本发明涉及金属加工技术领域，公开了一种提高重轨钢加热质量的分段分级燃烧控制加热工艺，包括：数据收集统计及工艺流程初始能力分析以确定加热时间波动的影响因素；以影响因素中任一个或多个指标为变量，统计分析并获取影响因素与加热时间、均热时间、均热温度、元素成分的关系结果；基于关系结果结合加热时间的实际分布将钢坯的加热时间进行分层并制定加热制度；基于加热制度与开轧温度、脱碳、氧化烧损、钢材性能的对应关系的统计结果，并结合实际判断原则，通过模拟加推导的方式优化加热制度。本发明对现有加热工艺进行优化，并赋予不同层级的加热制度，以达到防止钢坯过热、过烧、减少氧化、脱碳的目的。