菱镁矿是冶金工业中不可缺少的耐火材料。我国菱镁矿资源丰富,质量优良,是全球最大的电熔镁砂生产国和供应国。但是目前国内电熔镁生产工艺落后,一直处于“一等原料,二等加工,三等产品”的境地,资源浪费严重。因此,加大科技力量投入,开发新一代电熔镁节能生产工艺,产出高品位电熔镁砂势在必行。为了设计研发新一代电熔镁生产工艺,需对原有工艺进行热工诊断。通过热工测算的结果分析,找出了电熔镁生产的节能途径,提出了电熔镁工艺系统节能的突破点。本文在此基础上提出了菱镁矿熔炼电熔镁砂新工艺流程,并对新工艺的节能效果进行了理论分析。同时,本文对新工艺中涉及的关键设备进行了相关的设计计算。新一代电熔镁砂生产工艺的节能关键在于对电熔镁坨中所含余热的回收利用,与此同时,产出的电熔镁砂产品的质量保证也是新工艺的另一个关键点。本文采用ProCAST软件对熔炼完成后电熔镁坨的动态温度场和方镁石凝固结晶过程的微观组织进行了模拟。通过对比现场测试的冷却过程,验证了模拟的准确性。之后,分别对不同工况下的凝固结晶过程进行模拟,通过对比分析模拟结果,指出了影响电熔镁砂产品质量的关键因素。这也从另一方面验证了新一代电熔镁生产工艺的可行性。通过上面的研究,依照系统节能及工业生态学理论,笔者创立了一套电熔镁系统节能新工艺。新工艺不仅保证了物质能源的充分利用,实现“零排放”,同时也保证了在能耗最低的条件下得到更高品位的电熔镁砂。最终实现“一等原料,一等加工,一等产品”的生产。