CN203649368U - 外加磁场的电渣熔铸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外加磁场的电渣熔铸装置，其磁场发生装置由锥形磁场线圈和锥形磁场发生电源组成，锥形磁场线圈套在结晶器铜内管外围，即安置在结晶器水冷套的内部，或者锥形磁场线圈围绕在结晶器外管外部，向锥形磁场线圈中通入电流，即在锥形磁场线圈内腔中产生锥形磁场，推动锥形磁场线圈做竖直升降运动，使自耗电极的熔化末端、金属熔滴和液态渣池始终置于锥度磁场之内，使自耗电极的末端熔化产生的金属液膜发生旋转流动，并驱动自耗电极末端的金属熔滴作旋转运动，同时在液态渣池和金属汇流熔池中产生微区流动。本实用新型通过施加外部轴向锥度磁场以优化精炼效果，提高除杂效率，提高净化效率，降低铸锭径向偏析。

Description

外加磁场的电渣熔铸装置

技术领域

本实用新型涉及一种电渣重熔工艺装备，特别是还涉及一种精炼工艺装置，应用于纯净钢制备装备技术领域。 

背景技术

电渣重熔工艺已经被广泛的应用于冶金工业中。传统的电渣重熔工艺的原理是在盛有高碱性熔渣的水冷结晶器中，用合金钢作为自耗电极，利用熔融渣的导电性，在电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源来重熔自耗电极的二次精炼法。研究表明，在电渣重熔过程中，自耗电极熔化形成熔滴。熔滴穿过渣层时，其中的夹杂物被碱性渣层吸附。鉴于此，如何让金属熔滴与高碱性熔渣充分接触成为了提高除杂效率的关键因素。 

针对提高电渣重熔净化效率发展出了多种新型方法，主要有施加旋转磁场复合电渣重熔、超声波复合电渣重熔、施加水平静磁场电渣重熔等方法。但客观上讲上述方法均有不足之处。如施加旋转磁场复合电渣重熔可以在一定程度上驱动渣液和金属熔池旋转，但是会产生卷渣这样的负面作用；超声波复合电渣重熔由于功率容易受到限制、本身的方向性以及衰减的速度过快等因素，限制了其在工业上的应用；施加水平静磁场电渣重熔由于能量密度较低以及具有方向性的特点，其提高净化效果的能力仍然有限。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种外加磁场的电渣熔铸装置，在电渣重熔过程中，通过施加外部轴向锥度磁场以优化精炼效果，实现电渣重熔净化精炼各种电渣锭产品，提高除杂效率，有效提高净化效率，降低铸锭的径向偏析。 

为达到上述发明创造目的，本实用新型的发明构思如下： 

提供一种带有施加轴向锥度磁场的电渣重熔装置。原理在于将轴向锥度磁场施加在传统电渣重熔的结晶器周围，将自耗电极熔化末端、金属熔滴、金属熔池置于轴向锥度磁场之内。锥度磁场是一种磁场方向与自耗电极所处轴向成一定角度的磁场。由于轴向锥度磁场的施加，自耗电极末端的液膜、熔滴以及渣池中，将形成与自耗电极熔炼电流成垂直的磁场分量，该磁场分量呈辐射状沿径向分布。在这种呈辐射状沿径向的磁场分量与熔炼电流作用形成的交变洛伦兹力的作用下将产生以下的效应：第一，驱动自耗电极末端的液膜作正反向旋转，从而可以促进液膜的不断更新，使液膜内部的夹杂物被带到表面，与熔渣接触而被熔渣吸收，提高夹杂物和杂质元素的去除效率；第二，驱动自耗电极末端的熔滴作正反向旋转，破坏表面张力对称性和稳定性，这将避免形成大的熔滴，因此熔滴直径将显著细化，熔滴直径的细化将显著提升熔滴的比表面积，缩短夹杂物及杂质从熔滴内部迁移到表面距离和时间，从而提高精炼效率；第三，驱动液态渣池产生微区流动，使液态渣池中的温度更加均匀，从而可以使整个液态渣池具有良好的稳定吸收夹杂的能力，同时可以促进钢锭凝固界面处的温度更为均匀，进而形成平直的凝固界面，这对降低铸锭的径向偏析以及及时排除凝固界面前沿的夹杂物更为有利。而通过控制自耗电极熔炼电流的频率，还可以改变液膜、熔滴、熔渣呈正反向旋转的周期，并在合适的频率下获得最佳的精炼效果。

根据上述发明构思，本实用新型采用下述技术方案： 

一种外加磁场的电渣熔铸装置，包括熔炼铸造装置和磁场发生装置，熔炼铸造装置是由结晶器铜内管、结晶器外管、结晶器水冷套、结晶器底部密封座以及结晶器上部密闭罩组成的电渣重熔结晶器装置，结晶器上部密闭罩和结晶器底部密封座分别将结晶器铜内管的上下两端口封闭，形成密封的电渣炉工作腔，结晶器底部密封座同时还形成水冷铜板底电极，结晶器底部密封座可拆卸地安装在电渣重熔结晶器装置的底部，自耗电极从结晶器上部密闭罩的电极插孔插入结晶器铜内管的内腔中，自耗电极和结晶器底部密封座分别接到外部熔炼电源的两极，通过结晶器上部密闭罩的浇注渣入口或者通过打开结晶器上部密闭罩，向结晶器铜内管内注入的熔渣，在结晶器底部密封座上方的结晶器铜内管的内腔中形成液态渣池，将自耗电极底端插入结晶器铜内管中的液态渣池中，使液态渣池、自耗电极、外部熔炼电源、结晶器底部密封座之间形成导电回路，自耗电极熔化后产生的金属熔滴向下穿过液态渣池汇入金属汇流熔池，最终在结晶器底部密封座的强制冷却作用下形成凝固铸锭，磁场发生装置由锥形磁场线圈和锥形磁场发生电源组成，锥形磁场线圈与电渣重熔结晶器装置之间保持绝缘，锥形磁场线圈套在结晶器铜内管外围，即安置在结晶器水冷套的内部，或者锥形磁场线圈围绕在结晶器外管外部，锥形磁场线圈由一组或者多组螺线管锥度线圈形成锥管形线圈，锥形磁场发生电源向锥形磁场线圈中通入电流，即在锥形磁场线圈内腔中产生以结晶器铜内管的轴向为中心轴的锥形磁场，线圈升降平台推动锥形磁场线圈沿着结晶器铜内管的轴向做竖直升降运动，使自耗电极的熔化末端、金属熔滴和液态渣池始终置于锥度磁场之内，锥度磁场作用于自耗电极的熔化末端，在洛伦兹力作用下，使自耗电极的末端熔化产生的金属液膜发生旋转流动，并驱动自耗电极末端的金属熔滴作旋转运动，同时锥度磁场与液态渣池和金属汇流熔池中的电流相互作用将产生微区流动。

上述锥形磁场线圈的锥度最好可调，使锥形磁场线圈内腔中产生的磁场方向与结晶器铜内管的轴向在0°~90°角度范围内变化。 

上述自耗电极优选采用单电极或多电极，同时自耗电极优选采用小截面电极或大截面电极。 

上述外部熔炼电源优选采用直流电源、交变电源或调压调频交流电源，当采用交变电源或调压调频交流电源时，自耗电极的末端熔化产生的金属液膜发生周期性的正反向旋转流动，并驱动自耗电极末端的金属熔滴作周期性的正反向旋转运动。 

在上述锥形磁场线圈内腔中产生的锥形磁场的磁力线的方向优选为沿锥形磁场线圈内壁斜向上方向。 

上述锥形磁场线圈的口径优选采用小于3000mm的口径尺寸。 

上述结晶器铜内管的内腔横截面形状优选采用圆形或方形，用于外加轴向锥度磁场控制电渣重熔装置重熔精炼的金属可以是圆形铸锭，也可以是方形铸锭，亦可以是异性铸锭，只需保证铸锭可以放置于结晶器内。 

在本实用新型上述技术方案中，熔炼电源是频率为0.001Hz-10000Hz的电源，轴向锥度磁场发生电源的电压范围为5~2000V，由锥度磁场线圈产生的锥度磁场磁感应强度可在0.1~30Tesla范围变化。控制熔炼电压为10-200V，熔炼电流为100-20000A。轴向锥度磁场强度通过调节电压实现，锥度磁场发生线圈可以是单组，也可以是多组，其产生的锥度磁场的角度可以根据熔炼效果的需要在0°~90°改变。电渣重熔过程可以由固态渣引弧启动，也可由液态渣直接启动，亦可以添加引弧剂保证引弧成功。外加锥度磁场控制电渣重熔装置适用于各种型号的电渣炉。外加锥度磁场控制电渣重熔装置可以用于精炼各种电渣锭产品，铸锭可以是钢铁等黑色金属，也可以是钛合金、高温合金及精密合金、铝合金、镁合金、铜合金等多有可以用于电渣重熔的其他合金。 

本实用新型在传统电渣重熔设备的水冷结晶器外围或水冷套内部设置一组或者多组螺线管锥度线圈，在线圈中通入电流，即可产生轴向锥形磁场。锥度磁场作用于自耗电极末端，在洛伦兹力作用下，金属液膜形成旋转流动，加速液膜更新和与渣液接触，锥度磁场与熔炼电流作用将细化熔滴，提高熔滴比表面积和增加在液渣中沉降时间，缩短夹杂物及杂质元素从熔滴中心到渣金表面的距离，从而提高了电渣重熔过程的净化效果，获得更为纯净的电渣锭；而锥度磁场与渣池和金属汇流池中金属中电流相互作用将产生微区流动，使温度均匀和金属熔池浅平，对排除凝固界面前沿的夹杂物更为有利。该实用新型工艺简单，环境友好，净化效率高，适用于净化精炼各种电渣锭产品。 

本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点： 

1.本实用新型电渣熔铸装置将传统电渣重熔装置放置于轴向锥度磁场中，利用锥度磁场对金属液膜产生的洛伦兹力形成液膜的正反向旋转流动，从而增强熔滴的细化作用、熔滴与渣池的接触作用，当轴向锥度磁场作用于自耗电极末端液膜时，驱动自耗电极末端的液膜作正反向旋转，从而可以促进液膜的不断更新，使液膜内部的夹杂物被带到表面，与熔渣接触而被熔渣吸收，提高夹杂物和杂质元素的去除效率；

2. 本实用新型电渣熔铸装置通过在轴向锥度磁场的作用下，将形成细小的熔滴。熔滴的细化，增加了熔滴在液态渣池中的沉降时间，同时缩短了夹杂物及杂质从熔滴内部迁移到表面的距离和时间，从而提高精炼效率；

3. 采用本实用新型电渣熔铸装置，熔滴在渣池下落过程中,由于具有周期性的旋转效应，这种搓捻效应将改变熔滴的形貌，使得其沉降产生复杂轨迹，从而延长液渣与熔滴的接触时间，这就增大了熔滴与熔渣池的接触作用提高了夹杂物被渣池吸附的几率，进一步提升净化效率；

4. 利用本实用新型电渣熔铸装置，处于锥度磁场中的金属熔池和液态渣池在锥度磁场作用下将产生微区流动，从而得到更加均匀的温度分布，降低凝固界面前沿的温度梯度，进而形成平直的凝固界面，这对降低铸锭的径向偏析以及及时排除凝固界面前沿的夹杂物更为有利有助于凝固组织的生长；

5. 本实用新型电渣熔铸装置的锥度磁场不直接接触金属熔体，无污染；

6. 本实用新型电渣熔铸装置可显著提高电渣重熔过程中非金属夹杂物以及杂质元素的去除效率，提高净化效果；

7. 本实用新型设备工艺简单，便于维护和使用，环境友好，精炼金属净化效率高，适用于净化精炼各种电渣锭产品应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例一外加磁场的电渣熔铸装置的结构示意图。 

图2是本实用新型实施例一外加锥度磁场对金属熔体的作用原理图。 

图3是本实用新型实施例二外加锥度磁场对金属熔体的反向旋转作用原理图。 

具体实施方式

本实用新型的优选实施例结合附图说明如下： 

实施例一：

在本实施例中，参见图1和图2，一种外加磁场的电渣熔铸装置，包括熔炼铸造装置和磁场发生装置，熔炼铸造装置是由结晶器铜内管13、结晶器外管2、结晶器水冷套8、结晶器底部密封座6以及结晶器上部密闭罩14组成的电渣重熔结晶器装置，结晶器上部密闭罩14和结晶器底部密封座6分别将结晶器铜内管13的上下两端口封闭，形成密封的电渣炉工作腔，结晶器底部密封座6同时还形成水冷铜板底电极，结晶器底部密封座6可拆卸地安装在电渣重熔结晶器装置的底部，自耗电极1从结晶器上部密闭罩14的电极插孔插入结晶器铜内管13的内腔中，自耗电极1和结晶器底部密封座6分别接到外部熔炼电源9的两极，自耗电极1采用大截面单电极，外部熔炼电源9是直流电源，通过结晶器上部密闭罩14的浇注渣入口或者通过打开结晶器上部密闭罩14，向结晶器铜内管13内注入的熔渣，在结晶器底部密封座6上方的结晶器铜内管13的内腔中形成液态渣池3，将自耗电极1底端插入结晶器铜内管13中的液态渣池3中，使液态渣池3、自耗电极1、外部熔炼电源9、结晶器底部密封座6之间形成导电回路，自耗电极1熔化后产生的金属熔滴7向下穿过液态渣池3汇入金属汇流熔池4，最终在结晶器底部密封座6的强制冷却作用下形成凝固铸锭5，磁场发生装置由锥形磁场线圈10和锥形磁场发生电源11组成，锥形磁场线圈10与电渣重熔结晶器装置之间保持绝缘，锥形磁场线圈10套在结晶器铜内管13外围，即安置在结晶器水冷套8的内部，或者锥形磁场线圈10围绕在结晶器外管2外部，锥形磁场线圈10由一组或者多组螺线管锥度线圈形成锥管形线圈，锥形磁场发生电源11向锥形磁场线圈10中通入电流，即在锥形磁场线圈10内腔中产生以结晶器铜内管13的轴向为中心轴的锥形磁场，在锥形磁场线圈10内腔中产生的锥形磁场的磁力线16的方向为沿锥形磁场线圈10内壁斜向上方向，线圈升降平台12推动锥形磁场线圈10沿着结晶器铜内管13的轴向做竖直升降运动，使自耗电极1的熔化末端、金属熔滴7和液态渣池3始终置于锥度磁场之内，锥度磁场作用于自耗电极1的熔化末端，在洛伦兹力作用下，使自耗电极1的末端熔化产生的金属液膜15发生旋转流动，并驱动自耗电极1末端的金属熔滴7作旋转运动，同时锥度磁场与液态渣池3和金属汇流熔池4中的电流相互作用将产生微区流动。

采用GCr15轴承钢作为本实施例用特殊钢冶炼原料，将CGr15轴承钢铸造成Φ300mm、长度2000mm的自耗电极1，并在电渣重熔前除去表面的氧化皮。锥度磁场线圈10放置在线圈升降平台12上，锥度磁场线圈10与电渣重熔结晶器装置之间具有良好绝缘，且锥度磁场线圈10可以沿着电渣重熔结晶器装置自由移动，同时保证电渣重熔的熔化河凝固过程都在有效磁场作用区内。 

在本实施例中，参见图1和图2，将自耗电极1与结晶器底部密封座6分别接到外部熔炼电源9两极，给结晶器水冷套8通入冷却水。调节锥度磁场线圈10与自耗电极1轴向夹角为30°。将2kg由60%CaF₂、20%CaO和20%Al₂O₃构成的高碱性液态熔渣倒入结晶器铜内管13中，结晶器铜内管13的内孔口径为500mm，高度为1500mm。关闭结晶器上部密闭罩14。将自耗电极1连接好外部熔炼电源9，并插入结晶器铜内管13中的液态渣池3中。开启外部熔炼电源9，采用工频直流电电流，调节输入电流为5000A。开启锥度磁场发生电源11，使得锥度磁场线圈10中电压为1000V，使得锥度磁场线圈10中的磁感应强度为2T，磁力线为沿锥度磁场线圈10内壁斜向上方向16，锥度磁场线圈10产生的磁力线与结晶器铜内管13的轴向呈45度夹角。由于电流的通过，液态渣池3温度升高，达到自耗电极1的熔点时，自耗电极1的末端开始熔化，熔化的金属在向下流动的过程中在自耗电极1末端形成金属液膜。在轴向锥度磁场与熔炼电流作用形成的洛伦兹力的作用下，金属液膜15在向自耗电极1末端汇集的过程中发生形成逆时针方向的快速转动，同时向下流动，如图2所示。金属液膜15旋转流动促进了金属液膜15的更新，使金属液膜15内部的夹杂物被带到表面，与液态渣池3接触而被液态渣池3吸收，提高夹杂物和杂质元素的去除效率。金属液膜15不断流动的过程中汇聚细小的金属熔滴7，金属熔滴7亦受到轴向锥度磁场的作用不断转动。在锥度磁场与熔炼电流作用形成的洛伦兹力的驱动下，金属熔滴7内部熔体亦作旋转流动，金属熔滴7表面张力对称性和稳定性被破坏。这样可以避免较大金属熔滴7的形成，金属熔滴7的直径将显著细化。由此将显著提升金属熔滴7的比表面积，缩短夹杂物及杂质从金属熔滴7内部迁移到表面的距离和时间，从而提高精炼效率。金属熔滴7下落通过熔渣池，最后到结晶器中凝固。由于金属熔滴7的尺寸更加细小，在与液态渣池3中渣液充分接触净化后，金属熔滴7中的夹杂物以及杂质元素被液态渣池3吸附。随后金属熔滴7穿过液态渣池3汇入金属汇流熔池4。同时，在锥度磁场的驱动下液态渣池3产生微区流动，使液态渣池3中的温度更加均匀，从而可以使整个液态渣池3具有良好的稳定吸收夹杂的能力，同时可以促进凝固铸锭5凝固界面处的温度更为均匀，进而形成平直的凝固界面。液态渣池3与自耗电极1末端不断上升。故为确保整个过程中金属熔滴7都处于同等的锥度磁场作用下，锥度磁场线圈10随着自耗电极1末端同时上移。最终，当自耗电极1熔化结束，在水冷铜板底电极形成的结晶器底部密封座6的强制冷却作用下，凝结成凝固铸锭5。当电渣重熔过程结束时，关闭外部熔炼电源9和锥度磁场发生电源11。待结晶器铜内管13中凝固铸锭5完全凝固至冷却到室温时，关闭结晶器水冷套8的冷却水，。从结晶器铜内管13中取出凝固铸锭5，即可得到高纯净度的轴承钢电渣锭。液态渣池3在轴向锥度磁场的驱动下产生微区流动，使液态渣池3中的温度更加均匀，从而使整个液态渣池3具有良好的稳定吸收夹杂的能力，同时促进了钢锭凝固界面处的温度更为均匀，进而形成平直的凝固界面。在本实施例中，参见图1和图2，当使用直流电源为自耗电极1的外部熔炼电源9时，金属液膜15和金属熔滴7将进行单向旋转流动，这种单向旋转流动也将带动金属液膜15更新，细化金属熔滴7、使液态渣池3温度均匀从而提高精炼效率的作用。本实施例在传统的电渣重熔过程中通过外加轴向锥度磁场装置达到提高净化效率，提升电渣重熔精炼效果，以获得更为纯净的金属材料。 

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图3，外部熔炼电源9采用采用调压调频交流电源，正反向流动的周期会随着熔炼电源的频率改变，自耗电极1的末端熔化产生的金属液膜15发生周期性的正反向旋转流动，并驱动自耗电极1末端的金属熔滴7作周期性的正反向旋转运动。在轴向锥度磁场的作用下，金属液膜15形成逆时针方向的快速转动，如图3所示。当外部熔炼电源9的电流方向发生改变时，金属液膜15形成顺时针方向的快速转动，加速金属液膜15的表面更新，细化金属熔滴7尺寸，提高金属熔滴7比表面积和增加在液态渣池3中沉降时间，缩短夹杂物及杂质元素从金属熔滴7中心到渣金表面的距离，可以显著提高电渣重熔过程的净化效率，如图3。随着外部熔炼电源9电流方向的不断改变，金属液膜不断受到正反向的驱动力，形成正反向转动。金属液膜15不断周期性正反向下流动的过程中汇聚细小的金属熔滴7。金属熔滴7亦受到轴向锥度磁场的作用，形成正反向周期性转动。在锥度磁场与熔炼电流作用形成的交变洛伦兹力的作用下，金属液膜在向自耗电极1末端汇集的过程中发生正反向周期性旋转，同时向下流动。在锥度磁场与熔炼电流作用形成的交变洛伦兹力的驱动下，金属熔滴7内部熔体亦作正反向旋转流动，金属熔滴7表面张力对称性和稳定性被破坏。在本实施例中，轴向锥形磁场与液态渣池3和金属汇流熔池4中金属中交变电流相互作用将产生微区流动，使温度均匀和金属熔池浅平，对排除凝固界面前沿的夹杂物更为有利。

实施例三：

本实施例与前述实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，自耗电极1采用由2根电极棒构成的多电极体系，电渣重熔的熔化和凝固过程都在锥形磁场线圈10产生的锥度磁场作用区域内进行，形成更加有力的夹杂物扩散条件，有效改善铸坯的表面及皮下质量，改善铸坯凝固组织，提高等轴晶率，减轻中心偏析及中心疏松等内部缺陷方面都有显著的作用效果。

上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型外加磁场的电渣熔铸装置的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。 

Claims (7)

1. 一种外加磁场的电渣熔铸装置，包括熔炼铸造装置和磁场发生装置，所述熔炼铸造装置是由结晶器铜内管（13）、结晶器外管（2）、结晶器水冷套（8）、结晶器底部密封座（6）以及结晶器上部密闭罩（14）组成的电渣重熔结晶器装置，所述结晶器上部密闭罩（14）和结晶器底部密封座（6）分别将所述结晶器铜内管（13）的上下两端口封闭，形成密封的电渣炉工作腔，所述结晶器底部密封座（6）同时还形成水冷铜板底电极，所述结晶器底部密封座（6）可拆卸地安装在电渣重熔结晶器装置的底部，自耗电极（1）从所述结晶器上部密闭罩（14）的电极插孔插入所述结晶器铜内管（13）的内腔中，所述自耗电极（1）和所述结晶器底部密封座（6）分别接到外部熔炼电源（9）的两极，通过所述结晶器上部密闭罩（14）的浇注渣入口或者通过打开所述结晶器上部密闭罩（14），向所述结晶器铜内管（13）内注入的熔渣，在所述结晶器底部密封座（6）上方的所述结晶器铜内管（13）的内腔中形成液态渣池（3），将所述自耗电极（1）底端插入所述结晶器铜内管（13）中的液态渣池（3）中，使液态渣池（3）、所述自耗电极（1）、所述外部熔炼电源（9）、所述结晶器底部密封座（6）之间形成导电回路，所述自耗电极（1）熔化后产生的金属熔滴（7）向下穿过液态渣池（3）汇入金属汇流熔池（4），最终在所述结晶器底部密封座（6）的强制冷却作用下形成凝固铸锭（5），其特征在于：所述磁场发生装置由锥形磁场线圈（10）和锥形磁场发生电源（11）组成，所述锥形磁场线圈（10）与所述电渣重熔结晶器装置之间保持绝缘，所述锥形磁场线圈（10）套在所述结晶器铜内管（13）外围，即安置在所述结晶器水冷套（8）的内部，或者所述锥形磁场线圈（10）围绕在所述结晶器外管（2）外部，所述锥形磁场线圈（10）由一组或者多组螺线管锥度线圈形成锥管形线圈，所述锥形磁场发生电源（11）向所述锥形磁场线圈（10）中通入电流，即在所述锥形磁场线圈（10）内腔中产生以所述结晶器铜内管（13）的轴向为中心轴的锥形磁场，线圈升降平台（12）推动所述锥形磁场线圈（10）沿着所述结晶器铜内管（13）的轴向做竖直升降运动，使所述自耗电极（1）的熔化末端、金属熔滴（7）和液态渣池（3）始终置于锥度磁场之内，锥度磁场作用于所述自耗电极（1）的熔化末端，在洛伦兹力作用下，使所述自耗电极（1）的末端熔化产生的金属液膜（15）发生旋转流动，并驱动所述自耗电极（1）末端的金属熔滴（7）作旋转运动，同时锥度磁场与液态渣池（3）和金属汇流熔池（4）中的电流相互作用将产生微区流动。

2.根据权利要求1所述外加磁场的电渣熔铸装置，其特征在于：所述锥形磁场线圈（10）的锥度可调，使所述锥形磁场线圈（10）内腔中产生的磁场方向与所述结晶器铜内管（13）的轴向在0°~90°角度范围内变化。

3.根据权利要求2所述外加磁场的电渣熔铸装置，其特征在于：所述自耗电极（1）采用单电极或多电极，同时所述自耗电极（1）采用小截面电极或大截面电极。

4.根据权利要求3所述外加磁场的电渣熔铸装置，其特征在于：所述外部熔炼电源（9）是直流电源、交变电源或调压调频交流电源，当采用交变电源或调压调频交流电源时，所述自耗电极（1）的末端熔化产生的金属液膜（15）发生周期性的正反向旋转流动，并驱动所述自耗电极（1）末端的金属熔滴（7）作周期性的正反向旋转运动。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述外加磁场的电渣熔铸装置，其特征在于：在所述锥形磁场线圈（10）内腔中产生的锥形磁场的磁力线（16）的方向为沿所述锥形磁场线圈（10）内壁斜向上方向。

6.根据权利要求5所述外加磁场的电渣熔铸装置，其特征在于：所述锥形磁场线圈（10）的口径小于3000mm。

7.根据权利要求6所述外加磁场的电渣熔铸装置，其特征在于：所述结晶器铜内管（13）的内腔横截面形状为圆形或方形。

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