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由于料层的蓄热作用,厚料层烧结作为重要的节能措施被广泛地应用到烧结生产。但当料层厚度超过一定高度时,料层透气性恶化,温度场沿烧结料层厚度方向分布严重不均,使得烧结指标下降,导致料层厚度难以进一步提高,因此有必要对烧结料层透气性和温度场进行优化。优化烧结料层透气性和温度场对厚料层烧结技术的发展和降低固体燃料消耗意义重大。针对小球不规则、粒度分布广的烧结混合料,对欧根方程进行了拟合修正,得到描述料层压力降的公式：研究了料层透气性与制粒后混合料性质之间的关系,结果表明：构建良好的烧结料层透气性应尽量满足混合料的平均粒径达到4.5mm以上、-1mm粉末含量低于5%、制粒小球的形状系数大于0.88。同时研究了料层透气性的影响因素,当混合料中粘附粉含量在45-50%,粘附粉比表面积大于1000cm2/g时,混合料透气性良好。研究了烧结料层的温度场特征,料层从上到下,其最高温度增大、高温保持时间增加、冷却速度减慢。上部料层最高温度和高温保持时间不够而烧不透,并且由于抽入冷风的原因,冷却速度过快,来不及结晶,因此烧结矿裂纹较多,强度较差,且成品率低；下部料层由于蓄热作用,最高温度过高,出现过烧现象,烧结矿还原性较差。通过微型烧结试验,提出了合理的烧结料层温度场：料层最高温度以1300℃左右为宜、高温保持时间不应低于3min、冷却速度以低于100℃/min为宜。研究了烧结料层透气性和温度场的综合优化技术。通过优化配矿改善料层透气性,使混合料粘附粉比表面积从785cm2/g提高到1050cm2/g,而粘附粉含量从52.54%降低到46.67%,料层压力降从759Pa降低到554.33Pa,烧结速度加快了1.53mm/min,利用系数提高了O.1t/(m2·h)；采用偏析布料梯度优化料层热量分布,由于粒度、燃料、熔剂的偏析,整个料层的温度趋于均衡化,且透气性和上部料层成矿得到改善,因而烧结利用系数提高,上下料层烧结矿质量更为均匀,其料层适宜的高度从680mm提高到830mm,固体燃耗从57.04kg/t降低到55.30kg/t；采用热风烧结优化料层热曲线,料层上部最高温度提高,高温保持时间变长且冷却速度变慢,表层烧结矿质量改善,热风温度为400℃时固体燃耗从57.04kg/t降低到55.91kg/t。在优化原料结构的基础上,综合偏析布料和热风烧结的方法,相比基准方案,料层高度可从680mm提高到830mm；焦粉配比从5.0%降低到4.7%；烧结速度、烧结成品率、转鼓强度、利用系数都得到提高；固体燃耗从57.04kg/t降低至53.40kg/t；各料层烧结矿质量更为均匀,微观结构也趋于合理化。