高炉热风炉是高炉炼铁过程中重要的设备之一,提高热风炉送风风温对降低焦比,提高冶炼强度具有重要的意义。本文首先推导了直角坐标、圆柱坐标以及极坐标三种坐标系的有限容积法离散方程系数,然后以本溪钢铁集团公司炼铁厂五号高炉热风炉为研究对象,以能量平衡方程为基础,采用有限容积法为基本手段,建立了高炉热风炉二维传热数学模型。在模型建立完毕后对热风炉组的操作制度进行了研究,研究表明,交错并联送风制度明显优于单炉送风及并联送风制度。为了实现高炉热风炉所用的燃料与空气的双预热,本文提出了一种新的预热设备——蓄热式换热器。新型的换热设备实现了高温空气燃烧技术与传统的换热方法结合,为了研究该换热设备的工作过程,建立了相应的数学模型。通过模拟,从不同的角度分析了混风、换向、换热面积等参数及制度对换热过程的影响,并将此模型作为“虚拟设备”应用于高炉热风炉传热模型,与其他双预热方案进行了比较。结果表明,蓄热式换热器作为一种新的换热设备,与传统设备相比具有较大的优势,能够显著地提高高炉热风炉的送风温度,具有潜在的应用前景。