随着湿法炼锌技术的发展,净化工序置换用锌粉的需求越来越大。与其它锌粉制备方法相比,电炉锌粉具有活性好、成本低、原料来源广等优点,从而成为制备锌粉最主要的方法。但人们对埋弧电炉炼锌过程的热工规律缺乏必要的了解,其设计与操作主要依靠经验和半经验的方法。为此,本文应用数值模拟的方法对埋弧电炉内部的热工过程进行仿真,获得结构参数和操作参数对电炉热工过程的影响规律,为埋弧电炉的优化设计与操作提供理论依据。以单阳极和三阳极直流埋弧电炉为研究对象。在对单阳极直流埋弧电炉的研究过程中,建立了三维电磁场模型,比较了电阻率为常数和随温度变化两种工况下的电压场、电流密度场等物理场。结果表明：不同电阻率影响的区域主要集中在电极附近,两种工况下的参数相对变化率小于5%。模拟了功率不变时阴极插入深度对于电炉内熔体物理场的影响,研究发现随着阴极插入深度的增加,熔体内电流密度、焦耳热密度等参数的分布更为集中。进一步研究了单阳极电炉内熔体的流场和温度场。结果表明：浮力驱动熔体流动的速度(1.7×10-1m/s)远远大于电磁力的驱动熔体流动的速度(2.5×10-6m/s),熔体流动的主要驱动力为浮力；比较了等效导热系数模型、层流模型、标准k-ε模型和RNG k-ε模型下熔体内的温度分布,结合熔体内流动特征以及工业电炉内实际温度分布情况,发现RNG k-ε模型更用于炉内熔体湍流流动。对三阳极直流埋弧电炉的电磁场、流场和温度场的数值模拟结果表明：在功率不变的情况下,阳极距离中轴越远,电炉内熔体的电压增加,电流密度、焦耳热密度,电磁力等参数在熔体内的分布更加均匀。单阳极与三阳极直流埋弧电炉相比,在熔体上半部分的参数分布基本一致；但在下半部分,三阳极直流埋弧电炉内温度、速度等分布更加均匀,这样有利于增加电炉内有效容积。图53幅,表20个,参考文献71篇。