热工过程分析该热处理炉的热工过程主要是天然气在炉内燃烧产生热量，其炉温控制须在特定阶段与标准的产品热处理工艺曲线相吻合。按照热工理论要求，必须获得适当的空/燃比，才能保证天然气的充分燃烧。如所示，空气量不足会导致不完全燃烧而产生碳黑，浪费能源，污染环境；空气量过多则废气量增加而导致咽气热损失增大，炉子热效率降低。
　　空气过剩系数L定义如下：L=实际空气需要量/理论空气需要量由此可以认为，寻求合理的空/燃比即保持低空气过剩系数是热工过程控制的关键。
　　根据热工理论寻求合理空气过剩系数的原理，要保证天然气充分燃烧必须有合理的空燃比。在通常的燃烧控制系统中，采用串级比值调节方案。为此，我们在热处理炉的前、后段控温区同时采用了天然气/空气双交叉限幅燃烧控制方案，从而保证了无论在动态还是稳态时都能满足一定的空燃比性能。使燃烧工况始终保持低空气过剩系数的经济状态。
　　所示为天然气/空气交叉限幅控制回路结构框图。此控制系统实质上是一个以炉温为主参数，天然气和空气流量并列为副参数的串级比值调节系统。系统中通过设置高、低值限幅选择器铠装热电偶器械及其相应的天然气/空气流量实际反馈来完成升温时空气调节先行，降温时天然气调节先行的双交叉限幅功能，从而达到控制的目的。
　　天然气高/低值限幅选择器的上、下限幅值均是根据实测空气流量信号Fa算出的。其中，高值选择器上限值就是实测Fa下防止缺氧燃烧的天然气流量上限值FnH；而低值选择器的下限值就是实测Fa下防止过氧燃烧的天然气流量下限值FnL。即有：FnH=Fa@1LB-BFnL=Fa@1LB B式中，Fa为实测空气流量信号；L为空气过剩系数；B为理论空气流量量程修正系数；LB为空燃比的比值系数；B为即天然气流量上、下限修正值。
　　该热处理炉的炉膛压力大小主要受烟道闸门开启度的影响，所以炉压控制是通过安装在烟道闸门旁的电动角行程执行机构，接收来自调节器的输出控制信号自动调整闸门开启度来保持炉压在微负压状态。从而解决了炉气外溢问题，减少热量损失。
　　变频助燃风机及天然气总管的压力控制热处理炉燃烧需要压力稳定的助燃空气。在原设备中，风量调节是通过人工调整风机进气档板来完成的。风机处于无控制的额定转速工作状态，由此造成空气压力不稳定和电能的极大浪费。本设计中空气压力调节系统采用了ABB变频器直接调整风机的转速，随时跟踪管网压力变化，且跟踪速度随时可调，变频器可随机显示频率、功率、跟踪时间，并可现场整定。此种调节方式对于节约电能及稳定燃烧状态效果极佳。