钢铁工业是一个国家实现工业化的支柱,起着至关重要的作用。铁矿烧结作为钢铁工业中一道重要的工艺,其高能耗和高染物的排放一直是亟待解决的问题。基于铁矿烧结过程高能耗的特点,对烧结混合料进行了热分析实验研究,并针对这一问题,采取生物质木质碳替代混合料中的焦粉来达到降低能耗的目的,生物质木碳作为一种清洁燃料还能起到减排的作用,本文以青岛特钢烧结杯实验室为依托,进行了不同比例生物质木碳替代焦粉燃料后对节能减排方面影响的烧结杯实验研究,并以CFD理论为基础,在Fluent中对不同比例生物质木碳替代焦粉后的烧结过程进行了数值模拟,并对计算结果和实验结果进行了比较。本文对实现烧结过程节能减排具有重要意义,主要从以下几个方面展开研究。(1)对热重分析测量原理,DSC差示扫描量热原理进行了分析,采用HCT-1综合热分析仪对粒径分别为40~60目、60~80目、80~120目的烧结混合料进行了热重分析实验,采用FWO方法对活化能和指前因子进行了计算。并对粒径为80~120目的常规烧结混合料及不同比例木质碳替代焦粉燃料后的烧结混合料进行了比热实验研究,得到了不同条件下的比热拟合公式,为烧结过程的数值模拟提供了准确的混合料参数。(2)以青岛特钢烧结杯试验室为依托,对常规及不同比例生物质木质碳替代焦粉燃料后的烧结混合料进行了实验研究,得到了烧结混合料在烧结过程中不同高度处的料层温度变化值,烟气浓度变化值,将这些数据整理成曲线,对产生变化规律的原因进行了详细的分析,并对烧结矿质量指标如烧结速度、转鼓强度、落下强度进行了检测,并对不同条件下的烧结矿进行了微观结构检测。(3)建立了以烧结杯为基础的几何模型、流场气体动力学模型、多孔介质模型、化学反应模型。并在Fluent中对建立好的烧结杯模型进行数值计算,得到了不同比例木质碳替代焦粉后的料层温度值与烟气浓度值。