本文以全氢强对流罩式炉退火工艺过程的传热特点为基础,结合传热学和流体力学,建立了以钢卷温度计算为核心的退火热过程数学模型,并将该模型与用Visual Basic语言编制的界面程序相融合,开发出了HICON/H₂罩式炉退火工艺设计系统。在输入钢卷、燃料及炉体各部件等尺寸和物性参数后,可以通过模拟计算得到钢卷的退火工艺和温度曲线,将计算结果与奥地利平台结果进行了对比验证,结果表明,该系统合理,可靠。本文对全氢罩式退火炉内的主要传热和设计参数进行了深入的研究。设计系统经过模拟计算给出了内罩空间保护气体的流速分布,为钢卷传热模型提供了准确的边界条件;本文还着重介绍了钢卷传热的两个重要参数-对流换热系数和径向导热系数,对比了不同气氛条件下的数值,从机理上阐明了全氢炉的优越性;此外就循环风量对退火时间的影响进行了分析,证明了变频风机设计的合理性和优越性。另外,本文还分析了钢卷及燃料参数对钢卷退火的影响,研究结果表明,钢卷退火时间随着板宽和垛重的增加而延长;对两种常用燃料的分析结果表明,天然气是比较合理的燃料选择,但燃料的最终选择要综合企业管理、用气成本及产品价格等多方面因素来确定。