回转窑是氧化铝工业生产中的重要能耗设备，窑内参数很难获取。回转窑内存在着复杂的物理化学过程，是一个典型的大惯性、纯滞后、非线性对象，自动化水平低是制约氧化铝优质高效低耗生产的关键因素。 在热平衡计算的基础上，对回转窑热损失增加、热效率下降的原因进行了分析。依据物料平衡和能量守恒原理，通过热工过程在线数值计算，得到了窑内烟气与物料的温度分布和各带长度，并讨论了其主要影响参数。 针对烧成带温度等窑内参数难于获取的问题，应用数字图像处理技术，对烧成带火焰图像采用快速FCM算法，成功地实现了图像的实时分割。在图像分割基础上，应用基于连通区域的几何参数快速提取技术，准确地提取了熟料高度；采用逐点扫描的方式提取了面积特征；结合辐射原理、光学度原理和电视原理，得到了亮度和温度的关系，提取了温度信息，实现了回转窑的“计算机看火”。 应用热工在线数值计算和火焰图像处理结果，结合现场实际经验，建立了以烧成带长度、料浆流量、熟料高度和熟料温度为参变量的给煤量优化数学模型，并应用于所开发的氧化铝回转窑监督控制系统中。实际运行表明该系统响应速度快、控制精度高、可靠性高，自动控制率达到约70％。容重合格率提高了8.51％，台时产能提高了2.5t／h，每吨熟料煤耗降低了2.5kg。