中国是电熔镁砂生产大国,产量居世界首位。目前国内大多数电熔镁企业仍在沿用国际40、50年代原始电弧炉的生产方式,功率低、容量小、效率低。虽然有些电熔镁企业的生产方式逐渐在向大功率炉型转变,但由于大功率炉型的生产工艺理论研究不充分,实际生产效果并不理想,产量低、能耗高的问题仍没有得到很好的解决。当前对于大功率电熔镁炉的优化研究比较少,主要有以下两种：(1)采用大炉径熔炼,减少了炉体的散热损失,同时预热了皮砂层物料,但也影响了熔坨内的结晶效果。(2)在电熔镁熔炼完成后加余热回收系统,可以有效的回收余热,但不能提高有效热能利用率。在电熔镁炉工艺参数中,能够方便调节的参数是极心圆直径,选择合理的极心圆直径进行熔炼,得到较大的熔池区域面积,可以在保证结晶效果的同时提高有效热能利用率。本文首先提出了一种极心圆直径的计算方法,并建立了极心圆直径的计算关系式。其次利用Ansys软件对影响熔池区域大小的极心圆等因素进行分析,找出各因素合理搭配方式,以得到最大的熔池区域。最后根据分析结果对现场炉子进行节能分析。本文计算了线电流在12KA时电弧热传给熔池的热量。利用Ansys软件建立了电弧炉有限元模型,计算了电熔镁炉熔池区焦耳热分布情况,得出了电流逐渐减小的过程中,熔池产生焦耳热功率及电弧热功率所占比重的变化。同时,利用Ansys软件模拟了熔池区域温度场随时间的冷却曲线,对电熔镁结晶过程进行分析,得出了镁熔坨冷却过程中形核过程和晶粒长大过程的时间区间。为了提高电弧炉节能效果,本文对影响熔融部分大小的相关因素进行模拟研究。本文首先提出了极心圆选择上的等面积的计算方法；给出了极心圆与炉子总电耗等因素的关系式。计算了模拟炉型下,熔炼期极心圆的大小。其次,研究电极极心圆直径变化对熔融区域大小的影响,验证了提出的极心圆计算方法可行。最后,研究不同电流及电极直径对熔融区域大小的影响,分析出随着电流和电极直径的变化,熔池区温度分布的变化情况。本文与生产实际相结合,利用第三章提出的等面积选取极心圆方法对现场进行节能改进。首先以现场实测数据为基础计算实际节能量,再利用Ansys软件分别从有、无余热回收系统两个角度模拟改进后炉子的节能量,从而对比改进后炉子节能效果。