以某中厚板厂辐射管加热辊底式热处理炉为研究对象,实现了炉内热过程的模型化和控制系统的离线闭环模拟。该模型主要包括热电偶温度模块、炉内物料跟踪模块、钢板温度场模块、炉围温度场模块及DDC(燃烧控制)模块等。采用假想面法求得了辐射管炉炉膛热交换二维化的角系数,并作了三维修正。推导了四元全交换面积及一般意义下的炉温公式。在此条件下,建立了热处理炉稳态模型和动态模型。稳态模型得出了典型工况下热处理炉的炉温制度和供热制度,并模拟了摆动制度下具有“特色”的稳态过程。以稳态结果作为初值,在保持原有炉温设定值的情况下,模拟了变规格过渡过程,热处理炉的温热特性。研究了辊底炉连续运行制度和摆动运行制度下辊速设定、钢板物料跟踪和温度跟踪的不同特点,深入探讨了摆动制度下钢板的摆动方案及跟踪问题,提出了改进型1/n摆动方案及相应的物料跟踪函数关系。在炉围为重辐射面的条件下,论证了采用总括热吸收率法计算钢板表面热流的可行性,为热处理炉内物料温度场在线跟踪算法的简化提供了依据,同时也引出了总括热吸收率的动态补偿问题。