近年来，伴随着钢铁产量的迅猛增长，整个钢铁行业各个环节的能耗也大幅度增长。作为钢铁流程中的烧结行业也存在能耗高、污染物排放大等问题。烧结工序能耗主要分布在矿粉烧结和成矿冷却过程，但我国烧结工序余热利用率较低，与发达国家差距非常大，因此本文针对矿粉烧结过程能耗高的问题，对烧结混合料进行了热物性和化学反应动力学特性实验研究，并对烧结料层燃烧过程进行了数值计算，分析了计算结果与现场实测数据之间的差距，本文的研究结果对钢铁行业烧结工序节能减排技术具有重要实际意义，为烧结过程建模和优化控制提供了依据。针对以上问题本文从以下几方面进行分析：首先，本文应用同步热分析仪器对烧结混合料进行比热测试，将烧结混合料与标准物质进行DSC曲线对比，分析混合料的粒径、仪器升温速率和空气流量对比热的影响，得出不同粒径烧结混合料的比热。并对烧结混合料进行整体烧结，在烧结过程中对烧结料层进行划分，并进行物理化学变化和传热传质分析；第二，针对烧结混合料中固体燃料进行燃烧过程的分析，对不同粒径的烧结混合料进行热重实验，依据实测数据并依据反应动力学模型，得出了活化能和指前因子；由燃料燃烧转化率分析出严格控制烧结固体燃料粒径，可以降低固体燃耗；同时可在烧结过程中考虑富氧烧结模型，通过控制烧结气氛中氧气浓度的变化，降低固体燃料消耗；第三，在烧结床内部混合料的燃烧数值模拟计算过程中，首先分析了混合料内部的燃烧模型，包括焦炭燃烧模型、石灰石分解模型和水分干燥凝结模型。将热分析实验得出的化学反应动力学参数和比热参数应用于模拟当中，得到了烧结过程的燃烧模型，并对烧结床层内部混合料燃烧的温度分布和烟气排放情况进行分析，将烧结料层温度与料层压力分布与现场实测情况进行对比，数据吻合良好。