У этой системы несколько постоянных времени. Связанная с теплоемкостью стенок, теплоемкостью воздуха, теплоемкостью загруженного железа, скоростью перемешивания воздуха, скоростью теплообмена между воздухом и железом, скоростью теплообмена между стенками печи и воздухом ну и, в конце концов, скоростью теплообмена между железом и полом и внутри горы железа. Попытайтесь для начала понять физику происходящих процессов нагрева. Она несложная, но эти коэффициенты теплообменя я, например, интуитивно не понимаю, поэтому что-то советовать по настройке не буду. Вы-то пытаетесь регулировать температуру воздуха в некоторой точке печи - это именно то, что нужно?

И, кстати, важный вопрос: теплообмен между нагревателем и горой железа в основном конвективный, или важен еще и лучевой?