预焙阳极是电解铝工业中最主要的耗材之一,其质量对阳极的消耗,电能的利用效率等产生直接的影响,而焙烧是决定预焙阳极质量的重要环节。其中,火道结构以及操作参数是影响预焙阳极的质量的重要因素,利用数值模拟和正交试验等方法对阳极焙烧炉的火道进行优化研究具有重要的意义。本文根据焙烧设计要求完成了年产量为4万吨54室的阳极焙烧炉的火道结构设计,并以火道为研究对象,对其进行数值模拟,发现火道内的温度场分布不均,火道内的平均温度较低等问题。为了提高火道内的平均温度和温度均匀性,提出了三种火道的结构优化方案,并对各个优化方案进行模拟分析,获得了较优的火道结构。为了得到最优操作工况,通过正交实验的方法,对空气的预热温度、空气消耗系数和燃料的分配比例的工况组合进行数值模拟,得到:当预热空气的温度和燃料分配比例越高,空气消耗系数越低时,火道内的平均温度越高。根据极差分析得到,操作参数对平均温度的影响的主次排序为:空气预热温度、空气消耗系数和燃料分配比例,并且获得了以火道平均温度为因变量,空气预热温度、空气消耗系数和燃料分配比例为自变量的拟合公式。