加热炉是钢铁生产工艺过程中非常重要的关键设备,我国又是钢铁消耗大国,对钢坯出炉温度进行预测计算具有极大意义,有利于对炉内气氛进行调控。钢坯温度与炉内环境温度互受影响,对钢坯温度场的研究与炉温的研究也是相辅相成。对钢坯温度场的相关研究主要集中在钢坯温度场的仿真模拟、数值计算以及对钢坯出炉温度的优化控制等方面,而钢坯温度场的计算采用的方法主要有:基于传热机理的传统钢坯温度分布模型、基于回归原理的多元统计钢坯温度分布模型、基于状态估计和辨识的钢坯温度预测模型、基于神经网络的人工智能钢坯温度预测模型这几大类。本文选择武钢一热轧4号加热炉作为研究对象,对加热炉的工艺流程和炉内钢坯传热过程进行了分析,基于数值传热学开展了钢坯温度场的数值计算模拟。对三维非稳态导热及边界辐射换热的耦合问题作了深入研究,采用全隐格式对控制方程进行离散,对于三维场的复杂性采用交替方向隐式方法ADI来解决,对于边界条件的处理则采用附加源项法。采用C++进行编程,得到钢坯温度场的计算程序,运行程序后得到钢坯表面、内部截面温度分布以及温度-时间变化趋势图。结果表明本文所得计算程序基本无误,虽然整个程序还不够成熟,但计算结果具有一定的可靠性,可对钢坯温度的控制进行一定的指导。