取向硅钢作为制造电机和变压器的核心材料，是装备制造行业发展的基石。在工业化生产中，产品质量存在不稳定不均匀的问题，这是由于在环形炉高温退火过程中，无法准确控制钢卷的退火工艺。随着退火温度的升高，层间气氛的露点会随着涂层中化合水的释放而大幅升高，造成钢带表面氧化，从而破坏原有的氧化层结构，对产品磁性能及底层质量均有不利影响，而钢卷内部较大的温差使得不同区域的氧化程度具有显著差异，加剧了磁|生能的波动。由于缺乏对钢卷温度以及层间退火气氛的了解，质量缺陷的分析和工艺的调整只能凭借经验进行，存在盲目性。随着高牌号取向硅钢对工艺控制的精确性要求越来越严苛，深入了解高温退火过程中，钢卷内部的复杂工况及其与产品磁性能的联系变得尤为重要。
　　因此，本文建立了取向硅钢环形炉高温退火模型来模拟钢卷的实际退火状态。模型由传热模型和传质模型两部分组成，分别用于模拟钢卷的退火温度以及层间退火气氛。建立传热模型前，先利用Fluent软件对环形炉内的传热过程进行模拟，重点分析了内罩的温度分布，结果表明，其最大温差在30℃以内，将内罩温度视为均匀，则传热模型可简化为二维，模拟区域缩小至内罩以内。随后通过分析烟气、内罩以及钢卷三者之间的耦合传热，建立传热的数学模型。模拟结果经现场实测验证，准确可靠。在辐射模型中，本文以Fluent的S2S模型为基础，计算出了模型中238个辐射面之间的全部角系数，经验证，计算误差在1.5‰以内。传质模型的建立是以传热模型模拟的钢卷温度数据为基础，先通过热重实验，获得Mg(OH)2在不同温度下的等温分解速率，推算出Mg(OH)2关于温度的分解函数式，随后，分析混合气氛在钢卷层间的扩散及流动机制，同时确定化合水在内罩内的分布情况，完成环形炉高温退火传质模型，实现了对钢卷实际退火状态的模拟。基于数学模型，本文开发出了对应的可在一般PC平台上独立运行的模拟软件以适应在现场的应用。通过实测，找出了钢卷内磁性能的分布特点，同时运用软件模拟了对应钢卷的退火工艺，找出了二者之间的联系。
　　结果表明，在高温退火过程中，低保温排水约耗时20小时，是钢卷内部不同区域工艺差异最大的阶段，其内部温差最高可达438℃，在理想工况下，也仅能降低至317℃。此外，该阶段层间退火气氛的含水量呈现出上低下高的分布，最大差异超过90vol％，而含水量较高的区域，磁性能也较低，其中，钢卷的外圈及底部易出现磁性能的大幅下降。要降低层间退火气氛的含水量，提高钢卷底部的排水效率是最佳途径。