随着市场经济的不断进步,菱镁矿相关产业也日渐受到重视,尤其在冶金工业中,电熔镁砂是生产耐火材料的必需原料。我国因品质优良的菱镁矿资源丰富,已经成为世界最大的电熔镁砂生产和供应国。然而目前国内电熔镁生产技术工艺落后,由于缺乏统一的规划管理,长期以来,生产过程几乎缺乏控制手段,多凭经验操作。资源利用率低、产能过剩、产品结构不合理、出口混乱等问题日渐严峻。所以,妥善解决我国菱镁矿在开采和利用中存在的问题,同时提高我国菱镁矿资源的利用水平和综合利用率,最终扭转我国菱镁矿资源浪费严重的局面已刻不容缓。本文建立了一个将宏观传热、微观形核与生长动力学相耦合的宏微观统一模型,实现对方镁石凝固过程的数学物理描述。基于所建立的数学物理模型,利用PrOcast软件对电熔镁熔坨冷却凝固过程中的温度场以及微观组织进行数值模拟。通过数值模拟结果对熔坨整体温度场变化以及晶粒生长过程进行可视化处理,实现对结果的可视化输出,最终对晶粒微观组织模拟结果进行分析讨论,分析冷却强度、机械振动等因素对电熔镁熔坨微观组织的影响趋势。与此同时提出了新的工艺流程方法,对电熔氧化镁整体装置的效率提高、余热利用、废气回收等起到了较为积极的作用。由于在工业生产制造中,等轴晶细小,柱状晶粗大的电熔镁熔坨晶体更加受到青睐,改变微观组织形貌是电熔镁砂发展的必然趋势。模拟结果表明,电熔镁熔坨微观组织形貌与外界冷却强度以及机械振动等外界干扰因素有关,在其他条件不变的情况下,较大的过冷度有利于柱状晶的形成。而机械振动不仅能够改善熔坨与皮砂层的换热条件,同时可以细化等轴晶尺寸。另外,在电熔镁熔坨冷却凝固时,△Ts,max’△Ts,σ’,△Tv,σ,ns等因素虽然对微观组织形貌会产生一定的影响,但是在实际操作中比较难以进行相关的控制,所以很少使用。