集，进而降低合金元素的宏观偏析；
3.本发明通过特别设计的电流环路给予渣池与金属熔池合适的电流比来简单地实现分别控制渣池和金属熔池内的周期反向旋转运动的强度，也可以通过调整分别置于导电结晶器内上部和下部电磁线圈产生磁场强度的大小来控制渣池和金属熔池内的周期反向旋转运动的强度；
4.与其他促使渣池及金属熔池产生定向旋转运动的想法相比，本发明构思是驱使渣池及金属熔池产生周期反向的旋转运动，这样降低了金属熔池卷渣的可能性；
5.本发明通过分别调节流过渣池和金属熔池的交流电流强度来使重熔过程中交流电流的水平分量与外加竖直磁场相互作用而分别产生强度可调的周期反向洛伦兹力，促使渣池及金属熔池分别产生合适强度的周期反向旋转运动，通过调节特别设计的双供电回路来给予渣池与金属熔池最佳的电流比来最终获得凝固组织细小均匀、偏析小、洁净度高的大型合金铸坯。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例一磁控电渣连铸装置结构示意图。
[0018]图2是本发明实施例一电渣冶炼交变电流不同半周期时的机理示意图。
[0019]图3是本发明实施例二磁控电渣连铸装置结构示意图。
[0020]图4是本发明实施例二电渣冶炼交变电流不同半周期时的机理示意图。
[0021]图5是本发明实施例三磁控电渣连铸装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中，参见图1和图2，大型均匀组织合金锭的连铸制备方法的磁控电渣连铸装置，由导电结晶器1、电磁发生装置2、电极3、电渣冶炼电源11、供电回路12、变阻器13和辊轮电极14组成，导电结晶器I的形状为直筒型，电极3为自耗电极棒，自耗电极棒与金属熔池7的金属材料相同，冶炼过程为电渣重熔，电磁发生装置2在导电结晶器I的内腔中生成竖直磁场15，向导电结晶器I中通入一次冷却水9和二次冷却水10，导电结晶器I 一分为二，由上半部结晶器和下半部分结晶器两个相对独立组装连接安装，扩大导电结晶器I内壁到外壁的距离，从而可以在导电结晶器I上半部以及下半部独立的水冷套内分别安装能够产生竖直磁场15的电磁发生装置2，在导电结晶器I上半部和下半部之间设有导电环4，导电环4与上半部和下半部的结晶器之间用耐热绝缘体5隔开，导电环4与导电结晶器I中的渣池6、金属熔池7或渣金界面保持导电接触，形成并联的两条供电回路12，其中一条供电回路12由电渣冶炼电源11、一个变阻器13、电极3、渣池6、导电环4构成，穿过导电结晶器I内的上半部有效磁场区域和渣池6，其中另一条供电回路12由电渣冶炼电源11、另一个变阻器13、辊轮电极14、铸锭8、金属熔池7和导电环4构成，穿过导电结晶器I内的下半部有效磁场区域的金属熔池7，采用两条供电回路12控制分别通过渣池6与金属熔池的7两条供电回路12中的电流比，将导电结晶器I内的渣池6和金属熔池7中生成的电流16中与竖直磁场15相结合，在导电结晶器I内，通过分别控制两个电磁发生装置2分别向导电结晶器I中的渣池6和金属熔池7施加竖直磁场15，在导电结晶器I内腔室中形成上下两个磁场强度可调的有效磁场区域，在电渣冶炼过程中，同时施加交变电流和稳恒磁场，利用通过渣池6和金属熔池7的电流16的水平分量17与外加竖直磁场15相互作用，从而产生周期反向洛伦兹力18，使得渣池6和金属熔池7产生不同强度的周期反向旋转运动19，使穿过渣池6的金属熔滴受到周期反向的拖曳力，通过调节施加于渣池6和金属熔池7的电流比来分别控制在渣池6内和在金属熔池7内的周期反向旋转运动19的强度，通过调整分别置于导电结晶器I内的上下两个有效磁场区域产生的磁场强度B来控制在渣池6内和在金属熔池7内的周期反向旋转运动19的强度，最终获得符合质量要求的大型合金铸锭。
[0023]本实施例采用的金属熔体为GH4169镍基高温合金。应用本实施例磁控电渣连铸装置制备大型均匀组织合金锭的磁控电渣连铸方法是利用与导电结晶器I重熔过程中交流电流16水平分量17相互作用的外加竖直磁场15在澄池6和金属恪池7内分别产生强度可控的与冶炼交变电流频率一致的周期反向洛伦兹力18，即矢量力F，交流电流16水平分量17为J，磁场磁力线为B，参见图2，分别在渣池6和金属熔池7内产生不同强度的周期反向旋转运动19，通过两条供电回路12中的变阻器13来调节两条供电回路12的电流比来分别控制渣池6和金属熔池7内的周期反向旋转运动19的强度，从而获得凝固组织细小均匀、偏析小、洁净度高的GH4169镍基高温合金。
[0024]参见图1和图3，本实施例大型均匀组织合金锭的连铸制备方法，包括如下步骤: a.采用直筒型导电结晶器1，导电结晶器I的通钢口径为1500_，用于连铸圆形截面铸坯，将导电结晶器I内壁到外壁