加热炉生产过程是热轧生产流程中的核心工序。在加热炉生产过程中,其主要目标是在保证加热炉内钢坯满足轧制工艺的前提下,合理设定加热炉各段炉温和步进梁的步进速率,以充分发挥加热炉的生产能力,提高产品质量,使加热炉生产过程处于最优运行状态。现有的加热炉运行方式以操作工的经验人为设置加热炉各段炉膛温度,难以使加热炉处于最优运行状态。加热炉炉温优化的提出就是要在满足工艺和加热炉生产过程约束的条件下,从生产全局优化的角度,给定加热炉各段炉温和步进速度,以配合加热炉生产过程,实现加热炉的最优运行。加热炉生产过程是钢坯受热升温的过程,其机理可以由非线性热传导偏微分方程描述。由于生产实际过程受到钢坯入炉温度、钢坯规格、钢坯的种类等多种因素的影响,使实际生产过程表现出强烈的不确定性和动态特性。因此本文针对不同工况切换条件下的加热炉炉温优化问题进行了研究。本文对加热炉的生产过程进行了分析和描述,提出了加热炉炉温优化问题描述；从加热炉和钢坯之间的热交换机理入手建立钢坯温度模型。针对加热炉稳定工况下的加热炉炉温优化问题,确定了加热炉炉温优化的决策变量,建立了基于稳态工况下的指标模型、加热炉运行约束模型；在对运行指标进行归一化加权、基于传热方程离散化方法等基础上,建立了基于内点法的加热炉炉温优化模型的求解算法,得到钢坯在加热炉内的最佳温升曲线以及与此相对应的最佳炉温分布曲线,从而得到了最优的稳态炉温预设定曲线,实现了稳定工况炉温的优化设定,减少了加热能耗的浪费。在稳态优化模型的基础上,对加热炉的工况切换生产过程进行了分析和描述,确定了工况切换条件下加热炉炉温优化的决策变量,建立了工况切换条件下的指标模型、加热炉运行约束模型。由于模型过于复杂无法对该模型直接进行求解,本文采用滚动优化思想,将工况切换条件下加热炉炉温优化模型转化为带有时间窗口的多个子模型进行求解。并通过对不同工况切换条件下加热炉炉温优化进行的仿真实验表明,本文提出的方法为工况切换条件下加热炉炉温优化问题提供了一种解决方法。