焦炭在高炉内的溶损反应与焦炭强度密切相关,直接影响高炉透气性、喷煤比和铁水质量。它是影响高炉运行效率的关键因素,因此针对高炉中焦炭的溶损反应进行更深一步的探索具有重要意义。选用平遥焦炭作为研究样品,通过粒焦反应实验与理论计算相结合的方法,从分子层面研究了焦炭在CO2气氛下的溶损反应机理。通过对焦炭溶损反应实验的气态产物和固体残余物的表征,分析溶损反应中焦炭微观结构的变化。扫描电子显微镜结果显示,随着气化反应的进行,焦炭的结构受到严重破坏,焦炭的孔壁被腐蚀,塌陷严重,甚至产生裂纹。X-射线衍射仪表征结果显示,反应后焦炭芳香片层尺寸以及堆叠厚度呈现增大的趋势。X-射线光电子能谱仪表征结果显示,反应后焦炭固体残余物中石墨碳所占比例增高,石墨化程度增高。选用基于活性反应力场（Reactive force field,Reax FF）动力学方法模拟了CO2气氛下焦炭溶损反应的过程,Reax FF模拟得到的系统整体变化趋势与实验结果相符。利用C++程序分析Reax FF模拟轨线得到了碳结构重构的反应和CO生成的主要路径。反应中涉及的基元反应均用密度泛函方法计算能量,结果显示CO2分子对碳层的氧化是焦炭溶损反应的控速步骤,不同褶皱程度碳层的活化能显示,碳层褶皱较大处的碳原子具有更低的溶损反应活化能,在高温下更容易与CO2反应生成缺陷,从而重构为平整碳层。即,褶皱碳层的石墨化是焦炭强度下降的本质原因,这建立了焦炭强度和溶损反应过程的本质联系。以上结果解释了实验中不同焦炭样品溶损反应活化能的明显差异,从分子层面揭示了焦炭溶损机理。图44幅;表1个;参90篇。