近年来，随着钢铁产量的不断增长，钢铁工业成为了涉及到各个领域的国民经济的基础产业，我国已经成为了一个“钢铁大国”。但是，钢铁行业占我国工业能耗的比例也是巨大的，而作为钢铁工业的关键一环，铁矿石烧结工序的能耗问题也日益凸显。其中，固体燃料的消耗在铁矿石烧结过程当中占很大比例，针对这种问题，本文提出了一种考虑烧结过程蓄热作用的一种不同固体燃料配比的新型烧结方式烧结分层，并对不同料层的混合料进行了化学反应动力特性以及热物性实验研究，并对这种新型的烧结方式进行了数值模拟，与普通的烧结方式进行了料层温度变化和实际测量结果的对比，并通过烧结杯实验的方式，对新型的分层烧结方式进行了实际验证，研究了新型烧结方式对烧结矿质量的影响并证明了其可行性。　　本文研究对降低烧结过程的能源消耗和提高烧结矿质量有着重要意义。针对以上问题，本文从以下几个方面进行了研究:　　首先，通过数学计算的方式对料层的蓄热量等进行了计算与分析，并得到了考虑料层蓄热过程的不同料层的固体燃料的百分比。针对计算结果，对配制的不同固体燃料配比的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、指前因子和反应速率常数。　　第二，针对烧结过程使用的固体燃料焦粉，以乙酰苯胺为标样儿，利用元素分析仪对焦粉中的碳含量进行了测定。应用同步热分析仪器对烧结混合料进行比热测试实验，将烧结混合料与标准物质进行DSC曲线对比，得出不同粒径烧结混合料的比热随温度的变化，并通过拟合的方式得到不同固体燃料配比的混合料的比热公式。　　第三，在分层烧结的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，并对不同固体燃料配比的料层交界面以及料层出口处温度进行监测与分析，并与普通烧结模型进行对比。　　第四，利用微型烧结设备，以普通烧结过程作为对比试验，对本文提出的不同固体燃料配比的分层烧结方式进行现场烧结，并研究了焦粉的粒径筛分对烧结过程的影响，对烧实验所得到的烧结矿成品进行成品率、利用系数、转鼓强度、固体燃料消耗和粒径等进行了分析，验证了本文提出的烧结方式的可行性和优越性。