COREX熔融还原是一种较为年轻的非高炉炼铁工艺，相比传统高炉工艺具有一定的资源与环境优势。2007年我国引进了目前设计产能最大的COREX系统，运行至今，各项技术指标不断提高，但竖炉仍然存在着如煤气流分布不合理等问题。本文以COREX-3000预还原竖炉万向节布料器为研究对象，着眼于调整竖炉炉顶布料模式来调剂炉内煤气流分布，采用数值模拟与物理模拟的方法研究竖炉万向节布料器布料规律。　　本文首先建立了竖炉布料质点模型，采用水力学连续性方程计算炉料出加料罐速度，考虑空区料流宽度，采用多条线段联合描述料面形状。研究发现:(1)炉料在溜槽末端速度与溜槽倾角和溜槽摩擦系数成反比关系，与溜槽转速成正比关系;(2)炉料在炉喉的落点位置与溜槽摩擦系数成反比关系，与溜槽倾角、溜槽转速及料线高度成正比关系;(3)不同布料模式和布置不同炉料时，料堆堆积方式与长大过程相同，形成的料面形状较为相似;此外，通过模拟计算确定COREX竖炉布料初始料面形状对料堆形成影响较小。　　其次，通过建立更精细尺度的DEM模型，从颗粒尺度对竖炉布料过程进行了模拟研究。研究发现:(1)离散元模型可以再现万向节布料器的布料过程;(2)炉项加料漏斗卸料过程为漏斗流形式，中心喉管内近似为自由落体下落，溜槽内小粒径颗粒贴着溜槽壁面滑落，大粒径颗粒与小颗粒混合下落，没有出现明显分层现象，溜槽内料流表面颗粒速度较大，底层颗粒速度较小，速度差异较为明显;(3)空区料流轨迹具有明显的中心料流轨迹与上、下料流，在空区内颗粒水平速度几乎保持不变，竖直方向速度快速增加;(4)料堆中心大约在颗粒落点位置向炉墙一侧外移0.1m，料堆表面，大颗粒停留在料堆靠近炉墙一侧，料堆内部，小粒径颗粒较为集中，大粒径颗粒夹杂于其中，料堆形成过程颗粒的滚动现象较为明显，颗粒的滚动对料堆的影响不可忽略。　　最后，基于相似原理，按照1∶5比例缩小COREX-3000竖炉炉项布料器，建立冷态模型，主要研究了操作参数对料流宽度、料流轨迹、炉料落点位置及形成料堆形状和内部结构等的影响，考察了不同混合比例炉料对料堆结构的影响，通过实验观察布料过程的偏析现象，最后考察了不同粒径和密度颗粒对布料过程偏析的影响规律。实验研究发现:(1)溜槽倾角对料流宽度、颗粒落点位置、料面形状和料堆结构影响显著，随着倾角增大，料流宽度增大，颗粒落点位置靠近炉墙，料面趋于平坦，料堆空隙率增大。料线高度与溜槽转速主要影响颗粒落点位置、料面形状;(2)混装实验研究发现，颗粒混合比例对料流宽度与料面形状影响较小，对料堆结构变化规律影响显著，随着大颗粒质量分数增加，料堆空隙率增大;(3)颗粒的粒度差异与密度差异对布料偏析影响显著，表现为粒度较小，密度较大的颗粒倾向于在料堆内部聚集，粒径较大的颗粒在料堆表面聚集，单一种类颗粒聚集度较高的位置处，料堆空隙率最小。