能源是当今世界持续发展的基本要素,节能减排,加大清洁能源的开发与利用已成为现代社会的共识。正是在此基础上,带钢连续退火直接火焰冲击加热技术应运而生,其采用火焰直接冲击与富氧燃烧相结合的方法将高速燃烧的高温火焰直接冲击到工件表面,形成以对流换热为主的高效、节能快速热处理技术。目前,工业应用中的燃烧器加热温度为200～500℃,多用于预热阶段。此外,烧嘴横向布置间距多在50mm以上,工件加热温度不均。随着带钢连续化生产对工件品质和适应性要求的不断提高,本文通过设计合理烧嘴结构和优化操作条件,开发出加热速率120℃/S,加热温度600～700℃的快速加热技术,主要工作内容和研究结果如下:(1)基于内烷-空气-氧气混合形成的逆向扩散射流火焰,从烧嘴结构和操作条件两方面对火焰稳定性进行研究,在对自行设计的结构紧凑同心管烧嘴研究中发现结构一的火焰稳定性好于其他三种烧嘴结构且明显好于两层同心管烧嘴;外层氧气流量是决定火焰稳定性的关键操作条件,使得火焰在气体流速为140m/s时仍能稳定燃烧。(2)自行设计火焰红外间接测温法测量火焰轴心温度,发现背景板颜色对火焰轴心温度的影响甚弱,用铂铑-铂热电偶校核间接测温结果,发现两者线性拟合度高,测温结果准确可靠,并得到温度拟合曲线:y=0.997*x+216.324。(3)某于红外间接测温法测量火焰轴心温度,发现轴心温度的变化趋势为随着自身高度的增加先升高达到峰值后开始降低,在燃气流量为0.5Nm3/h时轴心最高温度可达1800℃,且随着富氧浓度、过剩空气系数的增加而增加,而外层氧气流量增加火焰轴心最高温度则降低。(4)基于传统火焰高度测量方式,发现其变化趋势为随着富氧浓度、外层氧气流量增加而升高且橙色占比增加,而随着过剩空气系数的增加火焰高度缩短且橙色占比减少,火焰燃烧剧烈,反应充分。(5)基于温度记录仪记录烧嘴正上方钢板的加热速率和红外热成像仪记录钢板温度分布,发现火焰轴心最高温度附近20mm处加热速率最快,且随着富氧浓度的增加和钢板厚度的减小加热速率继续加快;钢板加热均匀性随着钢板加热至最高温度的增加而变差,在加热速率最快的烧嘴出口高度内,高度的变化会对钢板均匀性产生微弱的影响。