熔炼是铝及铝合金产品生产加工过程中的源头工序,铝熔炼炉是其关键设备。随着社会发展,我国的铝产品产量不断增长,能源消耗日益增大,这对铝熔炼炉熔炼过程节能减耗提出了更高的要求,开展高效节能铝熔炼炉的研究和开发具有非常重要的工业应用价值和学术意义。由于铝熔炼过程工况复杂,炉内温度高,为对熔炼炉工况进行优化设计,采用常规的实验手段无法直接开展研究,需对其燃烧过程进行数据计算和理论分析,再结合实际工况进行优化。因此,本文通过CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟的研究方法,以企业实际工况下25 t矩形蓄热式铝熔炼炉为研究对象,以优化过程参数和改进熔炼炉效率为最终目标,对其燃烧过程进行模拟分析,并对影响熔炼炉效率的主要参数,包括空气预热温度、过剩空气系数、烧嘴高度、烧嘴倾角四个主要参数进行优化研究,主要内容如下:基于熔炼炉实际结构参数,建立了矩形蓄热式熔铝炉几何模型,并对其进行适当的假设及简化;利用ANSYS Fluent软件设置相应边界条件、初值条件、离散格式等参数,建立了熔铝炉炉内燃烧过程的数值模型,模拟结果表明:炉内最高燃烧温度达到了2387 K;炉膛内温度分布形成了明显的火焰形状,且火焰能够倾斜喷向铝料表面。在炉体壁面与铝料表面的影响下,气流在炉膛内逐渐稳定并循环流动,循环气流增加了高温烟气在炉内的停留时间,从而有利于炉膛的换热。对于铝料的温度分布,X方向（长度）截面上,高温区主要分布在铝料的中心部分,两烧嘴工作时远离烧嘴位置的温度都较其他位置低;Y方向（高度）截面上,各截面铝料温度沿厚度方向由表面至炉底逐渐减小;Z方向（宽度）截面上铝料温度分布均匀,由于Z=3.6 m截面处于扒渣坡位置,温度较其他温度更高。在水平方向两烧嘴燃烧模式下,烧嘴分别与中心位置呈15°夹角交替燃烧加热,且以120 s为周期交替换向,有利于减少铝料温差。结合企业实际生产过程,优化了影响炉子燃烧过程的主要操作参数。以炉子实际运行工况模拟结果为基准,研究的操作参数为空气预热温度、过剩空气系数、烧嘴高度和烧嘴倾角。通过改变单一参数后温度场的分布确定了每个参数的最佳数值,得出了优化后的工艺参数组合:烧嘴高度1600 mm、烧嘴倾角10°、过剩空气系数1.2以及空气预热温度600℃。通过热平衡测试分析了参数优化前熔铝炉实际工况下的热效率,并通过炉顶测温点温度对模拟结果进行了真实性验证。参数优化后,炉膛铝料温度有明显提升,铝料温度均匀性增加,熔铝炉熔炼每炉的平均耗气量由64.6 m3/吨降低至60.9 m3/吨,平均耗气量降低了6%,热效率由之前的49%提升至51%,达到了节能降耗的目的。