炉子热过程数学模型在加热炉控制中有重要意义。本研究的目的在于提高炉膛热交换模拟的精度,以便准确确定炉内钢坯边界热流,以降低钢坯温度场计算的误差,为炉温优化决策提供支持。燃烧产物,即炉气是热源体,在炉膛热交换中起重要作用。对其辐射特性的研究是炉膛辐射换热研究的出发点。本文较系统地研究了平均射线行程Lc和炉气吸收系数ka的耦合关系,提出通过Leckner级数式和直接交换面积反演Le。两部分计算的迭代,实现ka和Le的耦合求解。在此基础上研究了ka和Le随温度变化的规律。此外,还考虑到燃用高-焦-转混合煤气的炉子,在满足要求热值的情况下,三种气体的比例关系不是唯一的,对混合比例变化对ka和Le的影响进行了研究。在平均射线行程计算中,根据直接交换面积的完整性,提出只在表面设置网格的方法,有效降低了计算负荷。改进了含有假想面的三元体系的辐射全交换面积的算法,解决了原有算法在表面黑度为1时计算上的困难。推导了极端安装位置下,热电偶热端表面与假想面等的辐射直接交换面积解析表达式,以便于计算炉温。以上工作为ka的动态补偿,进而修正总括热吸收率奠定了基础。