烧结过程余热资源回收利用是我国“十一五”以来现代钢铁联合企业的重点任务之一,目前已被纳入我国《钢铁工业调整升级规划（2016-2020）》中。实施竖罐式余热回收技术变革和基于环冷机模式的余热回收技术挖潜是我国“十三五”期间乃至更长时间内烧结余热回收的两条技术路径。其中,基于环冷机模式的余热回收技术挖潜更具有现实意义:自上世纪90年代我国第一条环冷机模式的余热回收工程在马钢实施以来,国内外各学者及技术人员围绕着环冷机的漏风等问题做了大量的工作,并取得了一定的进展。但同时,人们也忽略了一个事实——环冷机的设计与运行主要基于烧结矿的冷却,而并非基于烧结矿的余热回收。那么现有环冷机的结构型式、结构参数和操作参数是否与烧结矿余热回收相匹配?是否还有潜力可以挖掘?基于此,本文以环冷机模式余热回收的技术挖潜为工程背景,以环冷机3类变量关系为研究主线,以环冷机内气固换热为研究内容,以数值计算为研究手段,开展环冷机内热工行为研究,进而确定环冷机适宜的结构和操作参数,为实际生产工况调整提供理论指导。主要研究内容、结论及创新:（1）完善环冷机内烧结矿与热载体之间的传热过程数值计算模型。以COMSOL软件为平台,开展UDF二次开发:首次将环冷机台车的平移速度编译到模型当中,并嵌入描述矿层阻力特性的粘性力项和惯性力项系数、气固体积传热系数;藉此建立了环冷机烧结矿层内3维稳态气固传热数值计算模型。（2）提出了以环冷机余热回收段出口热载体焓（火用）作为余热回收效果评判指标。其中,组成焓（火用）的温度（火用）定量表征了后续吨矿发电量的正效应（即发电）,组成焓（火用）的压力（火用）表征了吨矿发电量的负效应（即耗电）;由温度（火用）和压力（火用）组成的焓（火用）定量描述了吨矿“净发电量”。（3）影响出口热载体焓（火用）的主要因素自大到小依次为料层高度、余热回收段长度、颗粒直径、冷却气体进口流量:随着冷却气体流量和余热回收段长度的增加,出口热载体的焓（火用）逐渐上升,达到峰值点后开始下降;随着冷却气体进口温度的提高,焓（火用）值整体呈线性增长;随着颗粒直径增加,出口热载体焓（火用）不断下降。（4）以国内某405 m2环冷机为算例,得到其适宜结构与操作参数:吨矿配备冷却气体流量为1212 Nm3、料层高度为1.12 m,与现行工况条件相比下调37.85%和25%,余热回收段长度81.2 m,与目前设置长度相比增加40.89%,优化后出口热载体焓（火用）提升7.0%,按吨矿发电水平13～15 kW·h,调整后每生产1t烧结矿,可多发电0.91～1.05 kW·h,每年总计可多发电336.7～388.5万kW·h。