合理的煤气流分布是保证COREX熔化气化炉炉料稳定下降、化学反应和热交换正常进行的重要条件，也是COREX熔化气化炉稳定顺行、节能降耗、增产提质和延长炉龄的重要途径。因此，掌握COREX熔化气化炉煤气流的分布状态，维持合理、适宜的煤气流分布十分必要。　　COREX熔化气化炉煤气流从生成开始，经过风口回旋区向上和向中心扩散的初始分布以及炉内料层的二次分布进入到自由空间，在自由空间产生优质的还原煤气供竖炉使用。本文从理论分析、物理模拟和数值模拟三个方面对熔化气化炉的风口回旋区、炉内料层结构和自由空间进行研究，获得COREX熔化气化炉煤气流分布情况。　　首先建立COREX工艺模型，计算各种原料条件下，熔化气化炉进出口能量和物质的平衡。在整体模型基础上建立熔化气化炉多区域约束性数学模型，采用分区的方法，把炉内划分为炉缸区、风口区、填充床区、软熔区和自由空间5个区域，分别对各区域进行物料平衡热平衡分析，计算结果可为物理及数值模拟提供必要的边界条件。　　COREX熔化气化炉风口回旋区决定了煤气流初始分布，反映了焦炭的燃烧状态，是炉况顺行的基础。高炉风口喷吹的是高温空气，而COREX采用纯氧冶炼，冷风喷吹，氧气动能比高炉的鼓风动能小，其回旋区也相对较小。目前关于COREX熔化气化炉风口回旋区的研究较少，而对高炉风口回旋区的研究相对较多。本文在借鉴高炉回旋区研究成果的基础上，建立了半周三维冷态物理模型，对熔化气化炉风口回旋区进行了研究，得出三维条件下风口回旋区的形状和大小，并研究了相邻和相间风口鼓风条件下回旋区的状态，分析和讨论了风口回旋区对熔化气化炉煤气流分布的影响。　　COREX熔化气化炉内部料层结构决定了煤气流的二次分布。与高炉的分层布料相比，熔化气化炉采用的是混装料，料层内软熔区域不明确。本文建立二维物理模型，对炉内料层结构进行了模拟，定量表征了炉内的风口回旋区、软熔区域和填充床。在二维物理模拟结果的基础上，采用半周三维冷态物理模型，对炉内各区域下的煤气流分布情况进行了物理模拟，得到了不同位置、形态下的死料柱和软熔区域对炉内气流分布的影响，获得了不同气体流量、下料速度和床层高度条件下的气流分布情况。　　COREX熔化气化炉煤气流经过风口回旋区的初始分布和炉内料层的二次分布进入自由空间，自由空间的主要作用是调节控制气流温度，保证温度在1000℃左右。本文通过建立数学模型，对自由空间内流场、温度场、浓度场进行了数值模拟。结果表明:在喷嘴附近由于返尘中的碳和喷入氧气燃烧，放出大量的热;热量随着气体上升，将气体温度由料层处的619℃逐渐加热到穹顶处的1000℃左右，满足了该工艺对自由空间气体温度的要求。　　根据整体和区域的物料平衡热平衡计算结果及物理模拟得到的各区域形状，确定了风口回旋区、半焦床及软熔区域的边界，采用DPM模型、多孔介质边界条件模型，对模型不能考虑的部分因素通过自定义函数进行定义，模拟了原型炉况的气流分布情况。结果表明:半焦床的阻力作用使气流速度在风口回旋区外减小，气流经过软熔区域方向不会改变，只是由于阻力的作用速度减小了。