COREX是世界上第一个实现工业化的熔融还原工艺，与传统高炉相比具有直接使用非焦煤等优点。我国宝钢引进了目前产能最大的COREX-3000系统，然而生产中存在诸如竖炉内煤气流分布不合理等问题。竖炉炉顶布料模式是调节竖炉内煤气流分布的重要手段。本文参考了高炉无料钟布料的研究方法，基于相似原理，按1∶5将竖炉布料器缩小，建立了COREX-3000竖炉炉顶布料的物理模型，在量纲分析基础上分别选取大豆和玻璃珠模拟焦炭和球团矿进行实验，结合模型特点，利用质点模型结合实验结果对料堆的料面形状进行了计算，利用离散单元法结合实验结果对料堆结构进行了分析。研究结果如下:　　(1)料堆的料面形状主要受物料的性质、料线高度、溜槽倾角影响;物料自然堆角越大，形成料堆的堆角越大;料堆内外堆角随料线高度增大而减小;溜槽倾角增大时，内堆角基本不变，但小颗粒明显在内堆角侧聚集增多，外堆角明显减小;物料混合比例变化改变了物料的自然堆角，从而影响料面形状。　　(2)利用经典力学方程计算了布料过程物料颗粒的运动轨迹和速度;根据中心料流轨迹计算料堆的堆尖位置，基于理论分析和实验结果，对前人提出的堆角计算公式进行了改进，计算出料面形状与实验结果相一致。　　(3)结合现场实际布料器的特点，编写了包含有可视化界面的COREX-3000竖炉炉顶布料料面形状计算程序，程序可以计算料面形状随时间的变化以及圆周方向不同角度处的料面形状，为建立竖炉布料模型应用于现场提供了必要的基础。　　(4)混合布料过程影响其形成料堆的结构的因素较为复杂，料堆结构受混合物料颗粒性质的影响显著;溜槽倾角、料线高度等布料因素以及物料混合比例对料堆结构的影响较小。　　(5)少量大豆与玻璃珠混合时，高度方向上大颗粒聚集于上部，径向料堆堆尖附近大豆体积分数较大，堆密度较小;粒径不同的颗粒混合时，越靠近炉墙，大颗粒体积分数呈增大趋势。　　(6)料堆内部空隙率中心较小，边缘较大;粒径不同的颗粒混合时，大颗粒体积分数大约在45％～65％之间空隙率较小，高度方向随高度增加大颗粒体积分数呈减小趋势，但在最底部大颗粒体积分数较小。少量粒径大、密度小的颗粒与粒径小、密度大的颗粒混合时，堆尖附近大颗粒体积分数较大，空隙率较小，高度方向随高度增加大颗粒体积分数增大，空隙率减小。