电熔MgO（简称电熔镁）在电子、冶金等基础性领域都有广泛的应用。对电熔镁炉内各类物理现象和规律的深入探究有助于改进冶炼工艺,进而提高电熔镁的品质和产量。冶炼电熔镁的环境恶劣、过程复杂,令许多工艺参数以实验等方法监测,不仅难度大,而且成本高。为了解电熔镁炉内部由电磁场主导的传热传质规律。本文对电熔镁炉内部的主要过程建立流体力学模型,进行数值模拟计算,以解决以上问题。直流电弧炉有电能消耗少、电压波动低和电磁环境简单等优势,在钢铁冶炼领域应用普遍,在电熔镁冶炼领域尚未有工业化生产的报道。难熔物不同于导电金属,为了让MgO的熔炼能够持续进行,设计小规模双电极直流电熔镁炉的实验平台,进而研究其冶炼过程的特性是有必要的。本文在电弧等离子体处于局部热力学平衡的假设下,建立了电弧的三维有限元模型。将单电弧的仿真结果与文献记载的测量、仿真数据进行比较,吻合度较好。针对双电极直流冶炼电熔镁所产生的双电弧,利用多场耦合数值模拟技术分析了电流、电极轴心间距和弧长对电弧多物理场的影响。结果表明,在电流500 A,弧长3 cm和电极轴心间距10 cm时,温度、速度和电流密度等均在电极底部鞘层区附近取得最大值。双电弧之间有明显的排斥现象,令两个电弧分别向外侧倾斜。电流越大,排斥作用越强,这与实验中电极烧蚀严重的区域倾向于外侧是吻合的。对直流电熔镁炉,内部双电弧和熔池建立一个统一的三维磁流体有限元模型。为验证算法可靠性,本文首先建立了双钨电极惰性气体保护焊（DE-TIG）模型,本文的仿真与文献结果较为吻合。进而更改磁场中计算动量的算法,使其适用于双电弧直流电熔镁炉的计算。待电弧与熔池的结果均收敛,对电弧和熔池整体的传热规律、流场特性和电磁现象进行分析。结果表明:在电磁力的作用下,熔池两侧会分别产生两个彼此反向的涡流,固液分界面的形状会因此受很大的影响。目前工业上制备电熔镁仍然采用三相交流电熔镁炉。交变大电流产生的涡流损耗问题非常严重,本文在磁场为时谐稳定的假设下,建立了3000 k VA容量的交流电熔镁炉三维有限元模型。利用ANSYS Maxwell软件分析精炼期的磁场分布与涡流损耗。在考虑误差的基础上,数值结果与实验结果较为一致。进一步,定量分析电流大小、导电横臂高度、炉盖的不同材质和炉体的厚度四个因素对电磁场分布以及涡流损耗的影响。结果表明:电流越小、导电横臂位置较高,各部位的涡流损耗越小。对于涡流损耗最严重的炉盖,用非导磁性能的高速钢替换涡流损耗较大的局部区域,可降低整体的涡流损耗。