焦炭是高炉冶炼工艺中不可缺少的原料，其在高炉内起到重要作用，如热源、还原剂、渗碳剂和料柱骨架。焦炭质量对高炉炼铁生产的技术经济指标和企业效益的影响至关重要。焦炉既是高温反应器，又是非常庞大且结构复杂的炼焦工艺设备。随着对焦炭质量的要求越来越高，进一步深入研究焦炉内部热过程变得更加必要。在以往对焦化过程的研究中，人们通常通过物理实验的方法来实现。随着计算机科学技术的飞速发展，数值模拟技术也日趋成熟，采用数值模拟方法来研究焦炉内部热过程会节省大量时间及人力物力，可以很大程度上满足研究的需要，具有一定的实际价值及意义。本文以JN60型焦炉为研究对象，根据其结构特点，建立焦炉炭化室-燃烧室耦合传热的数值模型。采用CFD方法对其进行求解，详细分析炭化室内传热过程，预测出炭化室中心处温度满足工艺要求的时间，并且在高度方向上的温差小于40℃，通过与实测值的对比，相对误差较小，与生产实际相符合，也验证了所建立模型的准确性。同时分析燃烧室的流场、温度场和浓度场分布情况，认为采用废气循环的方法可以强化废气的混合，有效地改善燃烧室内高向温度分布的均匀性，有利于改善焦炭质量。然后针对不同的水分蒸发模型、装炉煤初始温度、堆密度及初始水分含量对焦化过程的影响进行模拟，分析得出采用非线性水分蒸发模型更加符合炼焦过程，装炉煤初始温度、堆密度的增加及初始水分含量的减少，都有利于扩大炼焦煤资源，提高焦炉生产效率，改善焦炭质量。本课题的研究对研究焦炉内部热过程及其优化具有一定的参考价值和现实意义。