中厚板是国家现代化不可或缺的重要钢材品种,广泛应用于国民经济建设的各个领域中,其生产水平是反映一个国家钢铁工业水平的重要标志。加热炉作为连铸和轧线的关键中间设备,用于加热中厚板坯达到轧制要求的目标温度。燃烧过程控制是加热炉过程控制的核心,主要任务是根据生产工艺和相关数学模型来控制、协调、优化获得加热质量较好的钢坯。在《中国制造2025》中以“质量为先、绿色发展、结构优化”的基本方针下,对绿色可持续发展迫切需求,为了在节能降耗的同时获得加热质量较好的钢坯,对加热炉过程控制技术提出了更高的要求。本文针对加热炉燃烧过程控制的钢坯温度预报和炉温设定问题,以某钢厂3500中厚板加热炉过程控制系统升级改造为背景,查阅了大量的国内外相关文献资料,主要研究了以下几个内容:（1）钢坯温度预报模型的优化与校正。针对钢坯加热过程多变量和温度预报不精准的问题,选取了热流密度、炉温分布、热物性参数,结合有限差分法建立了二维差分模型,对钢坯温度预报模型进行了优化;并采用贝叶斯校正模型对因假设和简化带来的模型偏差进行了校正,提高了钢坯温度预报的精度。（2）混装加热炉温设定与多目标优化。针对钢厂混装加热的多目标问题,采用钢种等级、钢坯厚度、入炉温度、温差和位置作为各钢坯炉温设定的评价指标,并通过TOPSIS-熵值法确定了相应的指标权重,得到了各钢坯的炉温设定值;结合建立的炉温设定多目标优化函数,对炉温设定进行了离线优化;深入研究了混装加热在稳态和非稳态工况下基于炉况不同、出钢节奏变化等八种不同情况时的炉温设定多目标优化问题,对炉温设定进行了在线优化。（3）中厚板加热炉燃烧过程控制模型的现场应用。将优化后的热流密度模型、炉温分布模型和二维差分等模型,嵌入到在线的燃烧二级自动化系统,取得了良好的现场应用效果,主要如下:各段温度稳定度在±9.2℃以内;出炉钢坯的开轧工艺温度合格率达到了 98.28%;煤气消耗节能率为6.88%;氧化烧损降低率为15.05%。由现场应用效果可知嵌入到在线的燃烧二级自动化系统,在节能降耗的基础上,获得了加热质量较好的中厚板坯。