燃煤和铁矿石作为电站锅炉行业和钢铁冶金领域的重要原材料,在我国的国民经济和工业的发展中具有十分重要的地位。燃煤使用过程中的积灰、结渣等问题严重影响锅炉的安全稳定运行,研究煤灰在高温下的熔融及流动特性有助于加深对煤灰排渣特性的理解,在相关领域意义重大。而在钢铁冶金领域,铁矿石烧结过程中所形成的液相的流动性会极大地影响最终烧结矿的品质,这将直接影响高炉的各项指标。因此,开展煤灰及铁矿石在高温下的熔融及流动特性的研究对相关领域的发展具有重要意义。本文在管式炉的基础上,设计了一种新的煤灰及铁矿石的高温流动性的测量方法,并对不同的煤灰及矿石样品的高温流动性展开了实验研究。以下为具体的研究内容:首先,利用新提出的流动测试方法在管式炉中研究了玉米秸秆灰分对准东煤灰的流动特性的影响。流动实验的结果显示,灰渣样品的流动速度在一定范围内与温度的变化呈现指数关系。玉米秸秆灰分的添加对准东煤的熔融及流动性有促进作用,且促进效果随着添加比例的增大而增强。实验中的准东煤灰分的临界流动温度为1249℃。随着玉米秸秆灰分的增加,样品的临界流动温度逐渐降低。添加10 wt%玉米秸秆灰分后,灰样的临界流动温度降低了40℃。接着,为了进一步验证该新流动测试方法的有效性,对其他三种原煤的高温流动性也展开了调查,并与Fact Sage软件计算得到的粘度结果一并讨论和分析。结合流速-温度曲线、粘度结果获得了煤灰的流动特征温度及粘度特征温度结果。从特征温度的结果来看,临界流动温度T_C与粘度特征温度T₂₅较为接近,进一步验证了该倒挂流动测量方法的可行性与准确性。然后,在管式炉中研究了五种常用的铁矿石及它们的混合矿石的熔融特性,获得了各矿石的熔融曲线、熔融特性参数以及不同碱度和温度下的液相流动指数。结果表明,矿石的熔融性、液相流动性与矿石的种类、烧结温度和碱度等都有关系。实际应用中,应考虑矿石本身的特性,矿石间需要合理搭配并调配适当的碱度值与燃料,这样才能获得高品质的铁矿石烧结矿。最后,利用新提出的流动性测量方法进一步研究了不同碱度下混合铁矿粉的流动特性,还利用X射线计算机断层扫描技术获得了烧结样的孔隙结构及参数。在流速-温度曲线的基础上获得了铁矿石的流动特征参数T_I、T_T和T_R。结果表明,三种碱度下(2.0、3.0和4.0)的矿石样品的有效初始流动温度分别为1359℃、1318℃和1273℃;而有效终止流动温度分别为1384℃、1351℃和1301℃。样品流动性的提高会促进烧结过程中孔隙的扩散与溢出,越靠近矿石试样表面的区域孔隙相对越小,且该区域孔隙分布相对稀疏。