电熔镁砂在工业生产中是一种重要的耐火材料,在化学、冶金、航天等领域应用非常广泛,电熔镁炉是电熔镁砂的主要生产设备,目前应用较多的电熔镁炉设备是三相交流的供电系统。由于三相交流电熔镁炉存在交流电弧的稳定性差、交流系统功率因数低、三相电弧功率不均衡、因无功功率波动频繁导致电网电压闪变等一系列问题,并且这些问题都是交流电弧加热时不可避免的。因此,近年来,直流电弧炉的应用逐渐增多,开发直流电弧炉已成为电熔镁炉技术发展的必然趋势。本文的第一部分针对双电极直流电熔镁炉进行了研究,首先通过对直流电弧的研究以及对电弧传热的分析,得到熔池表面电弧电热的分布模型;然后对双电极直流电熔镁炉进行电气分析,得到电流与极心距对熔池表面电弧功率分布的影响;最后,根据以上分析,求得适合镁炉运行的最佳电流,并在此最佳运行电流下,求得最佳极心距与最佳炉型。本文的第二部分提出了一种应用于双电极直流电熔镁炉的故障诊断方法。该方法以Fisher判别分析方法为基础,并对其进行改进,优化了类间离散度矩阵,引入了各类的权值,减小了边缘类对分类效果的主导作用,提高了分类的准确率。除此之外,本文提出的方法在建立离散度矩阵上也有很大的改进,建立了基于流形距离的类内、类间离散度矩阵,将其与基于欧氏距离的类内、类间离散度矩阵相结合,充分挖掘各类数据的有效特征,使最终的分类效果有了很大的提升。