作为轧钢生产线上的重要设备之一,加热炉的主要功能是将钢坯加热到符合轧制要求的温度。在实际的工业生产中,加热炉是钢铁工业中的耗能大户。因此,关于蓄热式加热炉建模和控制的研究对于提高加热效率,减小钢铁行业能耗有着重要意义。本文以蓄热式加热炉为研究背景,首先建立了加热炉炉温分布模型,然后分析了基于加热炉传热机理的钢坯温度预报数学模型,最后针对于单一总括吸收率无法很好地表示加热炉生产过程的情况,对于模型进行了改进,建立了基于分段炉膛总括热吸收率的钢温预报模型。炉膛总括热吸收率的选取对于模型的计算准确性至关重要,由于理论计算中总括热吸收率计算较为繁琐复杂,本文采用了遗传算法对总括吸收率进行寻优计算,获得较为合适的炉膛总括热吸收率。为了克服总括热吸收率时变性的特点,本文采用模糊推理的方法对总括热吸收率进行在线补偿,进而调高模型的自适应能力,也使得计算结果更加准确。根据工业生产中的实际需求,设计了加热炉过程控制监控平台软件。该平台软件可以完成加热炉内钢温计算、模型参数校正及炉温设定优化、钢坯加热过程的离线模拟计算、物料跟踪及修正、用户管理等功能。仿真结果表明,相对于单一总括热吸收钢温预报模型,本文建立的钢坯温度预报模型能够比较准确地计算出炉内钢坯温度分布,经过总括热吸收率在线补偿修正后钢坯出炉温度计算平均绝对误差基本控制在5℃以内,能够满足工艺要求。本文设计的监控仿真平台可以很好地显示工业现场实际生产状况,可以有效地指导操作人员进行准确地控制,有利于高效优质地生产。