在炼铁工艺流程中,贫矿需经过高温烧结、破碎及冷却等环节,才能用于高炉冶炼。其中,冷却过程作为重要环节之一,性能优良的冷却工艺对高温烧结矿冷却效果至关重要。目前主流的高温烧结矿冷却工艺分为两类,即环冷工艺和立冷工艺。环冷工艺采用交叉流冷却形式,存在漏风率高、热交换效率低等问题;传统立式冷却工艺采用逆流冷却形式,虽然提高了热交换效率,但因其料层过高,容易造成冷却装备风道堵塞,导致高温烧结矿冷却效果不佳。基于以上问题,本文主要研究工作如下:（1）提出一种高温烧结矿立式分层冷却工艺。该工艺采用逆流冷却形式,具有较高的热交换效率,同时将矿料进行分层处理,解决了因料层过高而引起的风道堵塞等问题。（2）研究立式分层冷却工艺中工况参数对气固换热过程的影响。本文建立高温烧结矿立式分层冷却工艺气固换热模型,并对其进行试验验证。基于该可靠的数值仿真模型,本文将孔隙率、颗粒直径、入口风速、入口风温及冷却时间作为主要工况参数,并通过数值分析得出上述工况参数对冷却过程中气固换热过程的影响规律。（3）基于立式分层冷却工艺的气固换热过程进行多目标优化。本文以烧结矿冷却后平均温度和冷却过程中废热回收量为目标参数,以颗粒直径、冷却风速、冷却风温和冷却时间为工况参数,针对立式分层冷却工艺所涉及的气固换热过程进行多目标优化设计,最终获得一组最优参数组合。（4）研究不同颗粒直径分层方案对高温烧结矿冷却均匀度的影响。由于立式分层冷却工艺中,高温烧结矿冷却后存在单层温差较大的现象,本文进一步将单层烧结矿进行颗粒分层处理,通过研究不同分层方案对高温烧结矿冷却均匀度的影响,获得一组最优粒径差分层方案,并基于该方案,设计出一套高温烧结矿立式分层冷却装备实现方案。