固体碳的燃烧可以提供烧结过程热收入中80%以上的热量和1250～1500℃的高温(在燃烧层)，保证了烧结过程中脱水、石灰石分解、铁氧化物的分解和还原、去硫、液相生成和固结等物理和化学反应的进行。燃烧反应对烧结机产量也有影响。

烧结料层中碳的燃烧反应较复杂，一般可表示为：C O₂=CO₂；2C O₂=2CO；CO₂ C=2CO；2CO O₂=2CO₂ 。在碳集中的区域，气相中CO浓度高，CO₂浓度低，气氛呈还原性；在少碳和无碳的区域，CO浓度低，CO₂浓度高，气氛呈氧化性。料层中碳燃烧应具备两个最重要的条件是燃料颗粒表面加热到着火温度和灼热的燃料表面需接触有足够氧浓度的气流。提高气流中氧的浓度、气流温度、气流速度和增加燃料的反应表面积等均有助于提高燃烧反应速度。烧结常用的燃料是焦粉和无烟煤；高挥发分的煤种，因大量挥发分在着火前挥发，容易堵塞管道，故不宜用于烧结。

烧结过程中传热速度很快。烧结料都是小颗粒物料，传热效率很高，而且还存在水分蒸发、分解等吸热过程，所以热传导在烧结料中进行得很快。烧结过程中热量利用好，主要表现在废气温度低和烧结过程的“自动蓄热作用”。后者是指被抽空气通过灼热的烧结矿层(相当“蓄热室”作用)时被预热到1000℃以上，增加了燃烧层中的热收入量(约占燃烧层总热收入的40%至60%)，提高了燃烧层的温度，随烧结矿层的增厚，这部分热收入增多；燃烧层温度升高，烧结液相增多，烧结矿强度提高，但烧结速度降低。燃烧层温度受燃料配加量和自动蓄热作用，以及燃烧层中各种化学反应的热效应等因素所影响。增加配碳量、增加放热反应和减少吸热反应有利于提高燃烧层温度，提高料层也有同样的作用。

烧结料层中的气流运动 烧结过程中的一切反应和变化都是在气流不断通过料层的条件下进行的。气流运动对烧结矿的产量和质量有很大影响。垂直烧结速度与通过料层的气流量成正比。而气流量又与抽风负压、燃烧层温度和料层透气性有关。由于烧结过程中各层在不断变化，因此料层透气性和气流量也在变化。烧结矿层气孔较多，透气性好；燃烧层温度高，有液相，透气性差。成球性好的湿料层透气性好，但有时因水汽冷凝使料层过湿，破坏料球，对气流产生较大阻力。若料球干燥后碎裂，则干燥层和预热层也会产生较大阻力。

烧结料层的透气性同矿粉粒度、返矿数量和质量、混料加水量、矿粉成球性、黏结剂的使用、烧结料预热和烧结温度等有关。气流沿料面分布得是否均匀会影响烧结过程的均匀性，特别是对于大型烧结机。不均匀的气流分布导致不均匀的烧结，从而成品率下降，返矿多而质量差，使烧结矿产质量下降。布料均匀，烧结台车结构合理而完好，有利于气流的分布均匀。

水分的蒸发和凝结 烧结料中加入一定量的水是粉料制粒的需要。当烧结料温度达到100℃或更高时，水分剧烈蒸发，烧结废气湿度增加。当废气离开干燥层进入湿料层后，由于冷却使温度降低到露点以下，废气中的水汽冷凝在湿料层中，使湿料层的湿度超过原始湿度，这就是“过湿现象”。过湿现象会破坏料球和降低料层透气性。采用预热烧结料可以减少或消除过湿现象。细精矿烧结时的过湿现象比富矿粉烧结时更严重。以结晶水形态存在的水分是一种化学结合水，需在较高温度下才能分解脱除 。