我国的经济发展正在逐步进入新的常态,而钢铁行业发展环境正在发生重大的变化。高质量钢材将逐步成为钢铁行业中的主流,冷轧钢材属于钢铁材料中的高品质产品。对冷轧钢材进行退火处理是保证产品品质的一项重要的环节。辐射管被广泛应用于钢铁、化工和热电行业的退火炉、加热炉等工业加热装置中,其长期服役过程中的安全稳定性是保证整体设备安全生产及稳定运行的重要因素。若辐射管在服役过程中过早出现严重变形或发生破裂失效,会对其功能发挥及产品质量有很大影响,进而造成重大的经济损失。本课题针对首钢京唐冷轧厂连续退火炉中的W型辐射管发生变形和开裂情况做了相应的介绍,并从辐射管的结构上进行了研究和优化设计,保证辐射管能够具有更长的使用寿命。文中首先使用流体计算软件FLUENT对辐射管内的燃烧火焰温度场进行数值模拟,然后将计算结果导入有限元分析软件ANSYS中对辐射管进行流固耦合分析,得到辐射管的应力、应变分布。将模拟结果与工厂中检测报告对比分析,得出辐射管在原有结构上存在设计缺陷。依据模拟结果和工厂实际生产经验,在原辐射管的结构上进行优化设计。最后对优化后的辐射管进行仿真模拟对比原有结构,结果证明结构优化后的辐射管在高温状态下应力、应变分布情况具有较大改善。本文通过运用计算机数值模拟技术,分析辐射管的损伤原因并设计合理的辐射管结构的模式,为实际应用中辐射管结构的改进方向提供借鉴。