高炉喷煤是现代高炉冶炼的一项重大技术革命,目前高炉喷煤存在的主要问题是煤粉在风口回旋区内的燃烧不充分,导致煤焦置换比较低,未燃煤粉较多造成高炉透气性变差,限制了喷煤比的提高。借鉴炼焦工业中较为成熟的煤岩配煤理论知识,采用煤岩学进行高炉喷吹配煤,主要通过煤岩分析技术、热分析以及高温燃烧炉的实验等手段,建立高炉喷吹煤粉的煤岩显微组成与其燃烧特性之间的关系,从而进一步建立高炉喷吹用煤的煤岩配煤理论,为提高喷吹煤粉在高炉内的燃烧率提供理论依据,从而实现提高高炉喷煤比、降低炼铁成本的目的。首先,利用煤岩分析技术对单种煤及其混煤进行煤岩分析,测定了各煤样的发热值和煤灰熔融特征温度,分析了煤岩组分对煤样发热值的影响,煤灰成分对煤灰熔融特性的影响。结果表明:神华煤的镜质组平均最大反射率和镜质组含量均低于永城煤,惰质组含量高于永城煤,而壳质组和矿物质含量很低且相差不大。随着神华煤的配比增加,混合煤样的镜质组平均最大反射率和镜质组含量随之减小,而惰质组含量随之增加。各煤样的发热值随着镜质组含量的增加而提高,随着惰质组含量的增加而降低;煤灰中Si O2和Al2O3含量越高则灰熔融特征温度也越高,Ca O含量越高则灰熔融特征温度反而越低。其次,采用热分析方法研究了神华烟煤与永城无烟煤单独燃烧及混合燃烧过程的燃烧特性,考察了各煤样的煤岩参数与其燃烧特征参数和燃烧特性的关系,并求解了燃烧过程的动力学参数。研究结果表明:神华煤比永城煤更易燃烧,着火温度和燃尽温度都更低,燃烧温度区间更窄,最大失重速率和最大放热速率都更高。神华煤配比为30%和70%的混煤燃烧过程中,着火温度和燃尽温度介于神华煤和永城煤之间且随着神华煤配比的增加而提高,燃烧温度区间均宽于神华煤和永城煤的燃烧温度区间,且随着神华煤配比的增加而变窄;燃烧反应后期活化能E均低于神华煤和永城煤单独燃烧时的E,且随着神华煤配比增加而减小。煤岩参数对燃烧特征参数和燃烧特性的影响表现为:各煤样的镜质组反射率越小,镜质组含量越低或惰质组含量越高,则着火温度和燃尽温度越低,燃烧性能指数越大。最后,采用滴管炉方法研究了神华煤与永城煤单独燃烧及混合燃烧过程的燃烧性能,考察了各煤样的煤岩特性对其燃烧率的影响规律,并分别求解了各煤样的微晶结构参数,探究了微晶结构对煤样燃烧率的影响规律。研究结果表明:神华煤的燃烧率明显高于永城煤,混煤的燃烧率随着神华煤配比的增加而提高。对于神华煤和永城煤及其不同配比混合煤,燃烧率主要受其镜质组平均最大反射率的影响,而各煤岩组分的含量高低对煤样燃烧率的影响较小。煤样的碳结构对其燃烧性能有着明显的影响:煤样的碳结构结晶度越低,或者堆积高度越小、层面间距越大,则煤样燃烧率越高。