本文对φ1700×7000mm大型深井式炉三维瞬态非线性温度场进行了研究，并利用研究结果对井式炉设计进行优化指导。实际生产表明，其指导优化设计是成功的，为利用计算机模拟和设计热处理设备提供了一个新的方法。通过本文的计算和研究，得出结论如下：1． 针对热处理炉和工件的实际情况，在前人工作的基础上，建立了热处理炉的三维瞬态非线性温度场模型。并用伽辽金加权余量法推导其有限元格式，在MARC软件上实现其求解。分析了计算时需要的网格选取、时间步长的控制、非线性有限元迭代方法的选择。2． 分别对炉体和其各部分(炉盖、炉壁、炉底)进行了多种方案的模拟计算，并提出实际设计的优化措施。(1) 炉口结构较复杂，容易造成热短路和密封不严。靠增加炉盖的厚度降低表面温升和散热，其效果并不明显，相反会增加蓄热量。提出优化措施减小热短路和降低炉盖的表面温升。(2) 单纯靠增加炉衬的厚度来降低炉壁温升是不合适的。采用新型保温材料可减小表面积，散热随之减少，减少其蓄热量，增加节能效果，缩短空炉升温时间。在炉外壳外再加一层隔热屏可显著降低炉外壁温升和表面散热，但增加了蓄热量。(3) 炉底部应布置加热单元，方可使底部温度分布更合理。(4) 计算了工件的温度场，工件的位置应放在有效加热区内，吊具的位置和长短要适中。4． 根据模拟计算结果，进行了实际的设计和生产制造。并进行了实验验证，测量了炉温均匀性，确定了有效加热区间，证明模拟结果是优异的。本文的创新之处在于：1． 在MARC软件上实现了大型深井式热处理炉和被加热工件的三维瞬态非线性温度场模拟计算，计算时考虑了模型中辐射、热物性参数和换热系数的变化对温度场的影响。机械料学研冗院北了机电研冗所硕士论文 摘要 2．进5丁了热短路的模拟计算和探讨了炉衬中多种导热系数个问的异质材料混杂的问题。 3．研究了上件的温度场。 4．井式炉的功率分布和炉体电热元件的排布。 S．进行 厂忧化的 模拟 与设计。