本论文从工程实际出发，以无锡雪浪初轧厂的步进式轧钢加热炉为研究对象，针对步进式加热炉的工艺特点，提出使用变空燃比的方式，以使加热炉获得最佳燃烧；对加热炉进行炉温优化设定，以提高被加热钢坯的加热质量，并且对其工程实现方法进行了研究。论文主要研究内容有如下几个方面： 1)研究了无锡雪浪初轧厂步进式加热炉的工艺特点和燃烧情况，提出使用试探法进行空燃比寻优，针对系统动态调节过程中难于保持空气燃料的相互跟随关系，提出了炉温、燃料和空气流量交变串级变比值燃烧控制方案。 2)研究加热炉炉温设定优化专家控制系统。该专家控制系统，以加热炉能耗最小、钢坯出炉温度与期望温度之差最小为目标函数，采用惩罚函数方法进行初始炉温优化设定，然后利用基于专家经验的炉温优化调整策略，对炉温设定进行进一步优化，从而实现了炉温的优化设定，减少了加热能耗的浪费。 3)研究了炉温优化设定专家控制器的开发，采用DDE(Dynamic Data Exchange)技术，实现了控制器与监控软件的数据交换，并对工况参数进行了集中监视和实时控制。 工程初步调试结果表明，本系统可以对加热炉进行有效的炉温优化设定，减少了燃耗和钢坯烧损，实现加热炉操作过程的集中监控。