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回转窑是工业上重要的高温煅烧设备，广泛应用于水泥、冶金等生产环节。其内部温度的控制直接关系着整个生产线的稳定运转、产品质量和生产成本。但是，对于回转窑煅烧段高温烟气温度的直接测量是一直以来的难点。同时，传统的直筒回转窑热利用率不超过80％，尚有一定的节能空间。
本文针对回转窑的热利用率有待提高的问题，对酒钢实验用9m球团矿焙烧变径回转窑做了进一步结构优化。即利用CFD数值模拟技术，仿真酒钢改进结构的9m变径回转窑内部燃烧温度场，并对比传统直筒9m回转窑，发现变径回转窑优于直筒回转窑，在预热段温度更高。然后在合适的工况下，通过窑头与窑尾结构对调、改变变径区间长度、改变变径区间位置，对变径回转窑结构做了进一步结构优化研究。结果发现，喷嘴安装在内径大的一端，变径区间长度设置为1m，变径区间位置靠近喷嘴处时，为该变径回转窑最优结构。通过模拟发现，该最优结构的回转窑相对于传统直筒回转窑节能约5％，按10万t/a的球团矿生产量计算，每年可节约天然气至少1.8万m3。
本文针对回转窑煅烧段烟气最高温度难以直接测量的问题，提出了一种间接测量的方式。即通过对球团矿回转窑内的热平衡分析，基于两点简化，提出了新的热平衡方程为:Q二次风+Q燃=Q烟气+Q壁+Q物料，并进一步分析，得到回转窑稳定工作时，煅烧段烟气温度波动与窑尾烟气温度之间的关系，提出了其理论关系方程。并通过三维建模攀钢Φ5×33m球团矿回转窑，运用数值模拟技术对方程进行了数值计算，验证了其线性关系为ty=0.468h+573.029，R2=0.997。该方程的实际意义在于，可通过间接测量窑尾烟气温度预测生产中无法测量的窑内煅烧段烟气最高温度，同时也为回转窑煅烧段温度在线监测和自动化调节火焰温度提供了基础理论指导。
本文针对回转窑的热利用率有待提高的问题，对酒钢实验用9m球团矿焙烧变径回转窑做了进一步结构优化。即利用CFD数值模拟技术，仿真酒钢改进结构的9m变径回转窑内部燃烧温度场，并对比传统直筒9m回转窑，发现变径回转窑优于直筒回转窑，在预热段温度更高。然后在合适的工况下，通过窑头与窑尾结构对调、改变变径区间长度、改变变径区间位置，对变径回转窑结构做了进一步结构优化研究。结果发现，喷嘴安装在内径大的一端，变径区间长度设置为1m，变径区间位置靠近喷嘴处时，为该变径回转窑最优结构。通过模拟发现，该最优结构的回转窑相对于传统直筒回转窑节能约5％，按10万t/a的球团矿生产量计算，每年可节约天然气至少1.8万m3。
本文针对回转窑煅烧段烟气最高温度难以直接测量的问题，提出了一种间接测量的方式。即通过对球团矿回转窑内的热平衡分析，基于两点简化，提出了新的热平衡方程为:Q二次风+Q燃=Q烟气+Q壁+Q物料，并进一步分析，得到回转窑稳定工作时，煅烧段烟气温度波动与窑尾烟气温度之间的关系，提出了其理论关系方程。并通过三维建模攀钢Φ5×33m球团矿回转窑，运用数值模拟技术对方程进行了数值计算，验证了其线性关系为ty=0.468h+573.029，R2=0.997。该方程的实际意义在于，可通过间接测量窑尾烟气温度预测生产中无法测量的窑内煅烧段烟气最高温度，同时也为回转窑煅烧段温度在线监测和自动化调节火焰温度提供了基础理论指导。