轧钢加热炉作为钢铁生产中的核心热工设备，其炉内温度高达900℃～1400℃。在此恶劣环境下，氧气浓度的精确控制直接决定了钢坯氧化烧损程度和燃料利用率。过高的氧含量会使钢坯表面氧化铁皮增厚，造成成材率下降；而过低的氧含量则会导致燃料不完全燃烧，增加能源浪费和污染物排放，这一严苛工况对氧含量监测手段提出了很高要求。

氧化锆是一种高温电解质浓差电池，在数百度的高温环境下，具有能产生氧离子迁移的导电性能，由于被测气体（烟气或其它气体）与参比气体（空气或其它气体）在氧化锆两侧铂电极的氧分压不同，在两极间有一定数量的氧离子迁移而产生了氧浓差电势，其电势值与氧浓度的关系，可以用能斯特（Nernst）公式来表示：E=RT/4F×LnP1/P2。

直接插入式氧化锆探头无需采样预处理系统，可直接承受≤1400℃高温，响应时间短于5秒，能实时反映炉内动态变化。但在轧钢加热炉中，炉膛温度普遍超过800℃，高温抽气式方案成为更优选择：通过取气管抽取炉气，经高温法兰三通降温至600℃~750℃后再进入检测室。这样既保护了锆元件免受热冲击，又确保进入检测室的气体流速稳定。

氧化锆分析仪在轧钢加热炉中的核心价值在于其构建了燃烧优化的闭环控制基础：

热效率提升：通过实时监测氧含量，自动调节空燃比至理想状态。

氧化烧损控制：将炉内氧浓度稳定在1.5%以下时，钢坯氧化铁皮厚度减少30%以上，显著提高成材率。

减排效应：优化燃烧可减少过量氧气与氮气、硫的反应，抑制NOx和SO₂生成。

作为轧钢加热炉的“氧感知神经”，氧化锆分析仪在恶劣工况下展现出的耐高温性、快速响应性及测量精确性，使其成为平衡能效与质量的关键装备。