加热炉是轧钢生产企业主要的耗能设备,其控制目标是在获得满足轧机开轧所要求的钢坯温度分布的前提下,实现最小的钢坯表面烧损和能耗的经济指标。这在提倡低碳经济的今天,如何提高产品质量,同时又能进一步降低能耗具有重要的意义。本文以天钢高线的加热炉为背景,介绍了蓄热室的历史与发展,双蓄热步进梁式加热炉的工作原理,加热炉控制技术的研究现状。加热炉的工艺流程,包括坯料流程,步进系统,汽化冷却系统,炉膛燃烧系统。加热炉控制系统硬件采用西门子S7-400系列PLC,并对PLC的性能进行了阐述。介绍了电气PLC和仪表PLC的硬件组成,I/O硬件,网络设备及网络构成,编程软件和HMI画面软件的选择。介绍了基础自动化的网络组态,热工控制采用经典的双交叉限幅控制,研究了炉膛.温度和压力的检测与控制,结合脉冲方式的蓄热室燃烧控制。在安全措施方面,设计了仪表系统报警及控制安全连锁逻辑保护系统,并设计了独立的防煤气泄漏报警及保护。对于电气基础自动化,步进梁能够实现缓起缓停,装钢辊道和出钢辊道都采用变频控制,可实现正反转,并与炉外辊道速度实现同步。高线加热炉只有L1级没有L2级,只能实现半自动化,仍然需要操作工参与调节炉温,这在一定程度上很难保证产品质量和节能效果。基于这种情况本文建立了加热炉动态数学模型,在这种动态数学模型的基础上,提出了炉温优化设定方法,并进行了仿真。同时提出了各种待轧情况下炉温优化决策。