全氢罩式退火炉在冷轧生产过程中占有举足轻重的地位,但是其退火过程复杂,退火工艺的制定及优化存在较大困难,采用数学模型的方法对退火过程进行模拟研究,对退火工艺的制定及优化有一定的帮助。本文对罩式退火炉结构和热过程工艺曲线进行了详细的分析,并建立了依托于段法模型的全氢罩式退火炉热过程模型。应用元体平衡法推导了柱坐标下钢卷的二维导热差分方程,并利用蒙特卡洛法求解了柱坐标下段法辐射全交换面积,为边界辐射热流的处理提供基础。热过程模型中包括多个子模型,其中包括加热罩、冷却罩、内罩、烟气、钢卷、氢气、冷却介质等的温度场模型,各子模型依照共同的几何边界和物理边界实现耦合求解。以某厂全氢罩式退火炉为研究对象,对其进行了模拟分析。结合已有实验数据验证了模型的正确性。对给定退火工艺下的退火全过程进行了模拟,并分析了空气消耗系数、燃料分配方式、钢卷外径等因素对各温度场的影响。计算得到的定量结果和规律表明,本模型可以在满足工艺要求的基础上通过调节操作参数来实现退火过程的优化研究。