自从1992年日本的新日铁公司开发出将煤水分降到2%-4%的干法选煤预压系统(DAPS)以来,干燥煤炼焦工艺因其能有效减少炼焦加热燃料、改善装煤条件、延长炉体寿命、缩短炼焦时间和提高焦炭质量等优势被广泛关注。但是影响焦炭质量的除了装炉煤水分外,还包括装炉煤的煤质、细度、堆密度和炼焦工艺等因素。目前,中国大多数焦化厂采用的是先配后粉的备煤工艺,未考虑到各单种煤的硬度差异,不能使各单种煤在炼焦过程中充分发挥其成焦性能。同时,我国焦化生产中一般只以细度来表示入炉煤料的粒度特征,而这一概念只能说明煤料中小于3 mm的煤粒占全部煤料的质量百分比,而不能表示煤粒粒度分布的均匀性。因此,为了进一步优化干燥煤炼焦工艺,通过研究干燥煤炼焦配合煤的粒径大小与粒度分布状况对胶质层性质、焦炭光学组织结构、焦炭质量的影响,对合理利用煤炭资源、优化备煤和配煤结构、提高焦炭质量等方面具有重要意义。本论文在对十种单种煤进行了工业分析、全硫分析和黏结指数测定的基础上,首先通过对不同粒度下的十种单种干燥煤(水分为2%)进行胶质层实验,得到干燥煤粒度对胶质层指数的影响规律。然后从微观角度研究了不同煤样成焦光学组织含量的变化以及干燥煤粒度对单种煤焦炭光学组织结构的变化规律。最后在以上实验的基础上,设计合理的配煤方案,对干燥情况下的配合煤进行了5kg小焦炉配煤炼焦实验,并对所得焦炭样品进行了冷态强度、热态性能分析以及SEM表征,结合单种煤不同粒度下形成的焦炭特征,深入研究了干燥煤配合煤细度和粒径分布对焦炭抗碎强度和耐磨强度、焦炭反应性和反应后强度的变化规律和影响机理。通过以上研究,主要得出以下结论:(1)随着干燥炼焦煤粒度变化,胶质层指数的变化规律因煤种而不同,胶质层最大厚度Y值总体呈现先增大后减小的趋势;最终体积收缩度X值总体呈增大趋势。(2)随煤种变质程度的升高,镶嵌状组织结构含量先升高后降低,纤维状、片状组织含量升高。且干燥煤粒度对单种煤成焦光学组织结构含量和OTI指数影响不一。大部分干燥煤随粒度的增大,OTI指数减少,各向异性含量降低,焦炭质量下降。(3)在干燥煤炼焦的情况下,合适的配合煤细度和合理的粒度分布,有利于提高焦炭质量。在水分为2%、试验用煤配煤比的前提下,改变不同粒径配入比例,可以确定,当干燥配合煤细度为90%,粒度为0-0.5 mm,0.5-1 mm,1-2 mm,2-3 mm,>3 mm占比分别为17.50%,20%,31.25%,21.25%,10%时,焦炭机械强度、焦炭反应性CRI和反应后强度CSR最佳。(4)与湿煤炼焦方案相比,干煤炼焦方案所得焦炭的各项性能指标均明显改善。当煤粒大小适中时可以有效减少裂纹中心的产生,合理的粒径分布还可以使焦炭气孔减少,表面光滑,气孔壁增厚,减少与CO2的接触面积,从而降低焦炭热反应性。