辊底式热处理炉是对钢板进行热处理（淬火、正火和回火）的主要炉型，无论是采用明火加热还是辐射管加热（带保护气氛），目前都是利用燃料燃烧产生的热量进行直接或者间接加热，高温烟气中不可避免会产生大量的NOx,而且连续生产过程中NOx易超标，特别是在各地区出台了比国标更加严格的超低排放标准背景下，需要开发更加环保的辊底式钢板热处理炉，否则在环保连续在线监测情况下NOx排放难以100%达标，存在停产限产的可能，不仅影响生态环境质量，也直接涉及到钢铁企业的效益和未来发展前景。 另外，现有辊底式钢板热处理炉的余热利用还不充分，尤其是辐射管加热的辊底式热处理炉，需要采用自身预热式燃烧器，其排烟温度相对较高（一般超过600℃），不利于节能，且超低氮燃烧技术的应用也受到一定限制，NOx排放也比较高。2020年9月，我国在第七十五届联合国大会上向世界庄严宣布2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，在此“双碳”背景下，如何降低辊底式钢板热处理炉的碳排放，对于实现钢铁行业的高质量发展、促进冶金工业炉窑的低碳技术升级，也具有十分重要的意义。

冶金加热炉的优化控制关键在于精确的燃烧控制和稳定的炉温控制。炉内钢坯温度预测和准确的空燃比是控制的关键。2006年起，马钢与安徽大学合作，基于冶金工业炉窑实际生产中的技术需求，开展了包括复杂热环境下的光电检测技术、热能工程、自动化控制、机械设计制造等多学科交叉研究。 马鞍山钢铁股份有限公司与安徽大学合作团队在一系列关键技术和实现方法上取得了突破，研发了在大型工业炉复杂热物理环境下基于光电检测技术的炉内工件表面温度全视场监测及炉膛气分在线分析系统，实现了加热炉内工件温度和炉内CO、O2浓度的实时测量。并在此基础上将所获得的关键物理参量作为控制参量，自主研发了“加热炉燃烧效能在线智能监测与优化控制系统”，该系统以炉内工件温度参数建立温控模型，以炉膛气分检测参数建立空燃比最优控制模型，实现大型工业炉窑燃烧效能的最优化控制。

研究内容： 1.材料生产工艺改进和工业性应用示范 在济南钢铁股份有限公司、甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司等企业焦炉上应用高效蓄热体覆层技术，对实施本技术和未实施本技术的、设计完全相同的焦炉进行节能效果标定。 对已应用高效蓄热体覆层技术的焦炉进行数值模拟研究，建立焦炉传热的数学模型，将模拟数据与现场应用数据比较、分析，在理论上验证焦炉应用本技术的适用性。 在济南钢铁股份有限公司、甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司等企业焦炉上应用高效蓄热体覆层技术，对实施本技术和未实施本技术的、设计完全相同的焦炉进行节能效果标定。 对已应用高效蓄热体覆层技术的焦炉进行数值模拟研究，建立焦炉传热的数学模型，将模拟数据与现场应用数据比较、分析，在理论上验证焦炉应用本技术的适用性。 2.高辐射覆层材料涂覆耐火材料的实验室试验研究 ① 进行高效蓄热体覆层材料配方的改进试验，使覆层材料的性能进一步提高。 ②覆层与耐火材料基体的结合性状研究，研究覆层的岩相特征。 ③ 研究高辐射覆层材料在高炉热风炉内的最佳涂覆部位及涂覆量。 ④研究覆层对工业炉格子砖传热性能、物理性能的影响。 ⑤ 研究高效蓄热体覆层对耐材基体抗热震性能的影响 ⑥ 覆层涂覆焦炉用耐火材料的实验室试验，研究覆层对焦炉砖力学性能的影响。 ⑦ 进行包括覆层性能测定。 3.高效蓄热体覆层材料新生产线的设计 研发一套既能满足市场需求量，又能保证质量的高效蓄热体覆层材料生产线。

该技术关联板坯加热炉周边系统的相关信息，实时监测生产过程中设备状态、工艺运行的参数变化，利用所建立的数学模型和诊断工具，为设备、生产、工艺人员提供及时的操作优化提示信息和预警，建立配套有动态能效评估、动态环保监控、产品质量监控和设备状态监控等功能的直接面向生产服务支撑的综合诊断系统。