临江难选铁矿石深度还原-高效分选项目是东北大学冶金技术研究所申报的国家863项目。课题组承接的深度还原炉的研发是这一863项目的重要子课题,决定了深度还原工艺的实现与否。根据难选铁矿石深度还原过程的工艺特性,提出了一种以蓄热式燃烧技术为基础,采用双面加热、还原气体二次燃烧的新还原工艺及装置并申报了国家发明专利。本文完成了中试还原炉的设计及关键问题的讨论工作,主要内容包括：(1)提出整体结构设计思路,采用蓄热燃烧技术实现了分层燃烧双面加热的结构设计。(2)采用数值模拟方法对炉子结构参数和关键热工操作参数进行预示模拟,最终获得了最佳的炉子热工设计参数。(3)针对蓄热式燃烧沿炉宽方向上的炉温均匀性问题,采用半机理模型方法建立了火焰长度方向析热模型,讨论不同燃烧模式对炉温均匀性的影响。(4)对燃料燃烧空气消耗系数的选取进行模拟分析,得到炉内温度关于空气系数的曲线。(5)对炉膛进行热平衡计算,分析新炉的节能效果。(6)为了进一步分析炉内还原效果,借助fluent软件对炉内温度场、气体流场等进行模拟计算,并针对不同的燃料供给方案进行了模拟对比。本文是应用数学模型方法指导炉子设计的新尝试,论文的研究结果为难选铁矿深度还原炉的工业化实验提供了重要的理论依据。