电熔镁炉本质上也是电弧炉，只不过是一种埋式电弧炉，所以电弧炉的研究历史基本上就是它的理论研究历史，电弧炉是一种利用电弧的热量来熔炼金属的电炉。

1、电熔镁工业发展现状

生产优质耐火材料的三个重要条件分别是高纯成型、高压材料、高温烧成，但这些必须采用先进的设备才能完成。目前用于煅烧的设备主要有回转窑、竖窑和电弧炉。电熔镁炉是我国现有的用于生产电熔镁砂的设备，属于三相交流埋弧电弧炉。

电弧炉是最早应用于炼钢系统的一种工业设备，由此带来了炼钢技术革命，他是一种利用电弧产生出来的的热量来熔炼金属的工业设备。电弧炉的电弧是靠电极和炉料间放电产生的，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金的一种冶炼方法。它能够缩短炼钢流程，加快资金周转，提高生产效率等。正式由于这些优点使得电炉炼钢很快地在世界各国得到的重视和普及，替代了以前的炼钢技术。

最近二十几年，国内外学者和工程技术人员就改进电熔镁控制技术先后研制了许多新型电极升降调节器。国内也早就开始了电熔镁炉智能控制方面的跟踪研究工作，但目前在实际系统中还少有成果可以被采用，主要处于研究阶段。比如一些生产研究单位在电极调节器控制算法中开始采用基于单个神经元规则的智能控制等，与国外已经投入使用的调节器相比还有较大的差距。

在1998年Nadira等提出了自调整模型算法应用于三相电熔镁炉，但该算法没有考虑电弧的非线性关系，将其作为一个线性电阻来处理，与实际工程对象之间存在较大误差。模糊控制能完成电极电流的调节，未出现频繁振荡，调节较平滑，但响应灵敏度差。自校正控制是对被控过程的在线辨识与控制参数的自整定相结合的一种自适应控制技术，当有较大的确定性扰动作用时，其稳定性较差。我国在控制理论的方法上，研究水平同国外一些先进国家相比差距不大，特别是在现代控制方法的研究上(如自适应控制，最优化控制，预测控制等)具有一定的先进水平，比如，近几年也出现了些论文论述专家系统、模糊PID、神经网络等先进的控制理论在电熔镁控制方面的应用，但在将这些先进的控制方法转化为生产力的实际控制技术方面的能力与国外先进国家相比差距比较明显。

2、电熔镁发展现状

在目前的电熔镁生产过程中，纯度为99%以上的优质镁砂产品产量极低，大多数产品的纯度都是在96%~98%之间。在国际金融危机的影响下，低品位产品受到了很大的冲击，国内外镁行业需求量也大幅度下降，产能已经出现过剩的现象，整个电熔镁产业的深加工能力不足，整个行业的平均开工率也不足1/3。产品附加值效益也很低，这种现象造成了资源的严重浪费。但是国内外市场中高品位电熔镁砂产品的市场很强大，需求非常旺盛。所以，通过提升电熔镁生产技术工艺水平是当今一个很重要的问题，解决了这个问题就会降低生产成本、拓宽镁制品的应用领域、提高高品位产品产量。与此同时环境污染问题也是束缚电熔镁企业进一步发展的重要因素。我国现在的电熔镁生产方式也十分的原始，采用是敞口冶炼，造成粉尘扩散，导致镁砂生产企业的周围土地沙化十分明显，这给当地群众的生产和生活带来了很严重的影响。

在电熔镁的生产过程中会排放大量的二氧化碳，这是因为电熔镁熔炼使用的原料菱镁矿石，他的主要组成成分就是碳酸镁，熔炼过程中，碳酸镁发生分解反应，产生重量比占52.19%的二氧化碳气体。二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一，电熔镁生产过程中排放的大量二氧化碳会一定程度上增强温室效应，引起地球气候变暖等一系列问题。同时，从菱镁矿中排除的高浓度二氧化碳，是生产固态干冰和液态二氧化碳的优质原料，具有极高的经济价值，但是目前还没有得到的实际的应用。

目前在电熔镁生产中所使用的控制器按不同的控制信号主要可分为以下3种：(1)模拟控制器：～种比较早的控制器，目前仅在容量小的的电熔镁炉上采用这类控制器，它的优点是造价相对比较便宜，缺点是控制性能欠佳。(2)PLC控制器(可编程逻辑控制器)：该控制器稳定性较高，缺点是响应较慢，离大型电熔镁炉智能控制的要求还有点距离，目前国内电熔镁炉控制系统中有不少采用PLC控制器进行控制。(3)工业计算机控制器：工业计算机的运算能力比较强大，而且工业计算机的稳定性和可靠性高，响应速度快，综合性能较为优越。在国外，工业计算机在电熔镁炉控制系统中已广泛应用。目前，国内在电熔镁生产中这种控制方式逐步被应用。

3、菱镁耐火材料简介

菱镁耐火材料具有良好的耐碱、耐高温、耐磨损及抗金属和熔渣侵蚀等性能，有良好的绝缘性和高温下有良好的导热性，是冶金、化工、建材等行业高温炉窑不可缺少的耐火材料。随着新技术的发展，菱镁矿的制品又广泛地应用在化工玻璃、航天、电器、橡胶产品和农牧等行业中。

我国是菱镁矿资源极为丰富的国家，对菱镁矿的开发利用已有百年历史。我国的菱镁矿因产量大、品位高、价格低，在国际市场上占有一定优势雨成为主要出口国家。我国出口主要是轻、重烧镁砂。近年来，菱镁耐火材料外贸出口量已覆盖60%以上的国际市场，各类镁砖、不定型耐火材料的出口比例有所增加，是我国重要的创汇产品之一。随着近年来科技的进步和高温技术的发展，对现代工业高温耐火材料的性能提出了越来越多的要求，对其研究也日益增加。菱镁耐火材料具有良好的耐碱、耐高温、耐磨损及抗金属和熔渣侵蚀等性能，有良好的绝缘性和高温下有良好的导热性，是冶金、化工、建材等行业高温炉窑不可缺少的耐火材料。随着新技术的发展，菱镁矿制品又广泛地应用在化工玻璃、航天、电器、橡胶产品和农牧等行业中。

生产镁质耐火材料的主要原料是菱镁矿，其次是水镁石、海水、卤水和白云石等。我国有蕴藏丰富、质地优良的菱镁矿(其中以大石桥——海城菱镁矿著称)。所以，我国主要以菱镁矿煅烧获得烧结镁砂，并发展多品种的镁砂原料，国外如欧洲、美国、日本等一些国家，由于缺乏菱镁矿资源或特殊的需要，主要从海水中提取氧化镁。随着科学技术的飞速发展，耐火材料的格局发生了重大变化，电熔镁砂主要用于炼钢炉衬，高纯镁砂在耐火材料中有着突出的优势，而且随着其应用范围的不断扩大，需求量逐年增加，综合价格不断上升，市场看好。