>[0010]作为上述技术方案中优选的技术方案，待重熔精炼的金属电极棒的材料为钛、锆、钼和钨中的任意一种活性金属或任意几种金属的合金。
[0011]作为上述技术方案中优选的技术方案，待重熔精炼的金属电极棒的材料为耐热钢、不锈钢、工具钢或轴承钢。
[0012]本发明还提供一种真空电弧重熔装置，包括电极送进机构、真空罩、抽气孔、水冷铜模结晶器、结晶器冷却水套装置和电源，真空罩作为真空电弧重熔装置的外壳密闭形成真空室，抽气孔设置于真空罩上，真空室通过抽气孔连接真空栗，在金属重熔过程中将真空室持续抽真空，以待重熔精炼的金属电极棒作为自耗电极安装于真空室内的电极送进机构的底部固定端，金属电极棒通过电极送进机构进行位置控制和升降速度控制，结晶器冷却水套装置设置于水冷铜模结晶器外壁四周，结晶器冷却水套装置设有循环水的进水口和出水口，进水口接循环水的水源，出水口接外部水槽，通过循环水对水冷铜模结晶器壁进行冷却，在水冷铜模结晶器内，金属电极棒熔化后滴落形成的金属液凝固形成重熔锭，电源的正极和负极分别用电缆与金属电极棒和水冷铜模结晶器壁导电连接，使电弧熔炼过程处于真空室中进行，通过控制电极送进机构和电源保持真空室内电弧稳定，并在真空罩外围设置磁场发生器形成真空磁控电弧重熔系统，控制磁场发生器向真空电弧重熔装置内施加磁场，使金属电极棒底部末端区域、水冷铜模结晶器内的金属熔体位置区域以及金属电极棒底部和水冷铜模结晶器内的金属熔池之间的电弧生成区域皆处于磁场作用之下，进行真空电弧熔炼时，预先在水冷铜模结晶器内腔中底部放置一层与将待精炼的金属电极棒成分相同的金属垫料，通过电极送进机构驱动金属电极棒下降，并使金属电极棒底部末端与水冷铜模结晶器内腔底部预先铺设的金属垫料触发，产生电弧，开始真空电弧重熔，在后续真空电弧重熔过程中，通过调整磁场作用区域、金属电极棒和重熔锭之间的相对位置，保持金属电极棒的熔化区、弧区以及重熔锭顶端固液界面均位于磁场作用区域中，同时控制电源输出的电弧熔炼电流和金属电极棒送进速度，在金属电极棒底部端头产生稳定的电弧，将金属电极棒持续熔化，随着金属电极棒不断熔化以及重熔锭不断向上生长，使磁场作用区域逐渐上移，保持金属电极棒熔化过程和重熔锭凝固过程均始终处于磁场作用之下进行真空电弧重熔过程。
[0013]作为上述技术方案中优选的技术方案，磁场发生器采用永磁体聚磁方式产生磁场，或者采用电磁线圈、电磁铁或铁轭产生磁场，或者采用超导线圈以及Bitter线圈单独或混合产生磁场。
[0014]作为上述技术方案中优选的技术方案，磁场发生器由两组同芯线圈组成，分别向线圈中通直流电流和交流电流，两组同芯线圈同时提供次磁力线方向为沿着金属电极棒轴向的稳恒磁场和轴向交变磁场，通过调节磁场发生器控制磁场强度，利用电磁相互作用产生的震荡洛伦兹力对重熔锭顶部的金属熔池进行电磁搅拌，细化重熔锭的初生凝固组织。
[0015]作为上述技术方案中优选的技术方案，电源采用调压直流电源，为真空电弧重熔过程提供直流电流。
[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.相比传统的真空电弧重熔工艺，本发明通过外加磁场控制真空电弧重熔，其中采用混合磁场控制真空电弧重熔的稳恒磁场成分能够稳定电弧，防止电弧过度发散或过度聚集，进而延缓了电极间离子匮乏和阳极斑点的产生，避免形成集聚形真空电弧而导致电极局部温度过高产生的“过烧”现象，从而有效抑制了金属电极局部熔融汽化，防止合金成分损失严重和冶金质量受到影响；
2.本发明在真空电弧重熔过程中，电弧长度是影响重熔精炼效果的重要参数，不仅决定供电回路的电参数，还决定金属电极的熔化速率，在保持电弧稳定的前提下，适当进行短电弧重熔有利于提高重熔效率，降低能耗，减少电弧波动，从而提升重熔锭质量，但短电弧重熔时由于金属电极与金属熔池表面间隙较小，容易因熔滴的聚集而造成短路；
3.本发明通过外加混合磁场作用于电弧重熔过程，其中交变磁场成分在熔滴中诱发出感生电流，对熔滴形成挤压作用，利用电磁感应原理对熔滴形成电磁激振效应，促使熔滴滴落，防止大颗熔滴的聚集而实现短弧熔炼，提高精炼效果，降低能耗；
4.本发明外加混合磁场中的交变磁场成分能够在金属恪内诱导出感生电流，由于电磁复合作用产生电磁力对金属熔体形成电磁挤压作用，有效破碎枝晶，细化金属凝固组织，加速熔池传热，减少铸锭偏析。
【附图说明】
[0017]图1是本发明优选实施例真空电弧重熔装置的结构示意图。
[0018]图2是本发明优选实施例改善电弧向外分散时施加磁场前后真空电弧的形态示意图。
[0019]图3是本发明优选实施例改善电弧过度集中时施加磁场前后真空电弧的形态示意图。
[0020]图4是本发明优选实施例外加混合磁场对金属熔体细晶作用的铸锭纵截面凝固原理图。
[0021]图5是沿着图4中A-A向视图。
【具体实施方式】
[0022]本发明的优选实施例详述如下:
在本实施例中，参见图1?图5，一种真空电弧重熔装置，包括电极送进机构1、真空罩
2、抽气孔4、水冷铜模结晶器6、结晶器冷却水套装置和电源11，电源11采用调压直流电源，真空罩2作为真空电弧重熔装置的外壳密闭形成真空室3，抽气孔4设置于真空罩2上，真空室3通过抽气孔4连接真空栗，在金属重熔过程中将真空室3持续抽真空，以待重熔精炼的金属电极棒5作为自耗电极安装于真空室3内的电极送进机构I的底部固定端，金属电极棒5通过电极送进机构I进行位置控制和升降速度控制，水冷铜模结晶器6内径为Φ500_，结晶器冷却水套装置设置于水冷铜模结晶器6外壁四周，结晶器冷却水套装置设有循环水的进水口 9和出水口 10，进水口 9接循环水的水源，出水口 10接外部水槽，通过循环水对水冷铜模结晶器6壁进行冷却，在水冷铜模结晶器6内，金属电极棒5熔化后滴落形成的金属液凝固形成重熔锭8，电源11的正极和负极分别用电缆与金属电极棒5和水冷铜模结晶器6壁导电连接，使电弧熔炼过程处于真空室3中进行，通过控制电极送进机构I和电源11保持真空室3内生成的电弧12稳定，并在真空罩2外围设置磁场发生器7形成真空磁控电弧重熔系统，控制磁场发生器7向真空电弧重熔装置内施加磁场，使金属电极棒5底部末端区域、水冷铜模结晶器6内的金属熔体位置区域以及金属电极棒5底部和水冷铜模结晶器6内的金属熔池之间的电弧生成区域皆处于磁场作用之下，进行真空电弧熔炼时，预先在水冷铜模结晶器6内腔底部放置一层与将待精炼的金属电极棒5成分相同的金属垫料，通过电