锰铁合金用电炉生产铁合金的整个过程都耗用大量电能。因此，供电方式及用电区的状况对节约电能消耗量具有重要作用。以不同方式将电能在炉缸中变为热能，用来加热铁合金电炉。熔炼硅铁和铬铁时，电能转变为热能主要发生在电极下方空腔内的电弧中。在电极下方形成的离子化气体介质及其周围炉料所形成的热绝缘腔，可使电弧稳定的燃烧。熔炼锰系合金时，主要是由于电阻加热炉渣熔体而产生热量。与此同时，当炉料以固态和熔融状态存在时，炉料中也放出部分热量。在精炼电炉里，大部分电能是在炉口料面上方燃烧的敞露电弧中转变为热能的。部分电能以电阻热的形式在炉渣与熔体中放出。在一般情况下是混合加热，电弧加热和电阻加热的比例依具体冶炼条件而变化。

按电能在熔炼空间—炉膛内放出方式，可将矿热熔炼过程大致分为以下三类：（1）熔炼过程中，电能在被炉料封闭的电极下方空腔内放出（硅铁、碳素锰铁、硅锰合 金及碳素铬铁生产。（2）熔炼过程中，电能主要是在被炉料覆盖的炉渣中放出（如低碳锰铁、无磷锰渣、钛渣及钨铁生产）。（3）电能在熔炼过程中以在炉口表面上敞露电弧的形式放出（如金属锰、低碳铬铁及 微碳铬铁生产过程）。上述的分类方法不能认为是很严密的，因为同一种合金可能采用不同的电炉冶炼制 度进行生产。然而，将熔炼过程分为几种类型之后，可对控制冶炼制度的要求大致予以划分，并可根据工艺过程的特点采用相应的自动化手段。

一、炉膛结构，炉膛结构的共同特性可以归纳为以下特点：炉膛内的物料、固体及熔融炉料、 炉渣和合金依次分布于炉膛内不同高度上。冷炉料加到炉口表面上，电极周围的炉料被 加热之后，慢慢向下移动。炉料进入高温区后开始熔化，然后落进电极下方空腔内，在这里进行主要的还原反应。生成的合金沉积于炉底上，在它上面是炉渣。上述的炉膛内各熔炼带之间没有明显的界限，并且随着冶炼的进程可能有不同程度的变动。铁合金电炉电极下方空腔具有两个特别为明显的不同结构，在这两个结构之间还有一 系列中间结构形式。当熔炼硅铁时，电炉的电极下方空腔的特点是，具有非常明显的空腔壁，并有一定厚度的反应区。空腔的机械强度很高，在炉膛中的位置也特别稳定。空腔由于结构坚固，且具有很高的热绝缘性，因而对气相离子化和解离作用创造了良好的条件。在这样条件下，燃弧很稳。电炉在熔炼锰铁和硅锰合金时，电极下方空腔的机械强度较低，空腔在炉膛内的位置不够稳定。这些电炉的炉膛内反应区厚度不大，且气腔的热绝缘性也不高。电弧燃烧情况不够稳定，锰铁合金价格且有电流中断和电流急冲现象发生。

二、炉膛电场，电能变为热能的转化率在很大程度上取决于炉膛中电流的分布情况。三相矿热炉一般来讲炉膛内电流按三条路线流通：由电极端经过炉渣通到金属上；由电极侧面经过炉料通到金属上；由电极侧面通过炉料流到另一电极上。前两种电流路 线通常称为“星形”电路，而后一种则称为“三角形”电路。“星形”与“三角形”电流量之比 例由许多因素决定，其中主要有：炉料的比电阻、电极在炉膛内的位置高低，电极直径及 极心圆直径。对炉膛中电流分布有影响作用的还有与电极电流相关联的磁通量。然而 在其它条件相同的情况下，当电极向下移动时，“星形”电流的百分率增大，而“三角形”电 流的百分率减少，或者反之。

三相矿热电炉炉膛内电流分布置换示意图：RII—弧隙电阻  RIII1—无电极之间的炉料电阻   RIII2—电流自电极侧面通向金属的途径中之炉料电阻，由于不同熔炼区内炉料导电率各异，炉膛中电场的特性是不均一的。因此，炉膛内 各部分的电流和电能密度也互不相同。靠近电极表面的炉料中，电能密度很大；与电极 的间距愈大，电能密度愈加迅速减小。炉壁的砌衬材料对炉口料面上的电压分布有很大影响。对于炉壁砌衬材料具有导电性的三相圆形硅锰合金电炉，在距电极表面300㎜处的外加电压，下降率为65%，而 对于那些炉衬不导电的电炉，其下降率可达90%。后一种情况使在上层炉料内通过的电流明显下降，炉膛的电阻增高。这样可使电极比较深地埋入炉料中。

三、炉膛的热力场，矿石还原反应的强度主要决定于导入炉膛内的电能容积密度和放出的热能温度。电炉中电能转化为热能时所处的介质有三个：固体、液体与气体介质。在如此不均一的介质系统中，导电率与导热率的变化情况不一，因此电场和热场也各不相同。造成电场和热场各异的另一原因还在于炉膛内的热能以对流和辐射的不同形式进行传递。铁合金电炉的炉膛温度场与许多因素有关，其中主要有：原材料物理性质，电气制度，熔炼空间的形状及几何尺寸等。铁合金电炉炉膛内热场具有如下特性：温度沿炉膛的垂直高度，从炉口到反应区逐 渐增高，并从电极到炉壁按水平方向渐次降低。电极周围区的温度梯度，按其垂直方向来讲，比炉边区要高得多。炉膛内温度梯度按其垂直方向是很高的，而按其水平方向则不大（电极附近区除外）。炉膛各熔炼区内导入电能与耗 用的电能不相一致。炉口表面炉料区及固相还原区内的需热量大大高于放出的焦耳热。但在炉膛下部，即电弧区和炉渣熔体区内，放出的热量很大地超过了需热量，因而导致炉渣过热。为使炉瞠内放出的热量合理分布，应设法降低固体炉料的比电阻，增大电极直径，缩小心圆直径，并应控制电气制度，使电压与电流之比值较高。

铁合金电炉是一项与多方面相关的研究课题，因为在炉内同时进行着电气、热力及 物理化学等过程。冶炼过程的技术经济指标高低，总是由以上各种过程的整个进展情况而决定，矿热电炉，其中也包括铁合金电炉的主要工作指标，一般都认为产品的成本很低为很好，而这是由电炉生产率、单位电耗及原材料利用率所决定的。锰铁合金冶炼过程各种参数对主要生产指标的影响具有特别其复杂的特性。