真空退火炉是热处理工艺生产线上最关键的生产设备之一，它包含了机械设计、热力学、材料力学、流体力学等众多理论知识，是自动化程度很高的热处理设备。真空退火炉的炉内温度特性直接决定产品的质量，因此温控结构是其核心部件。真空退火炉有效工作区内温度均匀性达到了±3℃，因此对该设备温控结构设计和布置提出了很高的要求。本文首先对真空退火炉的主体结构进行设计，对炉体强度设计、强冷电机和真空系统选型进行了计算说明。其次就真空退火炉温控结构设计要解决的关键问题即确定加热功率、选取和合理布置加热元件和保温层进行了详细分析，给出解决方案。然后建立了真空退火炉Solidworks三维模型。最后利用有限元模型分析温控结构设计对炉膛内空间各点温度的影响。设备实际生产运行结果表明退火炉温控结构设计满足生产要求。将热平衡稳定时空间各点温度实测值与有限元分析值进行对比，两者基本吻合。该模型的建立为以后类似设备温控结构优化设计提供了新的方法和途径。