高炉喷煤是炼铁工艺提高煤焦比的重要途径，煤粉在回旋区的流动与燃烧特性直接影响高炉的运行效率。因此，关于高炉回旋区内煤粉的流动与燃烧问题一直受到人们的关注。本论文以气粉两相流动、煤粉燃烧和焦炭的氧化气化理论为指导，从验证的方法入手，运用solidworks和Gambit软件建立二维简化的回旋区物理模型，嵌入自编的煤粉、焦炭反应UDF方程，探讨了煤粉粒径、挥发份含量、回旋区边界温度、鼓风富氧率和喷煤量变化时煤粉燃烧规律，验证了所选择的数学模型的合理性。在二维模型计算研究的基础上，以鞍钢2580m3高炉煤粉富氧喷吹为背景，进一步建立了高炉单个回旋区及其周围软熔带、滴落带、死料区的三维物理模型，考虑了高炉设计工况和某种实际运行工况条件，数值计算出两种工况下该区域内的煤粉流动与燃烧特性。（1）煤粉离开鼓风口后，较大颗粒煤粉保持其初始喷射方向喷入回旋区底部，进入死料区后受多孔焦炭的阻滞作用速度降低；少量小颗粒煤粉质量惯性小，在流场湍流和热力作用影响下偏离初始喷射方向向上回旋，此区域内无焦炭阻滞，速度衰减不明显；在有煤粉燃烧和焦炭气化化学反应时，煤粉在回旋区受热后析出挥发份着火燃烧，氧气含量下降，生成大量CO2，燃烧释放的热量使炉膛回旋区温度迅速升高，同时析出挥发份的固定碳颗粒继续与回旋区剩余的高温氧气和CO2反应，生成或还原为CO；小粒径与大粒径煤粉相比，其面积与体积比更大，与高温氧气有更多的接触面积，预热时间短、挥发份析出与燃烧速度更快。（2）对多种运行工况下煤粉燃烧特性进行优化模拟计算。富氧鼓风可以大幅提高回旋区煤粉的燃烬率及煤粉颗粒温度，且更多的氧气进入焦炭区域与焦炭反应，生成更多的CO，提升高炉煤气的热值；而提高回旋区边界温度一定程度上可使煤粉挥发份析出与燃烧点提前，有助于煤粉快速燃烬，但在T>1300K基础上继续提升回旋区边界温度，煤粉可燃物已基本燃烬，回旋区边界位置煤粉燃烬率维持在55%附近不再有明显提升，更高的回旋区边界温度对于煤粉燃烧特性已无实质影响。对比CO2与CO质量分数变化规律，喷煤量(Pulverized CoalInjection—PCI)为200kg/tHM是设计工况下的喷煤经济点。高炉在此工况运行，既能最大程度提升喷煤量又可保证喷吹煤粉的燃烬率。喷煤量过高或过低时煤粉燃烧生成的CO2量均有下降，间接导致计算边界CO生成量降低，高炉煤气热值亦随之下降。三维模拟中煤粉燃烬率总体低于二维模拟计算结果，这是因为二维计算并未考虑回旋区外围焦炭区域吸热引起的回旋区温度下降。